Мифы и правда о том, как учится мозг
Фотографии: Depositphotos / Иллюстрация: Юлия Замжицкая
Руководитель международного департамента Стратегии Образования компании Promethean Джон Коллик (John Collick) развеивает популярные мифы о мозге и рассказывает, как использовать открытия нейронауки для достижения максимального эффекта в обучении.
Нейромифы
Благодаря магнитно-резонансной томографии (МРТ), за последние 15 лет человечество узнало о мозге больше, чем за все предыдущие годы. Многие прошлые представления были опровергнуты последними открытиями в области нейронауки. Но некоторые так прижились, что в них продолжают верить миллионы людей. Вот только самые популярные из них.
- Миф первый: мы используем только 10 процентов нашего мозга.
Сложно понять, откуда взялась эта идея. Ее приписывают Генри Форду и даже Альберту Эйнштейну. Скорее всего, это сказали врачи 19-го века, которые сами понимали мозг лишь на 10 процентов.
Правда:
Мы всегда используем весь наш мозг, потому что мозг сам не позволяет себе быть неэффективным. Он всегда старается использовать как можно больше самого себя с максимальным полезным действием.
- Миф второй: левое полушарие отвечает за логику и имеет дело с языком и числами, а правое полушарие — за творчество и искусство и реагирует на музыку, формы и цвета.
Идея о том, что мозг разделен на две половины, появилась в 1970-х годах. Это очень грубая модель, которая искажает действительность.
Правда:
Да, у мозга есть разные части, и они работают по-разному. Но все устроено гораздо сложнее.
- Миф третий: разные люди учатся по-разному, в зависимости от их стиля обучения.
Принято считать, что часть людей воспринимают информацию визуально, другие — на слух, а третьи запоминают кинестетически, то есть реагируют на движение.
Правда:
Эта теория была опровергнута в 1990-х годах, но до сих пор люди по всему миру говорят о разных стилях обучения.
- Миф четвертый: по мере того, как мы становимся старше, мы хуже учимся и запоминаем.
Согласно этой точке зрения, пик интеллекта приходится на поздний подростковый возраст. А с 20 лет способность учиться, понимать и запоминать начинает ухудшаться, и нужно просто сдаться.
Правда:
При условии, что мозг не будет страдать от какого-либо серьезного когнитивного заболевания в более позднем возрасте, продолжать учиться и развиваться можно на протяжении всей жизни.
Как работает мозг на самом деле
Мозг состоит из миллионов тонких клеток, на концах которых есть набор ответвлений. Вдоль них располагаются нейроны, похожие на крошечные узелки.
Когда у человека появляется мысль, импульс, электрический заряд, проходит по клетке мозга и достигает конца нейрона. Он преобразуется в химическое вещество, называемое нейротрансмиттером, и «перепрыгивает» к следующей клетке мозга через зазор между нейронами, где снова превращается в заряд и продолжает движение.
Химическое вещество сохраняется в течение нескольких минут, что соответствует продолжительности кратковременной памяти.
Если импульс пройдет только один или два раза, зазор между нейронами исчезает и больше не будет функционировать. Но если сигнал продолжается, передача становится быстрее и быстрее с каждым разом. Пока, в конце концов, зазор физически не закроется и не станет постоянной связью.
Можно представить человеческий мозг как лес или рощу. Если пройти через лес всего однажды, тропинка очень быстро исчезнет. Но если ходить одним и тем же путем день за днем, неделю за неделей, дорожка станет видимой. Примерно так работает мозг: повторяя действие, мысль или идею, которые создали первый переход через нейронную связь, мы укрепляем ее, и она становится постоянной. У молодого человека это занимает около двух недель.
Долговременная память
Многие помнят, как учились кататься на велосипеде. На это, как правило, требуется около двух-трех недель, пока в голове образуется постоянная нейронная связь. Разучиться кататься на велосипеде невозможно именно благодаря ей.
Постоянная связь — это анатомическое изменение. В мозге создается не одно соединение, а сложная структура — энграмма. Это происходит все время: каждый день, каждую минуту. Все ощущения, которые испытывает человек, поступают в мозг, и мозг их фиксирует. Именно поэтому люди хорошо распознают образы и реагируют на них, запоминают лица.
