Об эксперименте рассказал Александр Котюсов, герой нового видео проекта «Формула эволюции»
Электроэнцефалографию замерили на 30 испытуемых. Фото: Родион Нарудинов.
Специалисты лаборатории нейротехнологий УрФУ провели эксперимент — они записывали данные электроэнцефалографии (ЭЭГ) людей, которые запоминали цифры. Исследуемым предложили четыре варианта: посмотреть на все цифры сразу, последовательно на протяжении короткого интервала, последовательно на протяжении длительного интервала, последовательно с перерывом после каждого элемента. Цель работы — понять, как мозг сохраняет информацию в памяти. Описание опытов и результаты ученые планируют опубликовать в European Journal of Neuroscience.
«В нашем исследовании мы использовали одну из классических задач — запоминание рядов цифр. Этот формат знаком каждому: сегодня мы постоянно имеем дело с четырех- или шестизначными кодами, которые приходят для подтверждения операций в интернете. Для науки такая задача особенно ценна тем, что позволяет разделять разные процессы рабочей памяти и изучать их по отдельности: как именно информация попадает в память, как она там хранится и как извлекается», — рассказывает младший научный сотрудник лаборатории нейротехнологий УрФУ Александра Косаченко.
Электроэнцефалография позволяет увидеть ритмы мозга, которые отражают работу коры, и дают более надежную и объективную информацию, чем субъективные реакции участников во время когнитивных тестов, поясняют ученые. Во время ЭЭГ замеряли тета-, альфа- и бета-ритмы. Наибольший интерес для ученых представляла альфа-активность, которая участвует в функционировании рабочей памяти и в подавлении отвлекающих факторов (помогает концентрироваться). Рабочая память, в свою очередь, — это способность сохранять и обрабатывать информацию в течение коротких промежутков времени. Она играет ключевую роль в выполнении повседневных задач: понимание речи, чтение, обучение, математические расчеты и так далее. Она объединяет кратковременную память и внимание, позволяя использовать полученные данные для достижения цели в конкретный момент, а затем переносить их в долговременную память.
«Результаты оказались довольно неожиданными. Во-первых, когда информация предъявлялась одновременно, а не по одной цифре, ее запоминали лучше — то есть код, показанный целиком, усваивался легче, чем последовательность цифр. Во-вторых, вопреки ожиданиям, мы почти не увидели различий в мозговой активности между условиями. Обычно снижение альфа-ритма трактуется как вовлечение мозговых зон в задачу. Однако в нашем случае альфа-активность сохранялась в большинстве условий, что можно интерпретировать как „блокировку“ зрительного ввода, чтобы ничто не отвлекало от удержания цифр в голове», — рассказывает заведующий лабораторией нейротехнологий УрФУ Александр Котюсов.
Только в одном варианте задачи — когда цифры предъявлялись последовательно и с паузами между ними — альфа-активность была заметно ниже. Вероятно, паузы позволяли глубже закодировать цифры, и тогда удержание внимания требовало меньше ресурсов для защиты от отвлекающей информации, добавляют ученые. Иными словами, мозг использует миллисекунды свободного времени для консолидации памяти.
«Мы полагаем — и эта гипотеза требует дальнейшей проверки — можно сделать следующий вывод: чтобы облегчить запоминание, полезно представлять информацию постепенно и с небольшими, буквально секундными, паузами», — говорит Александр Котюсов.
Результаты работы психологов помогут не только создавать продуктивные учебные материалы, но и программы для нейрореабилитации (тренировка мозга у людей с дефицитом рабочей памяти, к примеру, после инсульта или с СДВГ), а также улучшать алгоритмы, интерпретирующие сигналы мозга (нейросети, интерфейс «мозг-компьютер») и др.
Какие еще технологии изучения мозга используют сегодня и в каких направлениях развиваются нейронауки, Александр Котюсов рассказал в новом видео проекта «Формула эволюции», посвященном истории развития учений о мозге. Видео создано при поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий.
Анна Маринович
Уральский федеральный университет — один из ведущих вузов России, расположен в Екатеринбурге. Участник проекта по созданию кампусов мирового уровня и государственной программы поддержки российских вузов «Приоритет-2030», выступает инициатором создания и выполняет функции проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы».