Как заставить мозг учиться: как использовать нейробиологию на практике — Нож

как использовать нейробиологию на практике — Нож

Но кое-что о мозге мы всё же знаем — например, что «заставить» его невозможно: он не поддается прямому силовому воздействию. Именно поэтому «правильные» советы вроде «просто сядь и сосредоточься» работают, если у вас и так нет проблем с концентрацией (а значит, вам и не надо себя заставлять). И не работают, если такого рода сложности существуют, потому что они — особенность вашего мозга, а другой вам взять неоткуда. Но есть и хорошие новости: зная эти нюансы, мы можем создавать такие условия, в которых мозг будет функционировать, как нам нужно (или, во всяком случае, лучше, чем прежде).

Мозг постоянно меняется и учится

Мозг создан природой таким, чтобы все время находиться в процессе обучения. Его способность трансформироваться, приобретая тот или иной опыт, и сохранять эти изменения называется «нейропластичность» — термин, подчеркивающий отличие сегодняшнего взгляда на проблему от бытовавшего ранее.

Еще недавно считалось, что мозг — это вещь в себе, как точно настроенный и запрограммированный самостоятельный механизм. Как черный ящик внутри черепной коробки, до которого не докопаешься. Затем ученые стали находить доказательства того, что этот орган не рождается «готовым», а активно взаимодействует с окружающей средой, пока формируется.

Прежде всего, об этом свидетельствовали исследования так называемых детей-маугли: брошенные в дикой природе, не слышавшие человеческой речи, они не могли освоить навыки принятого в обществе поведения и улучшить свои интеллектуальные способности до состояния взрослого, отставая в развитии всю жизнь (обычно не очень долгую). Вскоре стало очевидно, что детский мозг пластичен, период такой податливости назвали «критическим», потому что восполнить недостаток обучения в это время в дальнейшем уже невозможно.

В середине прошлого века опыты на мышах показали, что развитие в обогащенной всякими игрушками и активностями среде делает кору полушарий толще, а у тех грызунов, что росли в скучной и бедной обстановке, подобных изменений не наблюдалось.

Нейрокартина мира окончательно изменилась, когда было доказано, что мозг, обучаясь, способен расти и у взрослых людей. Классический пример, подтверждающий справедливость этого утверждения, — результаты, полученные в серии исследований лондонских таксистов. Водители запоминали подробные карты огромного города для сдачи экзамена: чем больше знал испытуемый, тем крупнее был его гиппокамп — отдел, отвечающий за память.

Таким образом, современная наука пришла к окончательному выводу, что мозг способен меняться всю жизнь, а следовательно, обучение — это естественное и перманентное его состояние. Потому и заставлять никого не надо — нужно только создать такие условия, в которых мозг будет учиться тому, чему хотите научиться вы сами (иначе он усвоит что-нибудь бесполезное вроде очередной дурной привычки).

Для того чтобы это произошло, необходимы (кроме собственно мозга) несколько компонентов: мотивация — чтобы активизировать его ресурсы; внимание — чтобы обратить его на определенный предмет; память — чтобы усвоить узнанное; творческая свобода — чтобы позволить мозгу построить новые связи. И отсутствие препятствий в этом сложном процессе.

Как найти мотивацию и получать удовольствие от обучения

Мотивация — это то, что побуждает нас к действию, которое поможет удовлетворить наши потребности. Так вот, у мозга есть такой стимул всегда!

Исследовательское поведение — врожденная потребность человека, связанная с выживаемостью, такая же как сон, продолжение рода, добывание пищи.

Если у нас не будет способности обнаруживать вокруг новое и изучать его — мы можем не заметить опасность или не придумать, как оградить себя от нее заранее. А где есть эволюционная потребность — там в большинстве случаев есть и желание ее удовлетворить. Этот процесс, в свою очередь, вызывает у нас ощущение удовольствия, активируя дофаминовую систему поощрения. Так мозг побуждает нас заниматься действительно важными для продолжения жизни вещами.

Проще говоря, нам приятно учиться, что называется, по определению — если только этот процесс рационально организован, а не так, как было в школе.

Получать удовольствие очень важно, чтобы сохранять мотивацию, и испытывать радость при этом можно не только от самого исследования. Дофаминовая система поощряет нас, когда мы учимся, а в наших силах — поощрить ее саму в процессе обучения, чтобы создать более устойчивую связь между этим занятием и удовольствием.

Поощрения могут быть краткосрочными и долгосрочными. Первые эффективно используются, например, при геймификации обучения, когда процесс делят на этапы, за завершение каждого из которых дается вознаграждение. Мы охотнее усваиваем новые знания, умения и навыки, соревнуясь в группе за всякие баллы, значки и прочие фантики.

Но даже если человек учится в одиночестве, награда за каждый пройденный этап, ценная именно для него, может сильно ускорить процесс. Например, для меломана обещание купить редкую пластинку после каждых 250 новых слов иностранного языка, выученных им, — хорошая мотивация.

Не стоит только использовать в качестве краткосрочного поощрения то, что нарушает работу дофаминовой системы: сладкую и жирную пищу, сигареты, алкоголь и наркотики, — такие приемы могут, наоборот, сломать ваши механизмы вознаграждения, да еще и сформировать у вас болезненные привычки.

Долгосрочная мотивация возможна благодаря тому, что наш мозг в каком-то смысле слеп и глух и не совсем понимает, что на самом деле происходит, а что — нет. Назначая себе ништяки, которые получим, если справимся со своими задачами, мы стимулируем дофаминовую систему, особенно когда используем силу воображения и визуализацию. Абстрактные фантазии менее привлекательны для нашего мозга, а вот более конкретные он, наоборот, воспринимает как реальность, не всегда видя разницу.

Когда ваше обучение встроено в мечту, которую вы подпитываете воображением, у мозга будет больше мотивации учиться. Лучше всего, если новый навык связан с желанием эволюционно преуспеть: сделать карьеру, найти хорошего партнера, получить статус и славу, переехать в страну с высоким уровнем жизни, заработать на безбедную старость — что-нибудь выживательное.

Каждый раз, когда вы вызываете в воображении этот образ, ваш мозг вырабатывает дофамин, мотивирующий вас добиваться желаемого.

Как управлять вниманием и научиться концентрироваться

Внимание — это направленность восприятия на объект изучения. Именно оно позволяет нам выбрать что-нибудь из всего разнообразия внешнего мира, сконцентрироваться на нем — и потерять из виду все остальное.

Пресловутый тайм-менеджмент — это на самом деле управление вовсе не временем (над ним мы не властны), а вниманием. Именно от того, как оно распределяется, зависит, сколько минут и часов мы проведем эффективно, а сколько потратим впустую.

Нейробиология пока не может ответить на вопрос, какой процесс более важен для направленного внимания: усиленная обработка мозгом сигналов от объекта, на котором мы сконцентрированы, или приглушение «шумов», — потому полезно понять, что есть что. В наших силах минимизировать именно «шумы», закрыв лишние вкладки браузера, выключив смартфон или найдя более уединенный столик в кафе. Улучшить концентрацию можно, только регулярно упражняясь в этом искусстве.

Корпоративный культ многозадачности приводит к тому, что мы уже считаем вполне естественным постоянно отвлекаться от предмета нашего изучения на десяток мессенджеров и соцсетей. Подразумевается, что человек может одновременно концентрироваться на нескольких процессах и быть в каждом из них одинаково эффективным. На самом деле это миф.

Нет многозадачности — есть переключаемость, когда сначала мы сосредотачиваемся на одном предмете и игнорируем (насколько это возможно) остальную окружающую информацию, а потом — на другом, который раньше был в числе «шумов», и гасим сигналы от первого объекта.

Для такого переключения необходимы время и ресурсы — и чем чаще и бессистемнее происходит эта перемена фокуса концентрации, тем сильнее утомляется мозг. Потому чем дольше вы работаете в режиме многозадачности — тем хуже результаты вашего труда.

Сегодня уже говорят о ситуативно обусловленном синдроме дефицита внимания, когда здоровые люди из-за того, что они постоянно отвлекаются, демонстрируют такие же симптомы, что и те, кто с рождения страдает СДВГ: неспособность сосредоточиться и довести дело до конца, повышенная утомляемость и раздражительность — а в итоге депрессивность и отсутствие веры в себя. Обычно приобретенный дефицит внимания корректируется расстановкой приоритетов и тренировкой однонаправленной концентрации. Последняя тоже отнимает довольно много сил и порой утомляет похлеще физических нагрузок, но всё же этот «скилл» можно «прокачать», причем не только с помощью медитации, но и регулярно выполняя специальные упражнения.

Оптимальный вариант — найти свой порог утомления при однонаправленной концентрации и сделать его временно́й единицей работы.

Этот принцип лежит в основе метода «Помидора»: рабочий день разбивается на несколько блоков, состоящих из четырех 25-минутных периодов непрерывной концентрации и 5-минутных интервалов отдыха между ними. После каждого блока делается большой перерыв на полчаса. Кому-то удастся сохранять однонаправленную концентрацию только 20 минут, кому-то подходят отрезки в 1,5 часа. Но принцип один и тот же — вас ничто не должно отвлекать. В перерывах же, наоборот, нужно дать себе расслабиться и переключиться на что-то, не требующее напряжения: посмотреть в окно, полежать с закрытыми глазами, — а на «большой перемене» — прогуляться на свежем воздухе. Этот метод подходит не только для самостоятельной учебы, но и для работы, а также решения творческих задач.

Привычка отключать оповещения соцсетей и мессенджеров во время работы может показаться малодушием и ретроградством — но на самом деле с биохимической точки зрения этот прием позволяет пустить весь «гормон удовольствия» на мотивацию. Мы уже писали о том, как соцсети стимулируют дофаминовую систему: любое оповещение сулит нам толику социального признания — лайк или сообщение — поэтому при каждом писке смартфона дофамин впрыскивается в мозг и щекочет нас, пока мы не уймем зуд и не проверим входящие. Это отнимает у нас ту радость, которую мы сформировали, концентрируясь на изучении своего предмета, воображая, какие сокровища оно нам принесет, и ожидая небольшой награды за пройденный сегодня этап.

Как запомнить материал и потом найти его в памяти

Знания в мозге не хранятся в отдельном месте, как драгоценности в шкатулке. Более того, попадая к нам в голову, они теряют свою целостность и как бы по битам растаскиваются по ассоциативным зонам, существуя в полуразобранном состоянии в виде нейронных сетей.

Сведения о предметах, которые вы изучаете одновременно, сохраняются в форме связей. И когда затем вы вспоминаете один из них — то незамедлительно выуживаете из памяти информацию и о другом.

Именно эта особенность нашего мозга лежит в основе всех мнемонических приемов — например, несвязанная последовательность слов запоминается гораздо хуже, чем их цепочка, в которой они объединены в какую-нибудь историю. По тому же принципу работает метод систематизации данных в виде блок-схем и таблиц: информация графически дублируется, и расположение геометрических объектов позволяет подключить визуальные ассоциации для запоминания отношений между абстрактными понятиями.

Связывание нейронов — важнейший этап запоминания, а потому лучший способ удержать в голове какой-либо факт — «соединить» его ассоциативным мостиком с другим, хорошо вам известным и часто используемым. Такие сведения с большей вероятностью останутся у вас в памяти, нежели бесхозные, ни с чем не связанные (их мы часто называем «бесполезными»). Это еще одно свойство нейропластичности: то, что не используется мозгом, исчезает из него вместе с нейронными путями.

Поэтому высший пилотаж в самостоятельном обучении — включить его в свою рутину, связать с профессией, работой или бытом, встроить в привычный образ жизни и сделать ее частью. Тогда у вашего мозга не останется возможностей «выкинуть» все выученное за ненадобностью.

Забывание может быть важной частью запоминания. На физиологическом уровне самыми крепкими являются нейронные связи тех знаний, которые используются регулярно с перерывами, когда вы успеваете немного «подзабыть» то, что выучили. А вот сведения даже о тщательно штудируемом предмете могут потеряться при переходе от краткосрочной к долгосрочной памяти, если их время от времени не ворошить. Вывод: лучше усваивают материал занимающиеся понемногу и регулярно, как бы безнадежно скучно это ни звучало.

Мозг также очень любит паттерны, потому-то так хорошо запоминаются дурацкие стишки и примитивные песенки. Иногда это может оказаться очень полезным — например, многих в школе от кромешных двоек по русскому языку спас стихотворный список глаголов-исключений: «Гнать, дышать, держать, зависеть, / Видеть, слышать и обидеть, / А еще терпеть, вертеть, / Ненавидеть и смотреть».

Как добиться от мозга творческого подхода к задачам

Для того чтобы из полученных знаний синтезировались интересные открытия и оригинальные идеи, необходимо давать себе передышку в потреблении информации.

Когда мы сконцентрированы, работает префронтальная кора, или исполнительная система мозга. Это рациональная и последовательная, но немного занудная его часть, она помогает нам делать то, что правильно.

Чтобы активизировать наши творческие способности (когда мы поступаем и мыслим не совсем «правильно» и рационально), эта структура должна взаимодействовать с так называемой системой пассивного режима работы мозга (СПРРМ). То самое состояние, в котором мы блуждаем взглядом, дремлем, бездумно вертим что-то в руках или просто «завтыкали» и считаем ворон с открытым ртом.

Как всегда, все дело в балансе: творческие прозрения возможны в том случае, когда после хорошей загрузки исполнительной системы мозг переключается в пассивный режим. Менделеев увидел во сне периодическую таблицу, но, если бы он не думал о ней круглыми сутками, пока не зашел в тупик, снилась бы ему всякая обыкновенная чушь. В качестве ключа запуска этого пассивного режима подходит короткий дневной сон, дрема в кресле, пешие прогулки и медитация — но обязательно после очень интенсивной работы.

Что мешает мозгу эффективно учиться

Препятствий для эффективной работы мозга не так уж и много, а их устранение приносит только радость.

Недосып

Регулярная депривация сна снижает скорость наших мыслительных процессов, которые у невыспавшегося человека нарушены, как и у выпившего. Когда мы пребываем в объятиях Морфея, мозг вовсе не отдыхает — иногда он может быть даже активнее, чем днем, но пока доподлинно не известно, что именно происходит в голове в этот момент. Однако совершенно очевидно, что сон не только важен для хорошей работы мозга в целом, но и обеспечивает лучшее запоминание и усвоение материала. Правило «никто не отберет у меня восьми часов сна» может показаться эгоистичным и кощунственным, в современной-то жизни с ее бешеным ритмом, — но вы же всегда хотели сопротивляться системе? Вот вам и повод.

Плохое кровообращение

Интеллектуальные занятия часто предполагают малоподвижный образ жизни — а ведь парадоксальным образом именно он дурно сказывается на умственных способностях!

Мозг — это часть организма, у него нет отдельной системы кровообращения, и если вы не двигаетесь, то и кровь с глюкозой и кислородом к нему поступает плохо. Поэтому в перерыве лучше уделить внимание своему телу и сделать небольшую разминку. Более того, регулярная физическая активность способствует росту гиппокампа, ответственного за обучение и память. Среди нейробиологов есть адепты спортивного образа жизни вроде Венди Сузуки — учитесь у нее.

Стресс

Стресс, особенно длительный и неконтролируемый, отрицательно влияет на наши когнитивные способности, поэтому продуктивно учиться, постоянно пребывая в таком состоянии, очень трудно. Гормон стресса кортизол в хроническом варианте вызывает истончение нейронной ткани гиппокампа — то есть просто ухудшает память.

Плохое питание

Мозг потребляет до 20 % сжигаемых за день калорий, причем интеллектуальные нагрузки интенсивно снижают уровень глюкозы в крови — а когда ее становится слишком мало, мы начинаем делать ошибки. Вообще все поступающие в кровь вещества стоит проинспектировать, если вы испытываете сложности с концентрацией и уж тем более — если наблюдаете у себя признаки СДВГ. Первый претендент на исключение из рациона (или, во всяком случае, на ограничение его количества) — сахар, избыток которого расшатывает дофаминовую систему и не дает префронтальной коре заниматься делом. То же касается и стимуляторов вроде кофе и сигарет: они могут мешать вам учиться, повышая тревожность.

Как обмануть мозг и заставить его учиться

Вы­учен­ная бес­по­мощ­ность, от­сут­ствие це­лей и нор­маль­но­го фид­бе­ка тор­мо­зят обу­че­ние. Линдси Бирн, кон­суль­тант Hem­s­ley Fraser — ком­па­нии, ко­то­рая за­ни­ма­ет­ся кор­по­ра­тив­ным обу­че­ни­ем с 1991 года — стал­ки­ва­ет­ся с эти­ми про­бле­ма­ми по­чти в каж­дом кол­лек­ти­ве. В тек­сте для Train­ing Zone она рас­ска­зы­ва­ет, как ней­ро­на­уч­ные при­е­мы по­мо­га­ют ей спра­вить­ся с рас­про­стра­нен­ны­ми слож­но­стя­ми и сде­лать обу­че­ние эф­фек­тив­нее.

«Я с этим не справ­люсь»

Мож­но сколь­ко угод­но убеж­дать че­ло­ве­ка в его спо­соб­но­стях, но если он уве­рен, что что-то ему не по пле­чу, он с этим не спра­вит­ся. И дело тут не в та­лан­те, а в ра­бо­те ре­ти­ку­ляр­ной фор­ма­ции — зоне моз­га, ко­то­рая рас­пре­де­ля­ет при­о­ри­тет нерв­ных сиг­на­лов. Клас­си­че­ский при­мер — ви­део, где нуж­но со­счи­тать, сколь­ко брос­ков мяча сде­ла­ли участ­ни­ки ко­ман­ды.

Первые мысли

Почему первые мысли?

Почему бы просто не перейти к перспективам и ресурсам? Исследование Learning Sciences (e.грамм. Mueller, 2008) ясно показали, что принятие «приверженности» определенной позиции или утверждению улучшает ваше обучение, даже если это убеждение впоследствии изменится. Явное выражение ваших убеждений жизненно важно для процесса обучения.

Какие части мозга мы используем, когда учимся?
Первые мысли
Найдите время, чтобы записать свои первоначальные мысли о Задаче в опросе ниже. Это очень важный шаг в цикле испытаний . У вас будет возможность вернуться к ним позже, когда вы поразмышляете над новыми знаниями, которые вы получили в результате использования множества точек зрения и ресурсов.

Эта информация является частной; никто другой этого не увидит.
Помните свои наводящие вопросы:

• Какие части мозга участвуют в обучении?
• Чем мозги могут отличаться друг от друга?
• Как ученые узнают, что происходит в мозгу?

Перспективы и ресурсы

Какие части мозга мы используем, когда учимся?
Давайте посмотрим, как эксперт объясняет роль некоторых частей мозга в обучении.
Просмотрите ресурсы, не забывая при этом наводящие вопросы:

• Какие части мозга участвуют в обучении?
• Чем мозги могут отличаться друг от друга?
• Как ученые узнают, что происходит в мозгу?

1. Доктор Джон Медина о гиппокампе
   Доктор Джон Медина рассказывает о знаменитом случае H.M. — человек, который забыл — и что это может сказать нам об обучении и мозге.
   
2. Таксисты и гиппокамп
   Краткий документальный фильм, описывающий результаты нейровизуализации о том, как гиппокамп у водителей такси изменяется по мере их обучения.
   
3. Миндалевидное тело и обучение
   Невролог и педагог Доктор Джуди Уиллис объясняет, как можно увидеть, как миндалевидное тело взаимодействует с обучением. (Часть этого видео, важная для этого раздела, длится только с 1: 25–3: 00 видео.) Видео использовано с разрешения Edutopia и Джуди Уиллис.
   