Ложные воспоминания
Даже когда мозг просто отдыхает и ничего особенного не делает, он использует до 20 процентов всей энергии, потребляемой человеком, — это очень много. Мозг изо всех сил стремится сокращать ее и действует по принципу:
Например, когда ребенку было пять лет, он отправился на море с семьей. Он сидел на пляже и ел мороженое. От всех ощущений — вкус, шум волн, солнечный свет и виды вокруг — сформировался некий образ в мозге, который стал воспоминанием.
Став старше, уже подростком, он снова отправляется на море. Это будет другое место, другой пляж и мороженое с другим вкусом. Но человеческий мозг смотрит на образ, созданный им ранее, и на образ, который создается в моменте, и решает: «Окей, эти паттерны настолько похожи, что я объединю их в один». Вместо двух отдельных воспоминаний появляется «мастер-воспоминание».
В следующий раз, когда человек решит поехать на море, мозг снова скажет:
«У меня уже есть в запасе похожая картинка, поэтому снова просто объединим их вместе».
Многие воспоминания, о которых люди думают, что они настоящие, на самом деле, — мета-воспоминания, созданные мозгом для большей эффективности и меньшего потребления энергии.
Это приводит к очень интересному феномену, известному как дежавю — когда человеку кажется, что с ним уже происходило некое событие или он находится в знакомом месте, даже если он там в первый раз.
Запоминание деталей
Люди часто обнаруживают, что могут помнить вещи до определенного уровня детализации, но после этого все становится немного размытым, трудно сосредоточиться. Обычно это происходит с лицами. Мы не можем вспомнить, как выглядели наши бабушки и дедушки на самом деле, и это вызывает беспокойство.
Есть две причины, почему так происходит:
- Мозг помнит, пока считает это полезным.
Запоминание деталей прошлого для него — это трата места и вычислительной мощности.
- Мозг склонен создавать мастер-воспоминания.
Поэтому память о человеке из прошлого — это, вероятнее всего, составное воспоминание о нем в разных местах и в разное время, слитое воедино. Вместо деталей мозг предлагает архетип.
Как знания о мозге сказываются на обучении
- Многозадачности не существует.
Поскольку мозг хочет быть максимально эффективным, он может обрабатывать три мысли одновременно. Если мыслей больше, это становится трудным. Энергопотребление, вычислительная мощность увеличивается, и мозгу это не нравится, он начинает бороться, работая хуже. Поэтому идея многозадачности — это миф!
- Лучший способ учиться — играть.
Когда играют млекопитающие высшего порядка, такие как кошки, собаки или люди, они практикуют действия, которые необходимы для выживания. Эти действия навсегда отпечатываются в долговременной памяти.
- Серотонин улучшает способность учиться и запоминать.
Если человек пытается что-то сделать и добивается успеха, в мозге выделяется химическое вещество — серотонин. Он работает, как масло для мозга, улучшая его работу. НО! Если сделать что-то и потерпеть неудачу, уровень серотонина повышается намного-намного сильнее. Поэтому люди лучше всего учатся, когда… терпят неудачу. Даже наблюдение за ошибками других людей, повышает уровень серотонина, поэтому фраза «учиться на чужих ошибках» работает.
Нужно не бояться неудач и думать о них, как о чем-то позитивном.
- Проблемы с математикой — это нормально.
Мозг может обрабатывать только три понятия одновременно. Это относится и к числам.
Возьмем два племени. Пираха имеет свою систему счета: 1, 2, много. Система исчисления племени Мундуруку: 1,2,3,4,5, много. Дальше они не считают.
Для человеческого мозга традиционная числовая линия — это то, что трудно понять. На уровне инстинктов дети понимают соотношения. Но в процессе обучения эти понятия перевернуты.
- Счастливые дети учатся лучше.
Эмоции очень важны в обучении. Возможно, это одно из самых главных открытий нейробиологии за последние 20 или 30 лет.
Если посмотреть на изображение человеческого мозга, будет видно маленькую зеленую каплю — миндалевидное тело. Это небольшая часть мозга, которая управляет и контролирует реакции на стресс.
