Людський мозок здатен фізично перебудовувати свої нейронні ланцюги, щоб автоматизувати вивчені навички та виконувати дві справи одночасно. До такого висновку дійшли дослідники з Джорджтаунського університету (США), чия робота опублікована в Journal of Cognitive Neuroscience.
Відкриття кидає виклик тривалій науковій дискусії: чи справді людина може робити кілька справ водночас, чи лише імітує це завдяки дуже швидкому перемиканню уваги. Нові дані свідчать: за певних умов мозок справді може працювати в режимі паралельного виконання завдань. 1
Автори дослідження пояснюють механізм на прикладі водіння. Коли людина тільки вчиться керувати автомобілем, вона мусить зосереджувати всю увагу на цьому процесі. Але після років практики водіння стає майже автоматичним — водій може одночасно розмовляти, слухати музику або обмірковувати проблему, не втрачаючи контролю над машиною.
«Питання в тому, як мозок це робить»
Більшість попередніх досліджень навчання зосереджувалися на ранніх етапах, коли людина опановує нову навичку. Що відбувається в мозку після тривалої практики, вивчено набагато менше.
Понад 30 тисяч спроб на смартфоні
Для нового експерименту дослідники навчали учасників сортувати зображення автомобілів, які були морфовані (поступово змінені) так, щоб їх треба було розподіляти на дві категорії за ледь помітними відмінностями. Учасники виконали понад 30 тисяч спроб упродовж 5–10 тижнів, використовуючи спеціальний застосунок на смартфоні, який перетворював завдання на гру.
Науковці проводили сканування мозку за допомогою функціональної магнітно-резонансної томографії (фМРТ) та електроенцефалографії (ЕЕГ) до початку тренувань і після їх завершення 2.
На початку навчання завдання активувало префронтальну кору — ділянку, відповідальну за виконавчі функції, планування та свідоме прийняття рішень. Ця зона мозку зазвичай може обробляти лише одне складне завдання за раз, що створює так званий «фронтальний вузький канал».
Однак після тижнів практики картина змінилася: сортування автомобілів почало відбуватися в скроневій корі — ділянці, яка відповідає за кодування пам’яті та розпізнавання складних об’єктів.
«Попередні дослідження показували, що частини скроневої кори активуються певними категоріями об’єктів у досвідчених спостерігачів — птахів, автомобілів, навіть покемонів, — але обмеження всіх цих робіт у тому, що вони досліджували людей лише після того, як ті стали експертами. Сильна сторона нашого дослідження в тому, що воно лонгітюдне: ми вимірюємо показники до і після тренування, тому можемо побачити, що тривале навчання фактично створило в скроневій частці зону, вибіркову до певної категорії, якої раніше не було», — пояснює перший автор дослідження Патрік Кокс.
Обхід фронтального вузького каналу
Інформація про категорію автомобіля з новоствореної ділянки скроневої кори почала надходити безпосередньо до відділів мозку, відповідальних за реакцію, оминаючи префронтальну кору.
«Досвід перебудовує мозок так, щоб обійти цей фронтальний вузький канал. Префронтальна кора залишається вільною для будь-чого іншого, що ви хочете зробити, збільшуючи вашу здатність».
Дослідники виявили, що чим більше завдання з сортування автомобілів «вивантажувалося» з префронтальної кори, тим краще учасники могли виконувати паралельно інше завдання.
«Ми показуємо, що нейронні ланцюги справді змінюються, тому мозок може робити дві справи одночасно. Це справжня багатозадачність».
Відкриття має значення не лише для розуміння повсякденних звичок. Як зазначає Кокс, це пояснює, чому досвідчений радіолог може майже автоматично класифікувати утворення на рентгенівському знімку як доброякісні або злоякісні, часто без тривалих роздумів — завдяки рокам тренування.
Результати також можуть допомогти в дослідженні компульсивної поведінки, оскільки показують, що вивчені дії переходять у мозкові ланцюги, менш доступні для свідомого контролю.
«Перший крок до того, щоб відучитися від чогось, — зрозуміти, де в мозку це насправді відбувається. Це показує, чому стратегії на кшталт “подумай про щось інше” не дуже допомагають, адже поведінка не перебуває під свідомим контролем» 3.
Дослідження також пояснює, чому люди так добре вміють навчатися поступово, надбудовуючи нові навички на старі — те, з чим штучний інтелект досі має труднощі. Перенесення вивченої навички в скроневу кору та звільнення простору в префронтальній корі може дозволяти мозку використовувати стару інформацію як будівельний блок для засвоєння нового.
Наступним кроком дослідники планують з’ясувати, чи існують певні типи завдань або розумової роботи, які з більшою ймовірністю «вивантажуються» в інші відділи мозку, звільняючи префронтальну кору для інших справ.
Найцікавіше за тиждень
Один лист на тиждень. Без спаму.
Нові статті, добірки та корисні матеріали DAY TODAY — в одному короткому листі.