4. Где память?
   Эта краткая статья Scientific American резюмирует результаты исследований, посвященных расположению воспоминаний в мозгу.
   Подробнее
5. Фронтальная кора и самоконтроль
   В короткой статье Министерства здравоохранения и социальных служб США описывается «главный исполнительный директор мозга», «важный для внимания и решения проблем», и как он не созревает до тех пор, пока 25.
   Подробнее
6. Мозги и компьютеры
   В этой статье в Scientific American напрямую сравнивается общая мощность мозга с общей мощностью компьютеров. Основываясь на том, что вы уже узнали, считаете ли вы, что это сравнение имеет смысл или полезно?
   Подробнее

Пересмотренное мышление

Почему пересмотренное мышление?

В дополнение к первоначальной мысли, размышление над тем, что вы узнали, может способствовать метапознанию и вашему собственному пониманию материала.Кроме того, размышление о вашем обучении помогает закрепить уроки, делая их легко доступными, когда они вам понадобятся — в будущем! (Брансфорд, Браун и Кокинг, 2001).

Какие части мозга мы используем, когда учимся?
Найдите минутку, чтобы пересмотреть свои мысли из более раннего цикла. Оглянитесь на свои Начальные мысли . Основываясь на том, что вы написали ранее, и на доказательствах, представленных в Perspectives and Resources , рассмотрите следующие вопросы:

1. Что было удивительного?
2. Что вы уже знали, но теперь видите в новом свете?
3. Что еще нужно объяснить?

Отчет

Зачем отчитываться?

Обучение — это глубоко социальная деятельность.Обмен с другими укрепляет ваше обучение и дает другим возможность учиться. По словам опытного профессора физики UW Лилиан Макдермотт, «вы узнаете то, чему учите».

Какие части мозга мы используем, когда учимся?
Поговорите с близким вам человеком — другом, членом семьи, коллегой, соучредителем — о мозге в классе. Как вы думаете? Что вы узнали. Расскажите нам о том, как вы делитесь информацией ниже.

Спасибо, что нашли время пройти весь цикл! Мы надеемся, что вы хорошо повеселились и многому научились!

Тренируйте свой мозг — Harvard Health

Выполнение новой сложной деятельности — хороший способ развить и сохранить когнитивные навыки.

Ваш мозг имеет способность учиться и расти с возрастом — процесс, называемый пластичностью мозга, — но для этого вы должны регулярно тренировать его.

«В конце концов, ваши когнитивные навыки ослабеют, а мышление и память станут более сложными, поэтому вам необходимо укрепить свой резерв», — говорит доктор Джон Н. Моррис, директор по исследованиям социальной политики и политики здравоохранения Гарвардского института Исследования старения. «Принятие нового занятия, которое также заставляет вас думать и учиться и требует постоянной практики, может быть одним из лучших способов сохранить здоровье мозга.«

Физическая и психологическая игра

Исследования показали, что регулярные физические упражнения — это один из способов улучшить когнитивные функции, такие как вспоминание памяти, решение проблем, концентрация и внимание к деталям. Однако неясно, укрепляет ли ваш мозг только физический аспект или же способствует сочетание других факторов, таких как умственная сложность деятельности, частота, которую вы делаете, и желание совершенствоваться.

Возьмем, к примеру, плавание. Он имеет очевидные преимущества для сердечно-сосудистой системы и наращивания мышц, но также требует постоянного мышления, обработки и обучения.Вы должны помнить о своем ритме дыхания и о том, как правильно выполнять удары руками и ногами. Вы также можете измерить свой опыт с точки зрения выносливости и скорости, что мотивирует вас практиковать свои навыки, чтобы стать лучшим пловцом.

Тренировка мозга не всегда должна быть связана с упражнениями. Многие исследования показали, что творческие занятия, такие как рисование и другие формы искусства, изучение инструмента, выполнение экспрессивных или автобиографических писем и изучение языка, также могут улучшить когнитивные функции.В исследовании, проведенном в 2014 году в Геронтолог , было рассмотрено 31 исследование, посвященное тому, как эти конкретные усилия влияют на умственные способности пожилых людей, и обнаружено, что все они улучшили некоторые аспекты памяти, такие как напоминание инструкций и скорость обработки.

Подготовьте свой мозг Эти советы могут поддержать ваши новые усилия по тренировке мозга: Выберите одно новое занятие. Посвятите свое время и внимание только одному дополнительному занятию, чтобы вас не соблазнили другие интересы. Запишитесь на занятия. Классы — хороший способ изучить основы любой новой деятельности, особенно той, которая требует определенных навыков, таких как рисование или музыка. Расписание тренировок. Вначале не сосредотачивайтесь на количестве времени, которое вы занимаетесь, а стремитесь к постоянству. Посвятите то время, которое можете, но будьте тверды в своем обязательстве. Запланируйте это и сделайте это.

Действуйте правильно

Независимо от того, какое новое занятие вы выберете, убедитесь, что оно соответствует трем рекомендациям, чтобы максимизировать тренировку мозга.Моррис.

Сложно. Вы должны постоянно бросать вызов своему мозгу, чтобы он рос. Вот почему так выгодно выбирать новое занятие. Он заставляет ваш мозг узнавать что-то новое и дает шанс стать лучше.

Не готовы к новым начинаниям? Поднимите планку для существующей деятельности. Например, если вы случайный игрок в гольф, постарайтесь повысить свои способности и постарайтесь снизить гандикап или забить определенный результат. «Перед вами стоит задача не узнать что-то новое, а скорее повысить свои навыки и знания», — говорит д-р.Моррис.

Сложность. Сложная деятельность не только вызывает волнение, но и заставляет ваш мозг работать над определенными мыслительными процессами, такими как решение проблем и творческое мышление. Исследование, проведенное в 2013 году в журнале Psychological Science , показало, что пожилые люди в возрасте от 60 до 90, которые выполняли новые и сложные действия, такие как цифровая фотография или стеганое шитье, в среднем по 16 часов в неделю в течение трех месяцев, имели лучшие результаты по рабочей и долговременной памяти. тесты, чем те, кто занимался более привычными занятиями, например, читал и разгадывал кроссворды.

Практика. Практика делает постоянным, и это касается и функции мозга. «Вы не сможете улучшить память, если не будете над этим работать», — говорит доктор Моррис. «Чем больше времени вы посвящаете работе со своим мозгом, тем больше от него пользы».

Ваша деятельность должна требовать определенного уровня постоянной практики, но цель состоит не в том, чтобы стремиться к значительным улучшениям. «Именно постоянное повторение работы над совершенствованием, а не стремление к мастерству может иметь наибольшее влияние», — говорит д-р.Моррис.

Изображение: © Giulio Fornasar / Getty Images

В качестве услуги для наших читателей Harvard Health Publishing предоставляет доступ к нашей библиотеке заархивированного контента.
Обратите внимание на дату последнего обзора или обновления всех статей. Никакого контента на этом сайте, независимо от даты,
никогда не следует использовать вместо прямого медицинского совета вашего врача или другого квалифицированного клинициста.

Как понимание вашего мозга может помочь вам в обучении

Недавно племянница моего близкого друга не могла окончить колледж.Чтобы получить высшее образование, ей нужно было пройти курс математики, но она не пошла на него, потому что боялась его провалить. Вера в то, что она просто не «хорошо разбиралась в математике», держала ее в подвешенном состоянии после окончания учебы, не имея возможности продолжать свою жизнь.

Я знаю, что племянница моего друга — не первый человек, которого пугает курс математики или какое-то другое, казалось бы, непреодолимое препятствие на пути к успеху. Может быть, кто-то дал вам понять, что вы недостаточно талантливы, чтобы добиться успеха в определенной области; или у вас просто не хватило уверенности, чтобы проявить настойчивость, когда вы боролись.

Итак, новая книга « Безграничный разум: учись, веди и живи без барьеров» Джо Болер объясняет, что не так в таком отношении. Булер, профессор математики Стэнфордского университета, утверждает, что люди могут узнать практически все, если они поймут, как работает их мозг и как поддерживать собственное обучение. Ее книга — это призыв отказаться от старых представлений о «одаренности» и полностью принять новую науку о разуме, тем самым превратив школы, организации и рабочие места в среду, которая поддерживает, а не ограничивает успех.

Проблема с талантом

Рекламное объявление
Икс

Meet the Greater Good Toolkit

От GGSC на вашу книжную полку: 30 научно обоснованных инструментов для благополучия.

«Миллионы детей каждый год идут в школу, увлеченные тем, что они узнают, но быстро разочаровываются, когда понимают, что они не такие« умные », как другие», — пишет Болер. Это потому, что родители и учителя непреднамеренно сообщают, что талант является врожденным: он либо есть, либо нет.

Как профессор математики Боулер убедился в этом не понаслышке. Многие молодые люди приходят в ее класс с тревогой по поводу математики, и их страх перед обучением влияет на их способность учиться.

«Миф о том, что наш мозг неподвижен и что у нас просто нет способностей к определенным темам, не только научно неточен; она вездесуща и отрицательно влияет не только на образование, но и на многие другие события нашей повседневной жизни », — пишет она. Она утверждает, что хотя наука о нейропластичности — о том, как наш мозг изменяется в ответ на обучение — предполагает, что обучение может происходить в любом возрасте, эта новость не попала в классные комнаты.

Некоторые из наших ошибочных представлений о талантах привели к расистским и сексистским взглядам, — пишет она. Например, многие девочки рано понимают, что математика предназначена для мальчиков и что мальчики с ней справляются лучше, что мешает им добиться успеха и приводит к гендерному неравенству в областях обучения, связанных с математикой. Точно так же цветным людям, возможно, придется преодолеть стереотипы о фиксированном интеллекте, чтобы преуспеть.

Как наш разум помогает нам учиться

К счастью, Боулер не перестает указывать на проблему, но также дает советы, которые помогут любому, независимо от того, страдает ли он фобией математики или беспокоится о других препятствиях на пути к обучению, сформировать новое мышление.

1. Поймите, что ваш мозг постоянно меняется. «Каждый раз, когда мы учимся, наш мозг формируется, укрепляет или соединяет нервные пути», — пишет Болер. Это означает, что никто при рождении не ограничен тем, чему он может научиться. Вместо этого вера в одаренность и то, как она влияет на то, как учителя преподают, на самом деле мешает людям учиться.