Когда человек находится в опасной или стрессовой ситуации, миндалевидное тело:
- посылает сигнал остальной части тела, чтобы подготовить его к борьбе или бегству. Это повышает уровень адреналина, увеличивает скорость крови и учащает дыхание;
- посылает сообщение в мозг, приказывая ему перестать думать, остановить сознательное мышление. По сути, намеренно делает мозг глупым. Ведь, если тратить время и энергию на размышления, можно проиграть в борьбе за выживание.
Проблема с миндалевидным телом заключается в том, что оно предназначено для враждебной среды 100 000 лет назад, а не для современности. Оно не может отличить угрозу жизни от слабовыраженного ежедневного стресса.
Лучшая среда для преподавания и обучения — это безопасная и спокойная среда. Счастливые дети учатся лучше, несчастные или напуганные — борются, и это настоящий биологический факт.
Материалы по теме:
- Энграммы и сотни паттернов: как устроен мозг подростков
Партнерский материал
Мозг человека. На сколько процентов работает мозг. Интересные факты
Фото: Depositphotos
Наука
Понедельник, 6 сентября 2021
Существует стойкое убеждение, что люди используют лишь малую часть мозга, а на самом деле наши возможности практически безграничны. Нужно только неработающую область то ли разбудить, то ли натренировать. Разбираемся в том, правда ли это и какие еще тайны хранит в себе этот загадочный орган.
Когда ученые говорят о том, что мозг человека — самая сложная и непонятная система организма, они не преувеличивают.
Несмотря на колоссальное развитие науки, многое в его работе до сих пор остается загадкой. С другой стороны, мозг — самый изучаемый орган тела, поэтому мы все же знаем о нем много интересного.- Люди начали изучать строение и работу мозга еще в каменном веке. Трепанация черепа — старейшая из известных операций. Так, согласно исследованию, проведенному Оксфордской лабораторией, древнейший череп со следами трепанации был найден в 1953 году в Украине при раскопках мезолитического могильника Васильевка II (Украина). Череп датируется 7300-6220 гг. до н. е. Полное заживление костной ткани указывает на то, что трепанация была успешной. А первые упоминания о наблюдениях за за изменением работы мозга под влиянием мака оксфордский справочник по психиатрии относит к шумерским записям 4 000 года до н. э.
- Объем мозга большинства людей составляет 1,2 —1,6 литров и весит 1 — 2 кг, что в среднем составляет приблизительно 2 % массы тела. Мозг мужчин имеет массу на 100—150 гр больше, чем мозг женщин.
- Мнение о том, что мозг человека работает на 10% (есть варианты 2%, 5%,7% и 15%) — это миф. Достоверно неизвестно, когда и при каких обстоятельствах он появился, но наиболее убедительная версия приписывает авторство американскому вундеркинду Уильяму Джеймсу Сайдису. Уильям — сын эмигрантов из Украины — родился в Нью-Йорке в 1898 году. В 1,5 года он уже читал газету «Нью-Йорк таймс», а в 11 лет поступил в Гарвард. Его IQ оценивался в районе от 250 до 300 (наивысший зафиксированный IQ в истории). Для сравнения: большинство людей имеют коэффициент интеллекта от 90 до 110, а уровень гениев определен в 180 баллов. Разумеется, журналисты много раз спрашивали у Сайдиса, чем он отличается от обычных людей. Уильям отвечал, что он использует больший объем мозга, чем окружающие, у которых, по его мнению, задействовано не более 10% мозга. Эта версия стала очень популярна в американском обществе, но за почти сто лет с момента ее появления ученые так и не нашли убедительных доказательств. Современная наука считает, что неиспользованных областей мозга не существует и у каждой части органа есть своя функция.
- Человеческий мозг — самый защищенный орган тела. Он расположен под тремя оболочками: твердой, паутинной и мягкой. Сверху три слоя оберегает прочный череп, а завершает «картину» скальп. Мозг еще и самый «голодный» орган. При объеме всего в 2% от массы тела он потребляет 20% всей энергии. В стрессовой ситуации это показатель возрастает до 40%. Глюкоза также важна для функционирования и выживания человеческого мозга, как и кислород. Если он в течение 3–5 минут не получает достаточного количества пищи, происходят необратимые нарушения.
