Внимание и память, и Почему они работали лучше, пока ты все не испортил

Но чем старше становится ребенок, тем слабее будет становится его способность к обучению. К 25 годам количество синапсов в мозгу уменьшится вдвое, и чтобы чему-то научиться, придется прикладывать активные усилия.

(Заметьте, кривая нейропластичности не уходит в пике и не врезается в ось абсцисс, она плавно снижается, но не исчезает. Мозг может изменяться на протяжении всей жизни, просто делает он это чуть менее охотно.)

Происходит это из-за процесса, известного как синаптический прунинг. Нейроны, которые используются часто, образуют более прочные связи, а те, которые редко или никогда не используются, в конечном итоге умирают.

Мозг жертвует большим количеством синапсов, зато оставшиеся нейронные сети станут работать эффективнее.

Когда вы учились кататься на велосипеде, вы сначала использовали все свои мышцы разом, пытаясь следить за равновесием, крутить педали, заранее группироваться на случай падения и звонить в звоночек. Потом вы научились ездить эффективно, и теперь требуется меньше мышечных усилий и меньше нейронов должно быть задействовано, чтобы контролировать весь процесс, а ваша езда стала более плавной и быстрой.

Умение взрослого мозга использовать нейропластичность скорее относится к способности модулировать силу синаптических связей и называется функциональной нейропластичностью. То есть реальных количественных изменений уже не происходит, все нейроны на своих местах в том же количестве, но меняется сила связей между ними.

Если уж совсем подробно, то новые нейроны во взрослом мозге иногда все же появляются, но скорее в качестве исключения и по очень важным поводам. Например, в зубчатой извилине гиппокампа (область, отвечающая за память) и субвентрикулярной зоне бокового желудочка, откуда нейроны затем мигрируют в обонятельную луковицу (область, участвующую в обработке запахов), можно поймать пару молодых нейронов, но как в самом начале жизни уже не будет.

Говоря простым языком: что выросло, то выросло, живите с этим.

Функциональная нейропластичность «для взрослых» происходит в ответ на:

• предыдущую активность (деятельностно-зависимая пластичность) – вы что-то натворили (решили учить китайский), и нейроны начали укреплять синаптические связи в какой-то конкретной зоне, например в той, что отвечает за понимание новых слов;

• повреждение нейронов (реактивная пластичность) для компенсации патологического события, как когда после удара по голове приходится проходить долгие месяцы реабилитации, чтобы мозг снова научился делать то, что уже умел.

Чтобы функциональная нейропластичность работала вам на пользу, следуйте нескольким базовым правилам. Правило первое – «используй или потеряешь». Когда вы используете синаптические связи, которые представляют навык, вы усиливаете их, а когда вы позволяете этому навыку бездействовать, вы ослабляете связи. Это как дружба: не звоните подруге годами – близость теряется, звоните через день с последними новостями – вы лучшие друзья. Поэтому многие специалисты проходят переаттестации раз в несколько лет, чтобы приобретенный когда-то важный навык не исчезал и не забывался.

Правило второе – «нейроны, которые возбуждаются вместе, связываются друг с другом», как и сказал Дональд Хебб. Это значит, чем чаще вы повторяете действие или вспоминаете информацию, тем больше нейронов возбудится и тем сильнее станут их межсинаптические связи. В результате в мозге сформируется целая нейронная сеть, которая будет работать четко и слаженно.

Альваро Паскуаль-Леоне из Гарвардской медицинской школы использовал позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ) для измерения определенных областей коры мозга. Он изучал незрячих людей, читавших шрифт Брайля, и обнаружил, что области коры, отвечающие за распознавание мелких бугорков на бумаге кончиками пальцев, были значительно больше, чем у зрячих людей. Навык тактильного чтения практиковался ими снова и снова, и мозг «отдал» под этот навык больше нейронов и сделал их связь сильнее.

Для нашего мозга «практика – основа мастерства».