Например, когда школы практикуют отслеживание — разделение учеников на разные группы чтения или математические группы в зависимости от способностей — это может принести учащимся худшие результаты, чем удержание учеников со смешанными способностями вместе.Как показало исследование Терезы Юкулано и ее коллег, мозг людей, которых вначале считали «неспособными к обучению», можно полностью перенастроить после короткой программы с индивидуальным обучением.

Безграничный разум: учись, руководи и живи без преград (HarperOne, 2019, 256 страниц)

2. Научитесь принимать борьбу, ошибки и неудачи. Студенты и учителя обычно считают, что правильный ответ на тесте показывает, что студенты учатся.Но, как указывает Боулер, на самом деле, когда ученики практикуют сложные вещи — задачи, выходящие за рамки их возможностей, — мозг работает усерднее и запечатлевает новые знания. Это также делает знания более доступными в дальнейшем.

Практика того, что они уже умеют хорошо делать, на самом деле мешает учащимся учиться, а совершение ошибок помогает им сосредоточиться на различных способах рассмотрения проблемы, что помогает укрепить обучение. Когда учителя поощряют учеников к борьбе, а ученики позволяют себе делать ошибки, это может быть невероятно освобождающим для обоих.

3. Измените свои представления о своем уме, и ваш мозг последует за ними. Когда вы меняете мнение о себе, оказывается, что это также изменяет ваше тело и мозг. Например, исследователи обнаружили, что взрослые, которые отрицательно относились к старению в молодые годы — от 18 до 49 лет — с большей вероятностью испытали сердечно-сосудистые заболевания в течение следующих 38 лет, независимо от их первоначального возраста, состояния сердца, расы или многие другие факторы.

То же верно и в отношении того, как вы относитесь к обучению.Например, если маленькие дети узнают, что их успех в школе зависит от умения, а не от усилий, у них может быть меньше мотивации учиться позже.

4. Попробуйте несколько подходов к обучению. Хотя для обучения важно иметь установку на рост — веру в то, что знания не являются фиксированными, но могут развиваться посредством усилий и настойчивости, — также важно опробовать новые стратегии обучения. Многомерные подходы к преподаванию и обучению работают лучше всего, потому что они задействуют сразу несколько областей мозга, а связь между разными областями мозга помогает в обучении.Даже математические навыки можно улучшить с помощью, казалось бы, несвязанных знаний или навыков, таких как вербальные навыки или восприятие пальцев (способность определять пальцы, не глядя на них).

«Новые открытия, касающиеся работы мозга, показывают необходимость в другом подходе к обучению, который был бы более физическим, многомерным и творческим, чем подходы, которые использовались в прошлом в большинстве учебных заведений», — пишет Болер.

В своем собственном исследовании она обнаружила, что этот многоаспектный подход к обучению математике, побуждающий учащихся рассматривать проблемы с использованием различных стратегий, таких как рассказывание историй или изобразительное искусство, был намного более эффективным для обучения, особенно для девочек, изучающих английский язык, а также с экономической точки зрения. малообеспеченные студенты.Это говорит о том, что подходить к чему-то, чему вы хотите научиться, с разных сторон, лучше, чем просто пытаться понять это «правильно».

5. Стремитесь к гибкому мышлению, а не к скорости. Слишком часто учителя и ученики думают, что скорость в чем-то означает, что у вас это хорошо получается. Но, как показывают исследования, это не всегда так. Попытка сделать что-то под давлением — например, запланированный тест — может вызвать стресс, который ставит под угрозу рабочую память, необходимую для вспоминания важной информации.Вот почему Боулер утверждает, что давать учащимся длинные наборы задач для решения дома или пытаться измерить успеваемость по математике в условиях хронометража бесполезно. Это также могло бы излишне отпугнуть потенциальных будущих математиков, которые рано бросят экзамен, потому что считают скорость равной компетенции. Хотя некоторые ученики преуспевают в расписании тестов и умеют зубриться перед экзаменами, маловероятно, что их обучение закрепится, говорит Болер. Вместо этого ключевым моментом в обучении является гибкое использование материала с течением времени.

6. Попробуйте совместную работу. Школы, в которых учат установке на рост, не обязательно помогут учащимся лучше учиться, если эта идея не будет поддерживаться сверстниками, то есть если учащиеся все еще верят в миф об одаренных учениках. Для школ крайне важно укрепить идею о том, что учиться вместе лучше, чем учиться в одиночку. Как показало одно исследование, совместная работа, а не одиночество, может иметь большое значение между прохождением сложного урока математики и отказом от него или его провалом.

«Важное изменение происходит, когда учащиеся работают вместе и обнаруживают, что каждому трудна часть или вся работа», — пишет Болер.Это укрепляет идею «что обучение — это процесс, и препятствия встречаются часто». Сосредоточение внимания на сотрудничестве в классе — а не на попытках индивидуального тестирования учеников — также больше напоминает мир работы, утверждает Болер, и может помочь уменьшить гендерные предубеждения, которые так часто встречаются в связанных с наукой предметах.

В случае с племянницей моего друга, она в конечном итоге заручилась поддержкой своей тети и связалась с наставником, который поощрял установку на рост, обучал ее новым стратегиям решения проблем и помогал уменьшить ее математическое беспокойство.В конце концов, она взяла уроки математики и сдала экзамен с честью.

Ее история — важное напоминание о том, что препятствия на пути обучения часто больше зависят от нашего подхода, чем от наших способностей. Как следует из работ Булера и бесчисленного множества других, наш разум может быть менее ограничен, чем мы думаем.

Обучение перестраивает мозг | Новости науки для студентов

Музыкантов, спортсменов и чемпионов по викторине объединяет одно: тренировки.Обучение игре на музыкальном инструменте или занятиям спортом требует времени и терпения. Все дело в постоянном овладении новыми навыками. То же самое верно и в отношении изучения информации — например, подготовки к этой викторине или подготовки к большому тесту.

Как повсюду учителя, тренеры и родители говорят: «Практика ведет к совершенству».

Кровоток показывает активность мозга. Здесь синим цветом выделены области, связанные с вниманием, у которых был больший кровоток, когда люди впервые узнали задачу.По мере того, как они лучше знакомились с задачей, кровоток в этих областях уменьшился. Красным цветом показаны области, которые блуждают в сознании, которые стали более активными по мере выполнения задачи. С любезного разрешения Натана Спренга / Корнельского университета

Если делать что-то снова и снова, это не только облегчает задачу. Это действительно меняет мозг. Возможно, это не станет сюрпризом. Но как именно происходит этот процесс, долгое время оставалось загадкой. Ученым известно, что мозг продолжает развиваться в подростковом возрасте. Но эти эксперты раньше думали, что эти изменения прекращаются, когда мозг созревает.

Учителя и родители, подпишитесь на шпаргалку

Еженедельные обновления, которые помогут вам использовать Новости науки для студентов в учебной среде

Не более.

Недавние данные показали, что мозг продолжает меняться в течение нашей жизни. Клетки растут. Они образуют связи с новыми клетками. Некоторые перестают разговаривать с другими. И не только нервные клетки сдвигаются и изменяются по мере того, как мы учимся. Другие клетки мозга также принимают участие.

Ученые начали открывать секреты того, как мы учимся, не только в огромных блоках ткани, но даже в отдельных клетках.

Ремонт

Мозг — это не один большой кусок ткани. Спустя всего шесть-семь недель после начала развития человеческого эмбриона мозг начинает формироваться на разные части. Позже каждая из этих областей возьмет на себя разные роли. Рассмотрим префронтальную кору. Это область прямо у вас под лбом. Вот где вы решаете проблемы.Другие части коры (внешний слой мозга) помогают обрабатывать образы и звуки. Глубоко в мозгу гиппокамп помогает хранить воспоминания. Это также поможет вам понять, где что-то находится вокруг вас.

Ученые могут увидеть, какая часть мозга активна, с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии или фМРТ. В основе каждого устройства фМРТ лежит сильный магнит. Это позволяет устройству обнаруживать изменения кровотока. Теперь, когда ученый просит добровольца выполнить конкретную задачу — например, сыграть в игру или изучить что-то новое, — машина обнаруживает, где кровоток в мозгу самый высокий.Это усиление кровотока указывает на то, какие клетки заняты работой.

Химические посланники, называемые нейротрансмиттерами, покидают конец одной нервной клетки и перепрыгивают через промежуток, чтобы стимулировать следующую нервную клетку. Eraxion / iStockphoto

Многие исследователи мозга используют фМРТ для картирования активности мозга. Другие используют другой тип сканирования мозга, известный как позитронно-эмиссионная томография или ПЭТ. Специалисты провели десятки подобных исследований. Каждый смотрел на то, как определенные области мозга реагируют на конкретные задачи.

Натан Спренг поступил немного иначе: он решил изучить исследования. Спренг — нейробиолог из Корнельского университета в Итаке, штат Нью-Йорк. Нейробиолог изучает мозг и нервную систему. Спренг хотел узнать, как мозг меняется — как он немного трансформируется — по мере того, как мы узнаем.

Он объединился с двумя другими исследователями. Вместе они проанализировали 38 из этих ранних исследований. В каждом исследовании использовалось сканирование с помощью фМРТ или ПЭТ, чтобы выяснить, какие области мозга включаются, когда люди изучают новые задачи.

Области, которые позволяют людям обращать внимание, становятся наиболее активными, когда кто-то начинает новую задачу. Но со временем эти области внимания стали менее активными. Между тем области мозга, связанные с мечтаниями и блужданием мыслей, становились более активными, когда люди лучше знакомились с задачей.

«Вначале вам нужно много сосредоточенного внимания», — говорит Спренг. Чтобы научиться размахивать битой, требуется много внимания, когда вы впервые пытаетесь ударить по мячу. Но чем больше вы практикуетесь, говорит Спренг, тем меньше вам нужно думать о том, что вы делаете.

