Таємне життя розуму : як ми мислимо, відчуваємо й вирішуємо - Маріано Сігман
Наші внутрішні картографи
Кора головного мозку складається з колонок нейронів, кожна з яких виконує специфічну функцію. Це відкриття принесло Девіду Г’юбелу й Торстену Візелу Нобелівську премію в галузі фізіології. Під час подальших досліджень вони виявили, що в розвитку зорових карт існують критичні періоди. Ці структури розвиваються згідно з генетично закладеною програмою, але щоб повністю сформуватися, потребують багато візуальної інформації. Так само, як річка потребує постійного потоку води, щоб підтримувати своє русло.
На перших етапах розвитку сітківка генерує спонтанну активність, стимулюючи саму себе в цілковитій темряві. Мозок сприймає цю активність як світло, не розрізняючи зовнішні й внутрішні стимули. Отже, активний розвиток починається ще до того, як ми розплющимо очі. Те саме стосується й кошенят, що народжуються сліпими. Вони в прямому сенсі тренують свою зорову систему за допомогою внутрішнього світла. У котів, людей та інших ссавців зорові карти активно розвиваються в немовлячому віці й завершують формування за кілька місяців. Відкриття Г’юбела і Візела співзвучне зі ще одним міфом: навчитися деяких речей, коли ти вже дорослий, неможливо. Ми переглянемо цей висновок і додамо до нього поміркованого оптимізму: успішне навчання в старшому віці цілком імовірне, але вимагає багато часу й зусиль. У ранньому дитинстві їх знадобилося не менше, просто ми цього не пам’ятаємо. Зрештою немовлята й старші діти годинами, днями, місяцями й роками вчаться говорити, ходити й читати. А якщо доросла людина відкладе вбік свої справи й спрямує весь час і зусилля на опанування нових знань і вмінь?
Якщо озирнутися назад, це цілком зрозуміло. Рентгенологи навчаються бачити знімки в дорослому віці. Після тривалої практики вони легко визначають відхилення, яких не помічають інші люди. Очевидно, що це результат трансформації зорової кори. Рентгенологи діагностують швидко, автоматично, майже на інтуїтивному рівні, з несвідомим роздратуванням, яке ми відчуваємо, наприклад, натрапивши на граматичну помилку. Що спричиняє таку радикальну трансформацію сприйняття й мислення?
Флуоресцентні трикутники
У науці часто повторюється один цікавий сюжет: науковець, запропонувавши екстраординарну ґрунтовну концепцію, згодом сам її розвінчує. Торстен Візел, який створив догму критичних періодів, вирішив разом із Чарльзом Ґілбертом, своїм аспірантом у Гарварді, довести протилежне: зорова кора продовжує реорганізовуватися навіть у дорослому віці.
Коли я переїхав до Нью-Йорка й потрапив до лабораторії Ґілберта і Візела, де мав працювати над дисертацією, міф перевернули догори дриґом. Питання полягало вже не в тому, чи піддається мозок дорослого навчанню, а як саме це відбувається. Що змінюється в мозку, коли ми стаємо експертами в певній галузі?
▶ Ми розробили експеримент для ретельного лабораторного дослідження цієї проблеми. Довелося піти на деякі поблажки й спростити процес. Замість запрошувати професійних рентгенологів ми створили експертів із трикутників. Не дуже цінна спеціалізація, зате простий і виграшний спосіб симулювати процес навчання для лабораторного дослідження.
Ми показували групі людей однотонне зображення великої кількості різних геометричних фігур, яке через двісті мілісекунд зникало. Перед ними стояло завдання знайти в цьому хаосі трикутник. Учасники дивилися на нас, як на божевільних. Це було неможливо. Їм не вистачало часу, щоб його помітити.
Ми знали, що, якби учасники експерименту мали знайти червоний трикутник серед синіх, упорався б кожен. І зрозуміло чому. Люди мають паралельну систему, яка за вісімдесят мілісекунд може просканувати навколишній простір і виявити різницю в кольорі, але в зоровій корі немає спеціальної карти для ідентифікації трикутників. Чи реально розвинути таке вміння? Якщо так, ми зможемо зазирнути за лаштунки механізму навчання.
Протягом сотень спроб багато учасників розчарувалися, що нічого не бачать. Але після багатогодинного виконання нудної вправи сталося диво: трикутник став вирізнятися, його неможливо було не помітити, наче він іншого кольору. Так ми з’ясували, що, доклавши багато зусиль, людина здатна побачити недосяжні раніше речі. У дорослому віці. А ще змогли дослідити, що відбувається в мозку, коли людина навчається.
Дорсальна і вентральна системи мозку
Кора головного мозку утворює дві великі системи. Дорсальну, яка, якщо підняти голову й подивитись на стелю, буде продовженням задньої частини тіла, і вентральну, яка опиниться спереду. З функціонального погляду це більш вдалий поділ, ніж звичні ліва й права півкулі. До дорсальної частини входять тім’яна й лобова кора, які відповідають за свідомість, рухову діяльність і повільну послідовну роботу мозку. Вентральна частина завідує автоматичними й переважно неусвідомленими функціями, а також швидкою паралельною обробкою інформації.
У церебральній активності експертів із трикутників ми виявили дві фундаментальні відмінності. Їхня первинна зорова кора у вентральній системі активувалася набагато сильніше, коли вони бачили трикутник, ніж коли траплялися всі інші фігури. Водночас лобова й тім’яна кора деактивувалися. Це пояснює, чому розпізнавання трикутників більше не вимагало зусиль. І трикутники тут не виняток. Схожа трансформація відбувається, коли людина вчиться розпізнавати будь-що: музиканти — читати ноти, садівники — знаходити паразитів на рослинах, тренери — миттєво розуміти, що їхня команда в халепі.
Навчання: місток між двома шляхами в мозку
Кора формує дорсальну й вентральну системи. Навчання — це процес переходу від першої до другої. Коли ми вчимося читати, на зміну повільному вимушеному «літера за літерою» (дорсальна система) поступово приходить уміння швидко й легко вловлювати слово повністю (вентральна система). Але якщо умови для останньої незвичні, наприклад, букви розташовані по вертикалі, а не горизонталі, ми повертаємося до дорсальної системи, яка, попри повільну й послідовну роботу, дуже гнучка й адаптується до різних обставин. Здебільшого навчання означає автоматизацію процесу й вивільнення дорсальної системи, щоб перемикати увагу й розумові зусилля на інші проблеми.
Асортимент функцій: навчання — це компіляція
У зоровій корі мозок має низку карт, які забезпечують швидке й ефективне виконання деяких функцій. Тім’яна кора вміє використовувати різні їх комбінації, але процес дуже повільний і вимагає зусиль.
Проте людський мозок здатен змінювати асортимент автоматичних функцій. Якщо повторити якийсь процес багато тисяч разів, вентральна система поповниться новим умінням. Це своєрідний аутсорсинг, за якого свідома частина мозку ніби делегує повноваження вентральній корі. А ресурси свідомості, які потребують розумових зусиль і обмежені потужністю лобової й тім’яної часток, перенаправляються на виконання інших завдань. Так ми вчимося читати й навчаємося взагалі. Просунуті читачі, які легко ковтають книги, делегують читання, а ті, хто лише вчиться, — ні,