Конечно, мысль эта неприятная и немного разочаровывающая. Хотелось бы, чтобы нейропластичность работала как волшебная палочка – лег спать, а проснулся, уже зная португальский и умея играть на гитаре. В реальности же, чтобы добиться в чем-либо успехов, придется приложить старание и упорство. Ужасно несправедливо, я понимаю.

Вот почему даже самые звездные спортсмены проводят целые дни в зале, отрабатывая броски, а великие пианисты часами играют гаммы.

Но то, что работает для наших мышц, прекрасно подходит и для нашего мозга. Чем больше вы будете упражнять свой мозг, напрягать память и строить логические цепочки, тем лучше у вас это будет получаться.

Подведем итог: мои дорогие читатели, вы уже никогда не сможете учиться так лихо, как в свои лучшие годы (от 0 до 3–5 лет). Может быть, вы уже даже пропустили период, когда мозг все еще дозревает и охотно меняется, что тоже неплохо облегчает обучение (примерно 25 лет, у кого-то больше, у кого-то меньше). Ваш мозг зрел, вы хорошо знаете себя и умеете контролировать свои импульсы. Значит ли это, что студенческие годы остались в прошлом и новые трюки больше не для вас? Конечно нет!

Просто теперь, чтобы добиться приличного уровня нейропластичности, вам нужно постоянно погружать свой мозг в стимулирующую среду^[9]. Это такая среда, которая будет заставлять мозги постоянно работать, сталкиваясь с интересными задачами, решать их, учиться новому и нагружать память.

Память вообще универсальный способ прокачать свой мозг. Считается, что, когда воспоминания сохраняются в мозге, они каждый раз используют для этого механизмы нейропластичности.

Называется это «долгосрочная синаптическая пластичность» и длится от минут до часов, дней или лет. Когда мы получаем информацию через органы чувств (глаза, уши и т. д.), она представлена паттерном активации сети нейронов. Этот паттерн подобен коду, с помощью которого мозг переводит ваше «Ого, мистер Смит в конце коридора» на язык импульсов, что немного похоже на бегущий код матрицы.

Затем код сохраняется, соединяясь с другими сетями, представляющими предшествующие знания, а также путем изменения и укрепления синаптических связей. Наши воспоминания не сохранялись бы, если бы мозг не изменял себя.

Таким образом, легче всего изменить свой мозг на уровне клеточных соединений, просто что-то выучив. В том, как работает память, как можно ее усилить и как создать вокруг себя ту самую стимулирующую среду, будем разбираться дальше.

Глава 2
Из чего состоит память,
или Почему простейшие сложнее, чем кажутся

Память – не просто маленькая лазейка в большой мир нейропластичности, это ключевой фактор в умении рассуждать и решать задачи.

Исследования показывают, что от трети до половины различий между показателями в тестах на интеллект у разных людей можно объяснить объемом рабочей памяти. с продемонстрировала, что рабочая память у детей в начальной и средней школе (7-12 лет) была лучшим показателем, чем общий интеллект, при прогнозировании успеваемости в чтении и математике через два года после измерений^[10].

Так что, хоть они и являются отдельными нейрофизиологическими конструкциями, рабочая память и интеллект тесно связаны.

С рождения и на протяжении всей жизни мы постоянно зависим от нашей памяти. Она задействована во всех сферах жизни: когда мы читаем газету утром, когда едем на машине на работу, когда решаем задачу вместе с коллегами или когда смотрим телевизор вечером.

Без функционирующей памяти многие повседневные действия становятся невозможными.

Просто попробуйте вспомнить все, что вы делали вчера, что НЕ связано с памятью. Составьте список.

Возможно, там будут такие важные дела, как, например, моргать, видеть, дышать, спать, просыпаться. Довольно ограниченный набор умений, правда?

Если в вашем списке есть такие интересные активности, как хождение, пользование туалетом, разговор, то вычеркните.

Всему этому вы научились шаг за шагом, запоминая, что и как нужно делать.

Даже просто позавтракать в кругу семьи невозможно без работы памяти. Без памяти вы были бы не в курсе, что за «круг семьи» такой, что завтрак» – это какая-то привязанная ко времени еда с большим количеством яиц? Выбор столовых приборов и многое другое тоже было бы невозможно.