Обширная практика может даже позволить человеку выполнять задачу, думая о других вещах — или вообще ни о чем. Например, профессиональный пианист может сыграть сложное музыкальное произведение, не думая о том, какие ноты играть следующей. Фактически, если задуматься о задаче, это может помешать безупречной работе. Это то, что музыканты, спортсмены и другие люди часто называют «в зоне».

Этот нейрон из мозга мыши показывает выпуклое клеточное тело с выступающим из него одним аксоном.По мере того, как мозг учится, нейроны передают информацию быстрее и эффективнее. Мышь была генетически модифицирована, чтобы получить флуоресцентный белок, светящийся зеленым. Предоставлено Hadley Bergstrom / NIAAA

Ячейки, которые срабатывают вместе, соединяются вместе

Результаты

Спренга затрагивают весь мозг. Однако эти изменения фактически отражают то, что происходит на уровне отдельных ячеек.

Мозг состоит из миллиардов нервных клеток, называемых нейронами. Эти клетки болтливы.Они «разговаривают» друг с другом, в основном используя химические посланники. Входящие сигналы заставляют слушающий нейрон активировать или посылать собственные сигналы. Ячейка срабатывает, когда через нее проходит электрический сигнал. Сигнал движется от так называемого тела клетки вниз через длинную структуру, называемую аксоном . Когда сигнал достигает конца аксона, он запускает высвобождение этих химических посредников. Затем химические вещества перескакивают через крошечный промежуток. Это вызывает срабатывание следующей ячейки.И это продолжается.

По мере того, как мы узнаем что-то новое, ячейки, которые отправляют и получают информацию о задаче, становятся все более и более эффективными. Им требуется меньше усилий, чтобы сигнализировать следующей ячейке о том, что происходит. В некотором смысле нейроны связаны друг с другом.

Spreng обнаружил эту проводку. По мере того, как клетки в области мозга, связанной с какой-либо задачей, становились более эффективными, они тратили меньше энергии на общение. Это позволило большему количеству нейронов в «грезящей» области мозга увеличить свою активность.

Нейроны могут сигнализировать сразу нескольким соседям. Например, один нейрон может передавать информацию о местоположении бейсбольного поля, которое летит к вам. Тем временем другие нейроны предупреждают ваши мышцы, чтобы они приготовились взмахнуть битой. Когда эти нейроны активируются одновременно, связи между ними укрепляются. Это улучшает вашу способность работать с мячом.

Учиться во сне

Мозг не выключается в одночасье.На самом деле, ловля некоторых ззз может значительно улучшить обучение. Это потому, что, когда мы спим, наш мозг хранит воспоминания и новую информацию с предыдущего дня. Таким образом, плохой ночной сон может повредить нашей способности запоминать новое. Однако до недавнего времени исследователи не знали почему.

Гиппокамп, изображенный здесь у мыши, — это область мозга, участвующая в хранении воспоминаний. Мышь была генетически модифицирована геном, который создает зеленый флуоресцентный белок, заставляющий нейроны светиться зеленым.Предоставлено Хэдли Бергстром / NIAAA

Группа ученых из Гейдельбергского университета в Германии дала первые подсказки. Ученые обнаружили, что определенные клетки в гиппокампе — той области, которая участвует в хранении воспоминаний — активируются, когда мыши спят. Но клетки нормально не сработали. Вместо этого электрические сигналы спонтанно запускались около середины аксона, а затем возвращались в направлении тела клетки. Другими словами, клетки стреляли в обратном направлении.

Это ускорило обучение. Это было сделано за счет усиления связей между клетками.Опять же, действие как бы соединило клетки воедино. Исследования Елены Букало и Дуга Филдса показали, как это происходит. Они нейробиологи из Национального института здоровья детей и развития человека в Бетесде, штат Мэриленд,

.

Работая с тканями мозга крыс, ученые электрически стимулировали аксоны нервов. Осторожно они стимулировали их прямо посередине. Затем электрические сигналы пошли в обратном направлении. Это именно то, что видели немецкие ученые.

Эта обратная передача сигналов сделала нейрон менее чувствительным к сигналам от своих соседей, как выяснили эксперты.По словам Букало, из-за этого клетке стало труднее активироваться, что дало нейрону возможность перезарядиться. Когда она затем применила электрическую стимуляцию возле тела клетки, нейрон сработал. И это произошло даже сильнее, чем раньше.

Клетки, участвующие в изучении новой информации, чаще всего срабатывают в обратном направлении во время сна, говорит Букало. На следующий день они будут более плотно связаны друг с другом. Хотя ученые не знают наверняка, вполне вероятно, что повторяющиеся циклы обратного возбуждения создают сильную сеть нейронов.Нейроны передают информацию быстрее и эффективнее, как обнаружил Спренг в своем исследовании. В результате эти сети отражают улучшение понимания или физических навыков.

Художник изображает нервную клетку мозга. Глиальные клетки обвиваются вокруг аксона как одеяло, образуя миелиновую оболочку. По мере того как люди учатся, клетки мозга изменяются, увеличивая скорость и эффективность передачи сигналов по нервным клеткам. blueringmedia / iStockphoto

Стрельба быстрее

Нейроны — самые известные клетки мозга.Но они далеко не единственные. Другой тип, называемый глия, на самом деле составляет целых 85 процентов клеток мозга. Долгое время ученые думали, что глия просто скрепляет нейроны. (Действительно, «глия» происходит от греческого слова «клей».) Но недавнее исследование Филдса, коллеги Букало из Национального института здоровья детей и развития человека, показывает, что глиальные клетки также становятся активными во время обучения.

Один тип глиальных клеток оборачивается вокруг нервных аксонов.(Примечание: не все аксоны имеют такую ​​оболочку.) Эти оборачивающие клетки создают так называемую миелиновую оболочку. Миелин состоит из белков и жиров. Он изолирует аксоны. Миелин немного похож на пластиковое покрытие, которым покрываются медные провода в вашем доме. Эта изоляция предотвращает утечку электрических сигналов из одного провода (или аксона) в другой.

В аксонах миелиновая оболочка играет вторую роль: она фактически ускоряет электрические сигналы. Это потому, что глиальные клетки заставляют сигнал перескакивать с одной точки аксона на другую.Когда он прыгает между глиальными клетками, сигнал движется быстрее. Это похоже на перелет с места на место, а не на поезд.

Зеленая, похожая на осьминога клетка в центре — это тип глиальной клетки, которая создает миелиновую оболочку. Здесь кончики щупалец находятся на ранних стадиях обертывания вокруг нескольких разных аксонов. По мере того, как мозг учится, глиальные клетки растут, изменяются и помогают повысить эффективность передачи сигналов аксонами. Дуг Филдс / NIH

Fields обнаружил, что при изучении новых навыков количество миелина, изолирующего аксон, увеличивается.Это происходит по мере увеличения размера отдельных глиальных клеток. К голым аксонам также могут быть добавлены новые глиальные клетки. Эти изменения улучшают способность нейрона передавать сигналы. И это ведет к лучшему обучению.

Более толстая миелиновая оболочка помогает улучшить все виды умственных задач. К ним относятся чтение, создание воспоминаний, игра на музыкальном инструменте и многое другое. Более толстая оболочка также способствует лучшему принятию решений.

Нервные клетки продолжают добавлять миелин и во взрослой жизни, так как наш мозг продолжает расти и развиваться.Например, префронтальная кора — та область, где принимаются решения — накапливает миелин уже к 20 годам. Это может объяснить, почему подростки не всегда принимают правильные решения. Они еще не закончили вкладывать нервные клетки в оболочку. Но надежда есть. И высыпание, безусловно, может помочь. Глиальные клетки, как и нейроны, по-видимому, больше всего изменяются во время определенных стадий сна.

Что именно вызывает изменение глиальных клеток, остается загадкой. Филдс и его коллеги усердно работают, чтобы понять это.По его словам, это здорово — начать совершенно новую область исследований.

Медленно и стабильно

Эти изменения в мозге обеспечивают более быструю и сильную передачу сигналов между нейронами по мере того, как мозг приобретает новые навыки. Но лучший способ ускорить эти сигналы — вводить новую информацию нашим мозгам — медленно.

Многие студенты вместо этого пытаются запомнить много информации в ночь перед экзаменом. Знание может помочь им пройти тест. Но студенты не запоминают информацию надолго, — говорит Хэдли Бергстром.Он нейробиолог в Национальном институте злоупотребления алкоголем и алкоголизмом в Роквилле, штат Мэриленд,

.

Эти музыканты из Ванкуверского молодежного симфонического оркестра могут этого не знать, но обучение игре на музыкальном инструменте изменит мозг. С практикой любой, кто овладел каким-то навыком, может хорошо выполнять его — даже не обращая внимания. Фонд Ванкувера / Wikimedia Commons

Его работа показывает, что очень важно распределить обучение на несколько дней. Это означает, что нужно учиться понемногу.Это позволяет неуклонно укрепляться связи между нейронами. Это также позволяет глиальным клеткам лучше изолировать аксоны.

Даже «ага!» момент — когда что-то внезапно становится ясным — не возникает ниоткуда. Напротив, это результат постоянного накопления информации. Это потому, что добавление новой информации открывает воспоминания, связанные с задачей. Когда эти нейроны памяти активны, они могут образовывать новые связи, объясняет Бергстром. Они также могут формировать более прочные связи в существующей сети.Со временем ваш уровень понимания повышается, пока вы внезапно не «поймете» его.

Подобно Филдсу и Букало, Бергстрем подчеркивает важность сна в формировании новых воспоминаний, необходимых для получения знаний. Так что в следующий раз, когда вы будете готовиться к тесту, начните изучать новую информацию на несколько дней раньше срока. Накануне вечером дайте мозгу отдохнуть и рано ложитесь спать. Это даст вашему мозгу шанс закрепить эту новую информацию в своих клетках. И это должно повысить ваши шансы на успех.