- Мозг умирает последним. Даже если человека обезглавили, он не погибает ещё в течение нескольких минут, пока в клетках есть кислород и глюкоза. А еще в мозге нет болевых рецепторов, именно поэтому нейрохирурги до сих пор проводят операции без наркоза. Пациентов часто заставляют во время операции совершать какие-то действия – например, вязать, считать, играть на скрипке, фаршировать оливки и др. — чтобы врачи контролировали работу мозга.
Фото: Depositphotos
Читайте также:
Избыток и недостаток сна одинаково губительны для здоровья мозга
Мозг некоторых пожилых людей остаётся таким же, как в 25 лет. В чем тут секрет?
Даже умеренные дозы алкоголя опасны для здоровья мозга
Загрузить еще
ЧИТАТЬ БОЛЬШЕ
#всеновости
«Мы очень мало знаем о мозге»: эксперты описывают проблемы в нейробиологии
Автор Вивиан ЛамОпубликовано
Самая большая проблема в области неврологии, по мнению двух экспертов , заключается в том, что мы до сих пор не понимаем основ.
Около сорока студентов, ученых и членов сообщества недавно собрались на открытии ежеквартальной серии выступлений Стэнфордского клуба китайской семьи и преподавателей, чтобы узнать больше.
Нейробиолог Лу Чен, доктор философии, начал с общего обзора анатомии нервной системы. По ее словам, хотя мы добились успехов в нейробиологии с помощью улучшенных инструментов визуализации, нам еще многое предстоит узнать.
«Мы очень мало знаем о мозге. Мы знаем о связях, но не знаем, как обрабатывается информация», — сказала она. Обучение, например, требует не только хорошей памяти, но также зависит от скорости, творчества, внимания, сосредоточенности и, самое главное, Она объяснила, что точное понимание того, как функционируют нервные пути, может привести к улучшению лечения депрессии, генетических заболеваний и многих других состояний. 0007
Нейробиолог и лауреат Нобелевской премии Том Зюдхоф, доктор медицинских наук, поддержал эти чувства, сказав аудитории: «Медицина — это ремесло… Она эмпирическая, но мы не знаем, как лечить [проблемы], если мы не понимаем болезнь. и лежащая в его основе биология».
Картирование компонентов мозга гораздо сложнее, чем картирование генома человека, сказал Зюдхоф. научное открытие: «Никогда не бывает ни одного открытия, которое меняет науку… Наука работает как процесс, который длится десятилетиями».
Зюдхоф также призвал исследователей сосредоточиться на основах нейронауки, прежде чем пытаться понять абстрактный опыт продуктивности и сознания. «Мы все еще нуждаемся в понимании основ», — сказал он.
Ясный посыл из выступления состоял в том, что сделать один шаг назад может быть лучшим способом разгадать некоторые из оставшихся тайн мозга.
Ранее: приманка для исследований: как лауреат Нобелевской премии Томас Зюдхоф начал работать в области фундаментальных наук. Для отмеченного наградами ученого завершенный эксперимент подобен законченному произведению искусства и Лагерь нейробиологии: подростки узнают о психическом здоровье
Фото Джона Хейна
Популярные посты
Категория:Неврология
Может ли мозговой паразит, обнаруженный у кошек, влиять на футбольный талант?
Автор Lia SteakleyОпубликовано
Категория:Зависимость
Объяснение вызывающего привыкание потенциала социальных сетей
В книге психиатра из Стэнфорда Анны Лембке «Нация допамина» объясняется роль химии нашего мозга в зависимости современного общества от социальных сетей.
Автор Брюс ГолдманОпубликовано
Является ли человеческий мозг биологическим компьютером?
По Тимоти Дж. Йоргенсен
14–20 марта 2022 года проводится Неделя осведомленности о мозге — ежегодная глобальная кампания, направленная на обеспечение общественной поддержки наук о мозге. Неделя осведомленности о мозге была основана Dana Alliance for Brain Initiatives (DABI) и European Dana Alliance for the Brain (EDAB). Цель этой инициативы — вызвать у людей энтузиазм по поводу разгадки многих загадок человеческого мозга. Одна из таких неразгаданных тайн заключается в том, как наш мозг — главный электрический орган человеческого тела — на самом деле выполняет свои электрические функции и как он выполняет эту работу с такой поразительной эффективностью.