Способность хранить воспоминания с нами чуть ли не с самого начала эволюции. Недавно ученые выяснили, что даже простейшие организмы способны к запоминанию.

Кстати, за информационные биологические вставки из мира животных мы должны благодарить Василису Уграицкую. Она магистр зоотехнии Московской академии ветеринарии и биотехнологии имени К. И. Скрябина, а также ведущая тик-ток-канала, популяризирующего биологию, – vasya_granat.

Василиса рассказывает:

 

“…

Память инфузории

Память плотно связана с обучением. Кажется, что организм, не обладающий нервной системой, не может что-либо запомнить, а следовательно, и чему-то научиться. Но ученые из Кембриджа в 2019 году выпустили статью о поведении инфузорий, где показали, что даже одноклеточные организмы обучаемы. И инфузориям для обучения не нужна ни нервная система, ни многоклеточное тело^[11].

В исследовании ученые наблюдали за реакцией инфузории Stentor roeseli на раздражающие их полистироловые бусины в водной суспензии. Было показано, что у этого простейшего есть несколько типов избегающего поведения. Инфузория выбирала эти типы поведения пока не понятным ученым образом, в зависимости от частоты раздражения. То есть она «помнила», как нужно себя вести при встрече с разными типами раздражителя. Как она это делала, пока вообще не ясно, молекулярные основы памяти – это сложный и горячо обсуждаемый вопрос для научного сообщества. Но делала, а значит, считается.

…”

Итак, память важна и нужна на всех ступенях эволюционной лестницы.

И состоит из трех последовательных процессов:

Скорее всего, вы понимаете, что нельзя просто взять фрагмент жизни, скомкать и запихать в черепную коробку, сформировав воспоминание.

Чтобы перенести ваши знания об окружающем мире в хранилище памяти, нужно преобразовать информацию, полученную через органы чувств, в нейрональный код. Этот код немного похож на компьютерный: с одной стороны экрана мы видим котенка, с другой стороны котенок выглядит как последовательность нулей и единиц. Только никаких цифр, а вместо них паттерн активации сети нейронов. Закодированную так информацию мозгу легче хранить и легче извлекать. Происходит этот процесс сразу в нескольких местах одновременно. Нет единого отдела, который специализируется на кодировании, и это хорошо, а то, повредив его, мы бы разом лишились возможности запоминать.

Разделяй, властвуй и помни, как тебя зовут.

Вместо этого есть много разных частей, которые кодируют каждый свой вид информации. Например, визуальная информация обрабатывается в теменной и затылочной коре головного мозга, верхняя височная извилина участвует в кодировании услышанного, и так далее.

Бывает, что в этот тонкий молекулярный процесс что-то вмешивается и превращает наши воспоминания в обрывки информации. Частенько это «что-то» – мы сами: например, когда «залипли» до 2-х часов ночи в соцсетях, а в 7 уже на работу – при недосыпании нарушается способность мозга кодировать новые воспоминания. Или когда навалилось много всего и нет никаких сил «вывозить» – депрессия в основном связана с проблемами кодирования кратковременных воспоминаний. Ну и куда же без самого частого «греха» современного продуктивного умницы – многозадачности. Многозадачность приводит к сбою кодирования памяти, так как процесс этот тонкий и требует сосредоточенности, внимания и времени, а без этого информация не обрабатывается и не кодируется должным образом.

Сила не терпит суеты, юный падаван.

А бывает, что кодирующий сигнал выходит слабым, потому что мы понизили приоритетность информации. Ведь если вам что-то кажется важным, в идеале угрожающим безопасности, информация поступает в мозг с пометкой «ОГО!», отчего нейроны посылают друг другу активные сигналы и кодируют информацию получше. Если же мы не объяснили мозгу, что информация полезная и нужная, то есть шанс, что она будет просто отброшена или сигналы, кодирующие ее, будут слабее (так вы потеряли половину школьных знаний по геометрии и истории). Мы увеличиваем и уменьшаем мощность сигналов в зависимости от того, насколько релевантной и важной кажется информация. Таким образом, все, что увеличивает важность, помогает с запоминанием.