Word Find (щелкните здесь, чтобы увеличить для печати)

Мозг учится неожиданным образом

Наши представления о том, как два с половиной фунта дряблой плоти между нашими ушами достигают цели обучения, восходят к классическим экспериментам Ивана Павлова, в котором он обнаружил, что собаки могут научиться выделять слюну при звуке колокольчика. В 1949 году психолог Дональд Хебб адаптировал «правило ассоциативного обучения» Павлова, чтобы объяснить, как клетки мозга могут приобретать знания.Хебб предположил, что, когда два нейрона срабатывают вместе, посылая импульсы одновременно, связи между ними — синапсы — становятся сильнее. Когда это происходит, происходит обучение. В случае с собаками это означало бы, что мозг теперь знает, что за звуком колокольчика сразу же следует присутствие пищи. Эта идея породила часто цитируемую аксиому: «Синапсы, которые срабатывают вместе, соединяются вместе».

Теория оказалась верной, и молекулярные детали того, как синапсы меняются во время обучения, были подробно описаны.Но не все, что мы помним, является результатом награды или наказания, и на самом деле большинство переживаний забывается. Даже когда синапсы срабатывают вместе, они иногда не соединяются. То, что мы сохраняем, зависит от нашей эмоциональной реакции на переживание, от того, насколько оно ново, где и когда событие произошло, от нашего уровня внимания и мотивации во время события, и мы обрабатываем эти мысли и чувства во время сна. Узкое внимание к синапсу дало нам представление о том, как работает обучение и порождаемые им воспоминания.

Оказывается, усиление синапса не может произвести воспоминание само по себе, за исключением самых элементарных рефлексов в простых схемах. Для создания целостной памяти необходимы огромные изменения во всем мозгу. Вспоминаете ли вы вчерашний разговор с гостями ужина или используете приобретенный навык, например, езду на велосипеде, активность миллионов нейронов во многих различных областях вашего мозга должна быть связана, чтобы произвести связную память, которая переплетает эмоции, образы, звуки и т. Д. запахи, последовательность событий и другие сохраненные переживания.Поскольку обучение включает в себя так много элементов нашего опыта, оно должно включать в себя различные клеточные механизмы, помимо изменений, которые происходят в синапсах. Это признание привело к поиску новых способов понять, как информация передается, обрабатывается и хранится в мозгу, чтобы способствовать обучению. За последние 10 лет нейробиологи пришли к выводу, что символическое «серое вещество», составляющее внешнюю поверхность мозга, знакомое по графическим иллюстрациям, которые можно найти повсюду, от учебников до детских мультфильмов, — не единственная часть органа, участвующего в надписи. постоянной записи фактов и событий для последующего воспроизведения и воспроизведения.Оказывается, области под глубоко изогнутой серой поверхностью также играют ключевую роль в обучении. Всего за последние несколько лет серия исследований, проведенных в моей и других лабораториях, прояснила эти процессы, которые могут указать на новые способы лечения психических расстройств и нарушений развития, возникающих при возникновении нарушений обучаемости.

Если одних синаптических изменений недостаточно, что происходит внутри вашего мозга, когда вы узнаете что-то новое? Методы магнитно-резонансной томографии теперь позволяют исследователям видеть сквозь череп человека и исследовать структуру мозга.Изучая МРТ-сканирование, исследователи начали замечать различия в структуре мозга людей с особыми высокоразвитыми навыками. У музыкантов, например, слуховая кора более толстая, чем у музыкантов. Сначала исследователи предположили, что эти тонкие различия должны были иметь предрасположенность кларнетистов и пианистов к тому, чтобы преуспеть в своих навыках. Но последующие исследования показали, что обучение изменяет структуру мозга.

Вид обучения, который приводит к изменениям в тканях мозга, не ограничивается повторяющимися сенсомоторными навыками, такими как игра на музыкальном инструменте.Нейробиолог Богдан Драганский, в настоящее время работающий в Лозаннском университете в Швейцарии, и его коллеги стали свидетелями увеличения объема серого вещества в мозгу студентов-медиков после того, как они подготовились к экзамену. Множество различных клеточных изменений могут увеличить объем серого вещества, включая рождение новых нейронов и ненейрональных клеток, называемых глией. Сосудистые изменения, прорастание и обрезание аксонов и дендритов, которые отходят от основного тела нейрона, также могут делать то же самое. Примечательно, что физические изменения в мозге могут происходить намного быстрее во время обучения, чем можно было бы ожидать.Янив Ассаф из Тель-Авивского университета и его коллеги показали, что 16 кругов по гоночной трассе в компьютерной видеоигре было достаточно, чтобы вызвать изменения в области мозга новых игроков в гиппокампе. Структурные изменения в гиппокампе у этих игроков имеют смысл, потому что эта область мозга имеет решающее значение для пространственного обучения навигации. В других исследованиях Ассаф и отдельно Хайди Йохансен-Берг из Оксфордского университета были удивлены, обнаружив изменения в неожиданных частях мозга, включая области, в которых нет нейронов или синапсов, — области, известные как белое вещество.

Глубокое обучение

Сознание возникает из коры головного мозга, внешнего слоя человеческого мозга толщиной три миллиметра, поэтому именно в этом слое серого вещества большинство исследователей ожидали обнаружить модификации, вызванные обучением. Но под поверхностным слоем миллиарды плотно упакованных пучков аксонов (нервных волокон), очень похожих на плотно намотанные волокна под кожаной кожей бейсбольного мяча, соединяют нейроны в сером веществе в цепи.

Эти пучки волокон белые, потому что аксоны покрыты жирным веществом, называемым миелином, который действует как электрическая изоляция и увеличивает скорость передачи в 50-100 раз.Повреждения и болезни белого вещества — важные области исследований, но до недавнего времени в этих исследованиях уделялось мало внимания возможной роли миелина в обработке информации и обучении.

Кредит: Дэвид Чейни; Источник: «Модель беговой дорожки для пластичности миелиновой оболочки», Р. Дуглас Филдс и Дипанкар Дж. Датта, в Trends in Neurosciences , Vol. 42; Июль 2019 г.

За последние 10 лет начали проводиться исследования по выявлению различий в белом веществе при сканировании мозга экспертов с различными навыками, включая людей с высокими навыками чтения и арифметики.Опытные игроки в гольф и обученные жонглеры также показывают различия в белом веществе по сравнению с новичками, а объем белого вещества даже был связан с IQ. Если обработка информации и обучение возникают в результате усиления синаптических связей между нейронами в сером веществе, почему обучение влияет на подповерхностные кабели мозга?

Возможный ответ начал появляться в результате клеточных исследований в моей лаборатории, изучающих, как синапсы, а также другие области мозга изменяются во время обучения. Причина выхода за рамки синапсов заключалась в том, что большинство имеющихся у нас лекарств для лечения неврологических и психологических расстройств работают, изменяя синаптическую передачу, и существует острая потребность в более эффективных средствах.Акцент на синаптическую передачу в настоящее время может стоить нам возможностей для лучшего лечения деменции, депрессии, шизофрении или посттравматического стрессового расстройства (ПТСР).

В начале 1990-х годов моя лаборатория в Национальном институте здоровья и другие начали исследовать возможность того, что глия может улавливать информацию, проходящую через нейронные сети, и изменять ее для повышения производительности. Накопленные с тех пор экспериментальные данные показывают, что все типы глиальных клеток реагируют на нейронную активность и могут изменять передачу информации в головном мозге.Одно из самых удивительных открытий связано с миелином.

Миелиновая изоляция образована слоями клеточной мембраны, обернутыми вокруг аксонов, как изолента. В головном и спинном мозге обертываются глиальные клетки (олигодендроциты) в форме осьминога. В конечностях и туловище глиальные клетки колбасной формы (клетки Шванна) выполняют ту же задачу. Многие олигодендроциты захватывают аксон и оборачивают слои миелина вокруг него сегментами, как сложенные друг с другом руки бейсболистов, сжимающих биту, чтобы определить, какая команда летучих мышей первой.Крошечный промежуток между двумя сегментами миелина обнажает участок голого аксона размером в один микрон, где концентрируются ионные каналы, генерирующие электрические импульсы. Эти пространства, известные как узлы Ранвье, действуют как биоэлектрические повторители, передавая электрический импульс от узла к узлу вниз по аксону. Скорость передачи импульсов увеличивается по мере того, как большее количество слоев миелина оборачивается вокруг аксона, лучше защищая его от потери напряжения. Кроме того, по мере того, как узел Ранвье все сильнее сжимается соседними сегментами миелина, электрический импульс инициируется быстрее, потому что требуется меньше времени для зарядки меньшего количества узловой мембраны до напряжения, которое запускает открытие ионных каналов и генерирование импульса. .

Заболевания, повреждающие миелин, такие как рассеянный склероз и синдром Гийена-Барре, могут вызвать серьезную инвалидность, поскольку передача нервных импульсов не выполняется при повреждении изоляции. Но до недавнего времени идея о том, что миелин может изменяться обычным образом под действием нервных импульсов, не была широко распространена. И даже если структура миелина изменится, как и почему это улучшит производительность и обучение?

Объяснение скрывалось у всех на виду. Это возвращает нас к старому изречению о том, что нейроны срабатывают и соединяются вместе.В любой сложной информационной или транспортной сети время прибытия в точки ретрансляции сети имеет решающее значение — подумайте о пропаже соединения из-за того, что ваш рейс прибывает слишком поздно.

Как же тогда скорость передачи в каждом звене человеческого мозга синхронизируется соответствующим образом, чтобы импульс приходил именно тогда, когда это необходимо? Мы знаем, что электрические сигналы перемещаются со скоростью медленной ходьбы в одних аксонах, но уносятся прочь со скоростью гоночного автомобиля в других. Сигналы от двух аксонов, которые сходятся на нейронах, которые действуют как ретрансляционные точки, не будут приходить вместе, если время прохождения от их входного источника не будет оптимизировано для компенсации различий в длинах двух аксонов и скорости, с которой импульсы проходят по каждому звену.

Поскольку миелин является наиболее эффективным средством ускорения передачи импульсов, миелинизация аксонов способствует оптимальной передаче информации по сети. Если олигодендроциты воспринимают информационный поток, проходящий через нейронные цепи, и реагируют на него, то образование миелина и то, как он регулирует скорость передачи импульсов, можно контролировать с помощью обратной связи от аксона. Но как миелинизирующая глия может обнаружить нервные импульсы, проходящие через аксоны?

