Вчені перевіряють, чи дійсно тренування мозку покращує пізнання

Твердження чіткі: грайте у відеоігри та станьте розумнішими. Тим не менше, хоча застереження висловлюються протягом десятиліття, явні наукові докази, що підтверджують обіцянку, все ще залишаються невизначеними.

Нове дослідження вважає, що використання сучасних технологій допоможе врегулювати твердження, що навчання у відеоіграх змінює мозок. Дослідники також визначають, кому може скористатись когнітивний тренінг, і нові методи, які, швидше за все, призведуть до тривалого позитивного впливу на пізнання.

"Ми сподіваємось, що, краще зрозумівши, як і чому когнітивні здібності змінюються внаслідок навчання, ми можемо краще використати його ширші переваги", - говорить Дункан Астл з Ради медичних досліджень у Великобританії. Астле очолював симпозіум з тренування мозку під час нещодавньої щорічної конференції Товариства когнітивних нейронаук (ЦНС) у Нью-Йорку.

Нові дослідження щодо завдань з робочої пам'яті у дітей та поєднання неінвазивної стимуляції мозку з когнітивними тренуваннями у дорослих показують багатообіцяючі результати, вважають експерти. Незважаючи на те, що для застосування цих методів до реальних навчальних втручань необхідні додаткові випробування, дослідження пропонують базові нейронаукові докази для розробки інструментів, які дають більш широкі переваги.

Експерти пояснюють, що робоча пам'ять є ключовою для багатьох досліджень мозку.

Здатність утримувати інформацію в свідомості протягом коротких періодів часу є центральним для нашого повсякденного життя. І, говорить Астл, “ми знаємо, що відмінності в робочій пам’яті в дитинстві неймовірно сильні провісники розвитку освіти”.

Як когнітивного невролога, який давно цікавився тим, як мозок розвиває можливості робочої пам’яті в дитинстві, Астле взявся разом із колегами перевірити, чи можна тренувати пам’ять дитини.

У роботі, нещодавно опублікованій в Журнал неврології а також нову, ще не опубліковану роботу, яку Астле представив на конференції ЦНС, його команда досліджувала завдання у віці від 8 до 11 років для підвищення робочої пам'яті.

Вони виявили, що навчальні завдання дали покращення ємності робочої пам’яті, що також було відображено у вимірах, проведених за допомогою магнітоенцефалографії (MEG, яка використовує магнітні поля для зображення мозку), показуючи підвищену міцність нервової зв’язку, коли мозок відпочивав.

Діти провели з домашніх комп’ютерів 20 тренувальних занять, кожне близько 30 хвилин та з 8 іграми. Ігри вимагали від дітей запам’ятовувати просторову чи словесну інформацію протягом коротких періодів часу та використовувати цю інформацію під час поточного завдання.

Наприклад, одна гра включала запам'ятовування розташування та порядку астероїдів, які спалахували послідовно, коли вони кружляли по екрану. В кінці кожного випробування діти мали натискати на астероїди по порядку.

В експериментальній групі ігри ускладнювались, коли дітям ставало краще; "Над дітьми завжди працювали на межі своїх поточних можливостей", - говорить Астл. У контрольній групі складність ігор залишалася незмінною.

Дані MEG продемонстрували значні зміни у зв’язку між лобово-тім’яними мережами та бічним потиличним комплексом та нижньою скроневою корою в експериментальній групі.

"Ми вважаємо, що тренінг покращує процес уваги, який діти можуть використовувати стратегічно для подібних структурованих, але не навчених завдань", - говорить Астл.

"Але важливо зазначити, що ми не продемонстрували загальних переваг цього тренінгу".

Віковий діапазон від восьми до 11 - це "дуже добре, тому що діти здатні виконувати досить складні завдання, і все ж вони ще далекі від рівня успішності дорослих - тобто ще має бути багато розвитку", - говорить Астл.