Три фактора, которые могут усилить кодирующий сигнал, – это модальности, значение и внимание.

Множественные модальности – это разные способы получать, по сути, одну и ту же информацию. Вы учите новый язык, запоминаете слово: записали его, прочитали его, прослушали, произнесли сами, посмотрели про это слово смешное видео – внесли информацию мозгу со всех возможных сторон. Представление о стилях обучения и концепция того, что некоторые учащиеся с рождения аудиалы, а другие визуалы, кому-то информацию нужно подавать словами, а кому-то картинками, – ошибочны.

Современные исследования убедительно поддерживают использование нескольких стратегий обучения у одного человека. Если единственным сигналом является слуховой, мозг активирует части слуховой системы. Если это только зрение, активация будет в зрительной системе. Если в процессе обучения задействованы несколько модальностей, то обучение пойдет сразу в разных частях мозга. Когда позже мозгу потребуется извлечь эту информацию, у него будет несколько путей для активации этой сети.

Значение: только актуальная, интересная информация запоминается легко. Тут все дело в эмоциональной окраске – она должна быть, и чем сильнее, тем лучше. Вы должны быть действительно заинтересованы в изучении, тогда нейротрансмиттеры (особое спасибо дофамину, норэпинефрину и ацетилхолину) в мозге помогут вашим нейронам, усилив активацию нужных сетей. С практической стороной этой идеи вы могли столкнуться, когда учили своего питомца новым командам. Во всех руководствах кинологов советуют перед тренировкой животинку не кормить, легкое чувство голода поможет ей лучше концентрироваться на угощении, которое она получит за правильное выполнение команды. Изменив силу значения вкусняшки с «о, очередная печенька» до «о, печенечка!», вы улучшаете процесс обучения и упрощаете себе задачу.

Внимание: наш мозг всегда на что-то обращает внимание, но делает это весьма своевольно. Вот вы сидите на лекции по анатомии, перед вами учитель, учебник и доска с топографией правой почки – казалось бы, внимание нужно распределять между этими тремя. Но придя домой, вы вспомнили только то, что за окном стояла красная иномарка, у соседки была юбка в клетку, а в учебнике был нарисован важный орган… но не почка.

Где-то там, на задворках памяти, конечно, найдется и учитель со своей лекцией, но ему внимания досталось совсем немножко, так что и кодировать практически нечего.

Внимание – главное из трех условий для качественного кодирования. Поэтому первое, что мы можем сделать на пути своего становления героическим героем, – взять под контроль внимание.

1. С чем мы имеем дело,

или Почему внимание моргает

Внимание – штука сложная и все время куда-то теряется, искать приходится целой командой из психологов, неврологов, биологов, нейрофизиологов, даже программистов задействуют (они изучают внимание для улучшения работы искусственного интеллекта и научения нейронной сети фокусироваться на самых важных данных).

Как писал Уильям Джеймс на заре экспериментальной психологии: «Все знают, что такое внимание. Это овладение умом одним из нескольких одновременно возможных объектов или цепочек мыслей в ясной и яркой форме».

С тех пор как Джеймс написал это, было предпринято множество попыток более точно определить и количественно оценить этот процесс, а также выделить лежащие в его основе когнитивные и нейронные механизмы.

И вот спустя годы исследований и экспериментов выходит замечательная статья, которая, как мне кажется, отлично подводит итог всей проделанной работе:

«Никто не знает, что такое внимание»^[12].

Давайте договоримся, что будем считать внимание способностью сосредоточиться на чем-то одном и не отвлекаться на все остальное. Способность эта довольно норовистая, требующая мудрого распределения небольшого количества ресурсов когнитивной обработки. Представьте, что у вас есть фиксированное количество данных, которые мозг может обрабатывать в одну секунду, и если вы пытаетесь запихнуть в голову одновременно все и сразу, то скорее всего внимания просто не хватит. Проще говоря, мозг один, а мира вокруг много.