Передача сигнала

За последние 20 лет наши исследования и исследования других лабораторий позволили идентифицировать многие нейротрансмиттеры и другие сигнальные молекулы, которые передают глию наличие электрической активности в аксоне, стимулирующей миелинизацию.Наши эксперименты показали, что при срабатывании нейрона нейромедиаторы высвобождаются не только в синапсах, но и по всему аксону. Мы обнаружили, что «щупальца» осьминогоподобных олигодендроцитов исследуют оголенные участки аксонов в поисках нейротрансмиттеров, высвобождаемых при срабатывании аксонов. Когда одиночное щупальце касается аксона, который стреляет, оно образует контакт «точечной сварки», который обеспечивает связь между аксоном и олигодендроцитом. Олигодендроцит начинает синтезировать миелин в этом месте и обволакивать его вокруг аксона.

Когда мы предоставили олигодендроцитам в культуре клеток выбор из миелинизирующих электрически активных аксонов или аксонов, обработанных ботулиническим токсином для предотвращения высвобождения нейротрансмиттеров, олигодендроциты предпочли электрически активные аксоны молчащим в 8 раз. Так что, возможно, когда человек учится играть «Für Elise» на пианино, голые аксоны покрываются миелином или объем существующих оболочек увеличивается в цепях, которые повторно активируются во время практики, что ускоряет поток информации через сети мозга.Затем новый миелин обнаруживается на МРТ в виде изменений в трактах белого вещества в частях мозга, которые необходимы для музыкального исполнения.

Олигодендроцит ( зеленый, ) готовится покрыть аксон ( фиолетовый ) миелином. Предоставлено: Национальный институт здоровья Р. Дугласа Филдса и NICHD

. Несколько лабораторий недавно подтвердили, что потенциалы действия, сигналы, проходящие по длине аксонов, стимулируют миелинизацию этих открытых участков нервной проводки. В 2014 году лаборатория Мишель Монье в Стэнфордском университете показала, что оптогенетическая стимуляция (с помощью лазера, заставляющего нейроны активироваться) усиливает миелинизацию мозга мыши.В том же году лаборатория Уильяма Ричардсона в Университетском колледже Лондона продемонстрировала, что когда предотвращается образование нового миелина, мыши медленнее учатся бегать на колесе с удаленными ступенями. В исследованиях, в которых они использовали конфокальный микроскоп для наблюдения за формой миелина в живых рыбках-зебрах, исследователи в лаборатории Дэвида Лайонса в Эдинбургском университете и в лаборатории Брюса Аппеля в Университете Колорадо в Денвере наблюдали, что при высвобождении из аксонов небольших мешочков, содержащих нейротрансмиттеры, подавляется, часто первые несколько оболочек миелина соскальзывают, и олигодендроцит прерывает весь процесс.

Недавно, работая с нашими коллегами, в том числе Дайсуке Като и другими из различных учреждений в Японии, мы показали, как миелин способствует обучению, гарантируя, что различные электрические сигналы, идущие по аксонам, одновременно поступают в моторную кору, область мозга, которая контролирует движение. Используя генетически модифицированных мышей с нарушенной миелинизацией, которые были обучены тянуть рычаг, чтобы получить вознаграждение, мы обнаружили, что обучение этой задаче увеличивает миелинизацию в моторной коре головного мозга.

Используя электроды для регистрации нервных импульсов, мы обнаружили, что потенциалы действия были менее синхронизированы в моторной коре головного мозга мышей с нарушенной миелинизацией. Затем мы увеличили синхронизацию приходов спайков в моторную кору, используя оптогенетику, чтобы нейроны срабатывали в нужное время. Затем мыши с нарушенной миелинизацией профессионально выполнили изученную задачу. Со временем менее инвазивные формы стимуляции мозга могут стать эффективной терапией для лечения неврологических и психологических расстройств, вызванных нарушенной миелинизацией.

Несмотря на эти недавние достижения, стимуляции для увеличения миелинизации аксонов не всегда достаточно для обеспечения нового обучения, потому что мы не можем синхронизировать приход спайков в критические точки реле в нейронных сетях, просто заставляя импульсы перемещаться как можно быстрее. Также должен быть способ замедлить скорость импульсов от входов, которые приходят в эти точки слишком рано.

Миелин, который уже сформировался на аксонах, должен быть утолщен или истончен контролируемым образом для ускорения или замедления передачи сигнала.До наших открытий не было известного объяснения того, как миелиновая оболочка может быть истончена для замедления сигналов, кроме повреждения болезнью. Наше последнее исследование выявило другой тип глиальных клеток, участвующих в этих «пластических» изменениях нервной системы.

Узел Ранвье окружает глиальная клетка, называемая астроцитом. Астроциты выполняют множество функций, но большинство нейробиологов игнорируют их, потому что они не взаимодействуют с другими клетками посредством электрических импульсов. Удивительно, но исследования последнего десятилетия показали, что астроциты, расположенные близко к синапсу между двумя нейронами, могут регулировать синаптическую передачу во время обучения, высвобождая или поглощая там нейротрансмиттеры.Но до недавнего времени миелиновые биологи были склонны игнорировать уникальный тип астроцитов, который контактирует с аксоном в узле Ранвье.

Что именно делают эти так называемые перинодальные астроциты для истончения миелиновой оболочки? Так же, как при переделке одежды, эти клетки помогают разрезать «швы». Миелиновая оболочка прикреплена к аксону спиральным соединением, фланкирующим узел Ранвье. Под электронным микроскопом эти соединения выглядят как спирали петель между аксоном и миелином, а нити, образующие каждую петлю, состоят из комплекса трех молекул клеточной адгезии.Наш анализ молекулярного состава этих узловых точек показал, что одна из этих молекул, нейрофасцин 155, имеет участок, который может быть расщеплен специфическим ферментом, тромбином, для разжижения миелина.

Тромбин производится нейронами, но он также может попадать в мозг из сосудистой системы. Когда миелин отрывается от аксона, количество голого аксона в узле Ранвье увеличивается. Внешний слой миелина прикреплен к аксону, прилегающему к перинодальным астроцитам. Когда миелин отделяется от аксона, внешний слой уходит в олигодендроцит, истончая оболочку.Как расширение узловой щели, так и истончение миелиновой оболочки замедляют скорость передачи импульса.

Мы обнаружили, что перерезание ферментом этих нитей, которые прикрепляют миелин к аксону, может контролироваться высвобождением перинодальным астроцитом ингибитора тромбина. Мы провели эксперименты на генетически модифицированных мышах, у которых астроциты выделяли меньше этого ингибитора тромбина. Когда мы посмотрели на их нейроны под электронным микроскопом, мы увидели, что миелин истончился, а узловая щель увеличилась.Используя электронные усилители для обнаружения нервных импульсов и измерения скорости их передачи, мы обнаружили, что после того, как толщина миелина уменьшилась таким образом, скорость передачи импульсов в зрительном нерве снизилась примерно на 20 процентов, а зрение животных ухудшилось. Мы смогли обратить все эти изменения вспять, введя ингибиторы тромбина, одобренные для лечения сосудистых заболеваний.

Наши эксперименты подтверждают новую гипотезу: изменение толщины миелиновой оболочки представляет собой новую форму пластичности нервной системы, которая регулируется добавлением и вычитанием миелина.Дополнительные слои миелина не добавляются к аксонам, как если бы можно было обернуть ленту вокруг проволоки, потому что это свяжет ноги олигодендроцитов узлами. Вместо этого создается новая изоляция за счет строительства нового внутреннего слоя, который закручивается по спирали вокруг аксона, как змея, под вышележащим миелином. Между тем внешний слой миелина может быть отделен перинодальным астроцитом, чтобы истончить оболочку. Толщина миелиновой оболочки не фиксирована; вместо этого он отражает динамический баланс между добавлением слоев рядом с аксоном и удалением внешнего слоя под контролем астроцита.

Мозговые волны

Оптимальная синхронизация потенциалов действия в точках реле имеет решающее значение для усиления синапсов, регулируя их синхронизацию, чтобы они могли срабатывать вместе. Но пластичность миелина может способствовать функционированию нейронной цепи и обучению другим способом — путем настройки частоты колебаний мозговых волн. Не вся нервная активность в мозге возникает из-за сенсорных сигналов. Во многом это происходит из-за того, что происходит в самом мозге как на сознательном, так и на бессознательном уровне.Эта самогенерируемая деятельность состоит из колеблющихся волн разной частоты, которые проходят через мозг, точно так же, как вибрация автомобильного двигателя на определенной скорости заставляет различные части автомобиля грохотать вместе на резонансных частотах.

Считается, что эти мозговые волны или колебания являются ключевым механизмом для связи нейронов через отдаленные области мозга, что может быть важно для сортировки и передачи нейронной информации. Колебания, например, связывают воедино нейронную активность в префронтальной коре, которая обеспечивает контекстное значение, и в гиппокампе (отвечает за кодирование пространственной информации).Эта колебательная связь позволяет человеку быстро распознать знакомое лицо на работе, но также затрудняет идентификацию того же сотрудника в незнакомом месте.

Что еще более важно, различные стадии сна, важные для сохранения долговременных воспоминаний, можно идентифицировать по мозговым волнам, колеблющимся с разной частотой. Наш опыт, накопленный в течение дня, воспроизводится во время сна и сортируется для хранения или удаления в зависимости от того, как они связаны с другими воспоминаниями и эмоциями, что может пометить их как потенциально полезные (или бесполезные) в будущем.Считается, что соответствующие колебания мозговых волн имеют решающее значение в этом процессе консолидации памяти. Но скорость передачи импульсов имеет решающее значение для синхронизации мозговых волн.

Точно так же, как двое малышей должны точно рассчитывать движения своих ног, чтобы управлять движением вверх и вниз, как качели, так и задержки передачи между двумя популяциями колеблющихся нейронов должны быть рассчитаны таким образом, чтобы связанные нейроны синхронно колебались на больших расстояниях в пространстве. мозг. Пластичность миелина важна для мозговых волн, потому что правильная скорость проводимости необходима для поддержания колебаний, которые связывают две области мозга с одинаковой частотой.