“Ми вважаємо, що це справді важливий віковий діапазон, в якому слід розуміти ефективність робочої пам’яті та тренувань. Однак існує велика необхідність краще розуміти ці процеси протягом усього життя, тому ми завжди вивчаємо літературу ширше, щоб побачити, як наші висновки відповідають іншим групам, які вивчають інші вікові категорії. "

Помірна електрична стимуляція також може збільшити потужність мозку, оскільки вчені оцінюють ефективність tDCS (транскраніальна стимуляція постійним струмом) - неінвазивна техніка стимуляції мозку, яка передбачає пропускання дуже слабкого постійного струму через мозок.

"Хоча не одразу ясно, як струм впливає на нервову активність, переважає думка, що він робить нейрони або більш сприйнятливими до випалення, або менш сприйнятливими, залежно від того, який електрод де розміщений", - говорить Джон Джонідес з Мічиганського університету.

У своїй новій роботі Джонідес, представленій на конференції ЦНС, він та його колеги виявили, що tDCS сильно впливає на робочу пам'ять, а вдосконалення тривають протягом місяців.

"Попередні дослідження були неоднозначними щодо того, чи покращує тренінг tDCS, і довгострокових досліджень того, як довго триває цей тренувальний ефект, не проводилося", - говорить Джонідес.

У новому дослідженні 62 учасники випадково отримували tDCS стимуляцію правої або лівої префронтальної кори або отримували фіктивну стимуляцію під час виконання зорово-просторової робочої пам'яті.

Після 7 навчальних занять ті, хто отримував стимуляцію tDCS, збільшили можливості робочої пам’яті навіть через кілька місяців після завершення навчання. Вони також виявили, що ті, хто отримує стимуляцію на правій префронтальній корі, мали вибіркову здатність переносити робочу пам'ять на нетреновані завдання.

"Тривалий ефект від навчання був абсолютно несподіваним", - говорить Джонідес.

"Ми досліджували це в основному на жайворонку, не сподіваючись знайти багато чого, але той факт, що тренувальний ефект триває стільки, скільки місяців, є і дивовижним, і дуже провокаційним, оскільки відкриває використання tDCS для довгострокового підвищення рівня навчання".

Джонідес каже, що його дослідження - це лише одна точка даних для розуміння цих методів, відзначаючи, що це ще перші дні вивчення стимуляції мозку. Повторення та узагальнення для інших навчальних та передавальних завдань необхідні для продовження тестування довгострокових впливів та найкращих цілей для стимулювання.

"Нам потрібна сувора перевірка на високому рівні, яка фокусується на розумінні механізму дії, передачі переваг та стійкості наслідків для різних груп населення", - говорить Адам Газзалі з Каліфорнійського університету, Сан-Франциско.

На конференції Гассалі представив зусилля з розробки та перевірки відеоігор із закритим циклом як засобів когнітивного вдосконалення. Підхід із замкнутим циклом дозволяє вченим втручатися, реєструвати вплив втручання, а потім повторно використовувати ці дані для повторення та циклічної оптимізації процесу.

Його команда використовує tDCS і tACS (з альтернативним струмом) для підвищення пластичності основної кори головного мозку. "Мета полягає в тому, щоб пришвидшити процес навчання, який відбувається під час гри, особливо для тих людей, які мають шкоду", - говорить Газзалі.

"У цьому підході є великі обіцянки та причини для хвилювання, але ми все ще перебуваємо в зародковому стані і маємо багато чому навчитися як на стороні розробки, так і перевірки", - говорить Газзалі.

Тим не менше, дослідники знають, що вони повинні мати докази, що підтверджують їхні твердження.

“На жаль, ажіотаж навколо поля втратив зв'язок з його науковими основами. В результаті спокусливо відмовитись від усіх починань. Навпаки, я вважаю, що це повинно стимулювати вчених інвестувати у якісні навчальні дослідження », - пояснює Астл.

Джерело: Когнітивне товариство неврології / EurekAlert