Интуитивно мы все это понимаем. Наше внимание не безгранично. Ясно-понятно, рассказывай уже дальше. Но на деле каждый в душе считает, что эта «граница» – вопрос исключительно силы воли и если бы не лень-матушка, то внимания хватило бы на все. Мол, возьмем себя в руки, соберемся с силами, и сразу граница сдвинется к горизонту, и мы будем, как в голливудских фильмах, входить в комнату и сходу замечать, у кого рукав в варенье, а кто в сумке папку спрятал. Ну да, конечно. Мы же все очень талантливые, просто ленивые. Нам так еще учительница в начальных классах говорила.

Проведем простой, но показательный эксперимент из книги Тео Компернолле «Освободи мозг».

Возьмите лист бумаги, ручку и секундомер.

Эксперимент состоит из двух простых заданий: написать слово и присвоить каждой букве порядковый номер.

В первой части эксперимента вы выполняете эти задания в однозадачном режиме – сначала пишете полностью слово, а затем расставляете цифры.

Во второй части делаете то же самое в многозадачном режиме – пишете поочередно то букву, то цифру, перебрасывая свое внимание с задачи на задачу.

В обоих случаях засеките время.

ПЕРВАЯ ЧАСТЬ

Однозадачность.

Напишите слово «однозадачность» печатными буквами, затем под каждой буквой поставьте ее порядковый номер и остановите секундомер.

ВТОРАЯ ЧАСТЬ

Многозадачность.

Выполняйте задания поочередно: напишите букву «М» и ее порядковый номер в слове «1», затем букву «Н» и ее номер «2» и так до конца слова…

Теперь сравните результаты. В среднем, в многозадачном режиме, когда ваше внимание расходуется на выполнение сразу двух задач, тратится как минимум вдвое больше времени; треть людей совершают ошибки даже в таких простых заданиях, и все испытуемые ощущают заметно большее напряжение.

Теперь понятна часть про «мудрое распределение ограниченных ресурсов когнитивной обработки»? Именно вы решаете, на что направить внимание, и в ваших силах пользоваться своей способностью эффективнее и добросовестнее.

Конечно, и без лени никуда, но, по сути, внимание ограничено вычислительной мощностью мозга.

Применяя теорию оценки информации Михая Чиксентмихайи и Роберта Лаки, вычисляем, что обрабатывающая способность человеческого сознания составляет 120 бит в секунду.

Слушание и обрабатывание речи требует 60 бит в секунду; это означает, что вы едва можете понять двух людей, говорящих одновременно.

Хотя физиолог Манфред Циммерман считает, что сенсорная система человека может воспринимать информацию с гораздо большей скоростью: он оценивает пропускную способность в 10 миллионов бит/с только для глаз, 1 миллион бит/с для кожи и 100 000 бит/с для слухового канала.

Как так? Кто же прав?

Все правы, дело в фильтрах и осознанности.

Мозг использует ментальные фильтры для определения наиболее важной информации, требующей обработки. Постоянное использование этих фильтров приводит к умственной усталости. Ежедневный объем входящей информации в 2011 году был в пять раз выше, чем в 1986 году.

А спрашивать с нас меньше за эти годы как-то не стали.

Поэтому ученые, занимающиеся человеческим мышлением, считают управление вниманием важнейшим навыком XXI века.

Нельзя просто сильно захотеть и стать ОЧЕНЬ внимательным. Нужно тренироваться и проявить упорство. Это как с физическими упражнениями – если вы решили, что хотите привести себя в форму, то начинаете с зарядки по утрам, а не подходите сразу к штанге +200 кг и не бежите марафон.

Так же и с умением концентрироваться: если сейчас оно довольно дряблое, лучше медленно наращивать силу.

Попробуйте популярное упражнение «Помодорро».

Работаете, скажем, 45 минут подряд, а затем позволяете себе 15-минутный перерыв. Четко по часам и не жульничать, чтобы ваш мозг был уверен, что желанный отдых совершенно точно наступит.