Этот вывод основан на математическом моделировании фундаментальной физики распространения волн, сделанном мной вместе с моими коллегами из NIH Синисой Паевичем и Питером Бассером. В 2020 году исследование, проведенное Патриком Стедманом и его коллегами в лаборатории Пола Франкланда в Университете Торонто, предоставило убедительную экспериментальную поддержку этой идее. Используя генетически модифицированных мышей, у которых миелинизация могла быть временно остановлена, исследователи обнаружили, что способность научиться бояться небезопасной окружающей среды и запоминать безопасные места зависит от образования нового миелина.Более того, они обнаружили, что при этом типе обучения волновая активность мозга во время сна становится связанной между гиппокампом и префронтальной корой. Предотвращение образования нового миелина также ослабило связи и привело к типу нарушенного воспоминания, которое часто встречается у людей, которым трудно связать страх после травмирующего события с соответствующим контекстом.

Обучение и выполнение любой сложной задачи включает скоординированную работу множества различных нейронов в различных областях мозга и требует, чтобы сигналы проходили через большие нейронные сети с оптимальной скоростью.Миелиновая оболочка имеет решающее значение для оптимальной передачи, но люди начинают терять миелин в коре головного мозга в старшем возрасте. Эта постепенная деградация является одной из причин замедления когнитивных способностей и возрастающей сложности изучения нового с возрастом.

Подумайте, как задержки передачи нарушают междугородную связь по телефону. Точно так же задержки в работе мозга могут вызывать когнитивные трудности и дезорганизованное мышление у людей с психологическими расстройствами, такими как шизофрения.Действительно, различия в колебаниях мозговых волн наблюдаются при многих неврологических и психических расстройствах. Например, болезнь Альцгеймера связана с изменениями белого вещества.

Лекарства, контролирующие выработку миелина, могут предоставить новые подходы к лечению этих проблем. Поскольку на миелинизацию влияют многие формы нейронной активности, ряд методов — например, когнитивная тренировка, нейробиоуправление и физиотерапия — могут быть полезны при лечении возрастного когнитивного снижения и других расстройств.Недавнее исследование пожилых людей, проведенное Чон-Хэ Юном и его коллегами из Южной Кореи, показало, что 10 недель упражнений для тренировки памяти улучшили память. Визуализация мозга до и после тренировки показала повышенную целостность трактов белого вещества, соединяющихся с лобной долей, в группе пожилых людей, которые прошли сеансы тренировки памяти.

Эти новые концепции начали менять наши представления о работе мозга как системы. Миелин, долгое время считавшийся инертной изоляцией аксонов, теперь считается вносящим вклад в обучение, контролируя скорость, с которой сигналы проходят по нейронной проводке.Выйдя за пределы синапса, мы начинаем заполнять фигурный скелет синаптической пластичности, чтобы создать более полную картину того, что происходит в нашем мозгу, когда мы учимся.

Как лучше всего обучается мозг? Умные стратегии обучения

Изучение процессов памяти вашего мозга

В интервью он выделил три важных вывода из своей книги:

Забыть не всегда плохо . В большинстве случаев это естественно и важно для запоминания и обучения.Согласно теории, которую отстаивают Роберт Бьорк и Элизабет Лигон Бьорк из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, забывание служит мощным фильтром спама: всякий раз, когда вы пытаетесь вспомнить слово или факт, ваш мозг должен активно подавлять или забывать конкурирующую информацию. Более того, то, как воспоминания со временем исчезают, на самом деле помогает последующему обучению. Согласно принципу, который Бьоркс называет желательной трудностью, когда мозгу приходится много работать, чтобы восстановить полузабытое воспоминание (например, при просмотре новых словарных слов, которые вы выучили накануне), он удваивает силу этого воспоминания.

Если вы сядете и изучите кучу материала, «конечно, вы не запомните большую часть на следующий день», — сказал Кэри. Вам действительно нужно вернуться и пополнить свои знания. «Но дело не в том, что ты плохо помнишь или плохо учишься. Дело в том, что забывание — важная часть обучения ».

Мозг — обучающийся, ищущий пищу . Для наших древних предков гоминидов важно помнить, как и где охотиться на добычу или искать убежище.По его словам, человеческий мозг эволюционировал, чтобы собирать ценные фрагменты информации здесь и там, на лету, все время и собирать их вместе. Он по-прежнему делает это — впитывает подсказки из повседневной жизни, подслушанные разговоры, свои собственные внутренние размышления. Он запоминает важные для вас вещи (например, незавершенный проект) и добавляет к вашим мыслям о них, подсознательно настраиваясь на любую релевантную информацию, которую вы видите или слышите вокруг себя. Собирая пищу таким образом, мозг «постоянно накапливает знания, и не только во время учебы или практики», — сказал Кэри.И мы даже не совсем осознаем это.

Мы можем быть тактическими в нашей школе . Традиционный совет по обучению заключался в том, чтобы «усердно учиться» в тихом месте и придерживаться того же распорядка, но это мало что говорит о том, что конкретно делать . Но современные ученики могут изменить способ обучения, чтобы использовать причудливые процессы обучения мозга, используя стратегии, выявленные в исследованиях памяти и обучения. Пока эта наука все еще развивается, «теперь она может дать вам конкретный тактический план», — сказал Кэри.Студенты могут адаптировать свою подготовку с помощью методов, ориентированных на различные виды контента или навыков, и управлять своим расписанием, чтобы оптимизировать свое время. «Это мощная вещь, потому что мы всю жизнь не подозреваем об этом», — сказал он.

Например:

— Разделение и разбиение учебного времени на дни или недели может значительно увеличить количество материала, которое студенты усваивают, и на более длительный срок, по сравнению с объединением всего в одну общую сессию.

— Изменение учебной среды — например, читая книги в кафе или саду, а не просто сидя на корточках в библиотеке, или даже слушая другую фоновую музыку — может помочь укрепить и обострить память о том, что вы учить.

— 15-минутный перерыв, чтобы пойти на прогулку или потренироваться в социальных сетях, не обязательно расточительное промедление. Отвлечения и перерывы могут привести к мысленной «инкубации» и вспышкам озарения — но только если вы какое-то время работали над проблемой и застряли, согласно метаанализу исследования 2009 года.

— Тестирование нового материала, например, чтение его вслух по памяти или попытка рассказать об этом другу, — гораздо более эффективный способ усвоить информацию, чем просто перечитать ее, согласно работе исследователей, в том числе Генри Рёдигера. III и Джеффри Карпике. (Рёдигер является соавтором своей собственной книги «Сделайте это приклеенным: наука об успешном обучении».)

Эксперименты с тактиками обучения

Кто угодно может попробовать эти методы, чтобы увидеть, что работает лучше всего, сказал Кэри.Например, чтобы подготовиться к тесту по испанскому языку, который состоится через неделю, студенты могут запланировать час занятий сегодня, час завтра, а затем самопроверку на следующей неделе, непосредственно перед экзаменом, сказал он. В книге также исследуются преимущества сна (который улучшает запоминание и понимание того, что вы изучаете), модули перцептивного обучения и смешение различных видов связанных проблем или навыков на практических занятиях вместо того, чтобы многократно повторять только один навык за раз.

Кэри считает, что стратегии обучения, основанные на естественных науках, следует четко преподавать всем учащимся с самого начала, как часть школьной программы.Но дети не должны использовать их «как предлог, чтобы ничего не делать», — добавил он. Суть не в том, что они могут проводить каждую секунду, приклеившись к своим мобильным телефонам, и при этом учиться. «Вы должны быть мотивированы, обращать внимание и так далее».

К сожалению, большинство людей, включая педагогов, не осознают уроков науки об обучении, сказал Кэри. Образование и когнитивная наука — это в значительной степени отдельные миры, которые начали общаться только в последнее десятилетие, отчасти потому, что «учителя видят, что всевозможные реформы приходят и уходят, и они скептически — и справедливо — относятся к любому, кто приходит и говорит: «Что ж, я собираюсь рассказать вам, как научить детей лучше», — сказал он.Но некоторые учителя, которые следили за исследованием, могут применять определенные стратегии в классе, сказал он, например, ставить смешанные наборы математических задач.

Знание основ того, как мозг на самом деле обучается, может дать передышку перед ожиданиями общества в отношении «хороших» академических привычек. Суетливый подросток, у которого проблемы с концентрацией внимания и который забывает свои формулы физики, может подумать: «Я не умею это делать» или «Я не настолько умен, и, возможно, мне не стоит заниматься этим», — сказал Кэри.Но, согласно когнитивным исследованиям, это не обязательно так. Студенты должны понимать, что обучение происходит не только во время чтения и учебы, но и разными способами, чтобы они могли изучить свои собственные привычки, чтобы узнать, какие из них могут помочь, а какие нет, и внести коррективы, сказал он. Только тогда они смогут оценить, хороши ли они в чем-то.

Выживание в современных джунглях

В конечном счете, ценность этих стратегий обучения заключается не только в получении более высоких оценок, — сказал Кэри.В современных джунглях общества обучение по-прежнему связано с выживанием: для молодых людей важно выяснить, в чем они хороши, что звонит им в колокол и что они хотят делать со своей жизнью. «Это информирует вас: кто я? Где делать ставки? Я специализируюсь на физике, архитектуре или дизайне или на английском языке? Я вообще здесь принадлежу? » — сказал Кэри. Это важные решения. «Я думаю, что осознание того, что такое эффективное обучение и как оно происходит, дает вам реальное преимущество в выборе.”

Кэри полностью включил методы обучения в свою жизнь — будь то практика игры на гитаре или изучение последних нейробиологических исследований для написания газетной статьи. Например, читая трудную статью в научном журнале: «Я понимаю, что не пойму сразу несколько вещей, как бы сильно я ни старался или не концентрировался. Я не позволяю этому тормозить меня ». Он просматривает его несколько раз, откладывает в сторону и, откладывая обучение, пытается снова позже, когда материал почти всегда начинает застывать.