Хотя для многих из нас 45 минут могут оказаться слишком резвым стартом. Если не чувствуете в себе сил и к упражнению пока не привыкли, то начните с 15 минут работы и 5 минут отдыха, каждый день добавляйте по 5 минут к рабочему времени и по 2 минуты к отдыху, пока не натренируете себя.

С великой силой приходит великая безответственность.

Что плохого может случиться, если мы перестаем контролировать свое внимание?

Ну, например, когда вокруг нас происходит слишком много событий одновременно, мы можем упустить из вида какую-то незначительную деталь. Например, человек, с которым мы говорили секунду назад… это не тот человек, с которым мы говорили секунду назад. Но кто их там, этих людей в лицо-то вообще различает, да?

Эксперимент Саймонса и Левина^[13] можно найти в интернете и своими глазами посмотреть на все происходящее.

В нем экспериментатор останавливал пешеходов (испытуемых) около кампуса колледжа, чтобы спросить дорогу. Во время каждого разговора два посторонних человека, несущих обыкновенную дверь, проходили между экспериментатором и пешеходом. Когда они это делали, экспериментатор менялся местами со вторым участником эксперимента, который прятался за дверью, когда ее несли. Затем этот второй экспериментатор продолжал беседу с нашим испытуемым как ни в чем не бывало.

Это Были Два Разных Человека, которые стояли от испытуемого на расстоянии вытянутой руки.

Ваш прогноз? Сколько человек не заметили подмену?

Половина.

Только половина людей сообщили, что заметили подмену говорящего, – когда их прямо спросили: «Вы заметили, что я не тот человек, который подошел к вам, чтобы спросить дорогу?»

Эта неспособность обнаружить разницу в физических аспектах окружающего пространства была названа «слепотой к изменениям».^[14]

То, что мы упускаем некоторую перцептивную информацию, конечно, интересно.

Кстати, модное слово «перцептивный». Давайте осознаем его вместе, оно полезное: выучим его и будем «звучать» круто.

Перцептивный – значит «воспринимаемый», это то, как наши органы чувств восприняли информацию. Это не всегда один в один сходно с тем, какой является информация на самом деле.

Потому что восприятие – это не только пассивное получение сигналов от органов чувств, оно также формируется обучением, памятью, ожиданием и вниманием. Например, на восприятие сильно может повлиять эффект контраста, который был отмечен философом XVII века Джоном Локком. Он заметил, что чуть теплая вода может казаться горячей или холодной в зависимости от того, была ли рука, касающаяся ее, ранее в горячей или холодной воде. То есть температура воды остается одной и той же, и значит, рецепторы будут передавать информацию точно так же, но мы ощутим ее совершенно по-разному.

Так вот, упущение перцептивной информации, конечно, интересная проблема, но еще более интересным с когнитивной точки зрения является механизм работы этой «слепоты»: мы выбираем только частичную информацию из окружающего нас мира и к остальной не очень внимательны. Значит, не вся доступная информация попадает к нам в мозг и впоследствии осознаётся. Возможно, есть какая-то система фильтров? Или просто очень узкое окно для получения информации? Информационная форточка? Как это работает?

Все дело снова в значимости. К счастью для нашего эволюционного выживания, те аспекты получаемой информации, которые являются более актуальными и значимыми, мы замечаем чаще и лучше, хоть и теряем остальное.

Если вы голодны, вы можете заметить корзину с сочными фруктами на соседнем столе, но если вы только что поели, ваше внимание может скользить прямо по ней и вы не «увидите» ничего. В этом плане мы не далеко ушли от своих домашних питомцев, и методику дрессировки, описанную выше, можно применять и к себе любимому.

Знания, убеждения, цели и желания могут изменить скорость и точность процессов фильтрации значимой информации.

Думаю, что каждый хоть раз сталкивался с такой «слепотой» и, возможно, она вас не очень удивила.

Не обращаешь внимание – не замечаешь. Что тут такого?

А если вы обращаете внимание? Если все ваше внимание направлено на что-то одно и никакие коварные грузчики с дверями не вмешиваются?