Электрически мозг остается в основном черным ящиком. Мы посылаем электрические сигналы и получаем электрические сигналы, но то, что все это на самом деле означает, открыто для многих интерпретаций и некоторых острых споров. Но если мы просто посмотрим на энергопотребление мозга, мы должны сделать вывод, что человеческий мозг очень «зеленый». Мозг взрослого человека работает непрерывно, будь то бодрствующий или спящий, потребляя всего около 12 Вт мощности. Для сравнения, обычный настольный компьютер потребляет около 175 Вт, а ноутбук — около 60 Вт. А источник энергии мозга возобновляем; это солнечная энергия, хранящаяся в пище. Если бы человеческий мозг был компьютером, это был бы самый зеленый компьютер на Земле.
В основе «зелености» мозга лежит его сверхвысокая вычислительная эффективность; то есть он может генерировать огромное количество вычислительных данных при очень небольшой потребляемой мощности. Исследования показали, что мозг имеет более высокую вычислительную мощность, чем электронные компьютеры, на несколько порядков. Это привело к попыткам разработать компьютерную архитектуру, чтобы лучше эмулировать мозг. Идея состоит в том, что если бы схемы компьютеров стали более похожими на мозг, требования к мощности для компьютеров значительно снизились бы, что привело бы к практическим преимуществам, таким как меньшие батареи и более длительные периоды между зарядками.
Как возникла высокая вычислительная эффективность мозга? Как я объясняю в своей книге « Искра: жизнь электричества и электричество жизни », некоторые утверждают, что это было результатом эволюционного давления, которое благоприятствовало людям с высочайшей неврологической эффективностью. Некоторые биологи-эволюционисты даже утверждали, что эволюция высших животных в значительной степени была обусловлена естественным отбором в отношении неврологической эффективности на уровне нейронов. Таким образом, эмулируя нервные системы высших организмов в нашей электронной конструкции компьютеров, мы можем использовать стратегии проектирования, которые уже выдержали миллионы лет естественной проверки. Но помимо практического применения науки о мозге к компьютерам, попытки разработать компьютерную электронику, эмулирующую схему мозга, могут привести к лучшему пониманию того, как на самом деле работает сам мозг, на его самом фундаментальном уровне.
Тем не менее, взгляд на мозг как на сверхзеленый компьютер не лишен критики. Некоторые утверждают, что существуют серьезные ограничения на то, что мы можем узнать о мозге, просто приравнивая его компоненты к компонентам компьютера. Они говорят, что истинное понимание электрической природы мозга можно получить, только изучая электрическую активность мозга в целом. Они утверждают, что сведение мозга к статусу компьютера делает мозг большой несправедливостью и, в конечном счете, не позволяет получить истинное понимание, потому что такой подход не может видеть лес за деревьями. Поэтому они выступают за дополнительные крупномасштабные подходы, заявляя, что такие подходы имеют решающее значение для понимания работы мозга в целом.
Некоторые исследователи мозга еще более враждебно относятся к метафоре мозга как компьютера. Говорят, метафора давно изжила себя и теперь сдерживает нас. Сдерживает нас, потому что модель мозга как компьютера игнорирует то, что называется эмерджентными свойствами — свойствами, которые возникают по мере функционирования системы и которые нельзя предсказать только на основании изучения ее компонентов. Они утверждают, что вещи, которые мы больше всего хотим знать о работе мозга, такие как механизм сознания и природа сна, являются эмерджентными свойствами и, следовательно, недоступны для нас, пока мы пытаемся найти понимание мозга с точки зрения соответствующие компьютерные компоненты. Эта группа нейробиологов обычно считает, что понимание мозга можно получить путем изучения поведения, а не путем сравнения с компьютерами.
Эта критика модели «мозг-как-компьютер» существует уже давно. Еще в 1951 году нейробиолог Карл Лэшли осудил использование любой машинной метафоры для мозга. Саид Лэшли:
Декарт был впечатлен гидравлическими фигурами в королевских садах и разработал гидравлическую теорию действия мозга. С тех пор у нас были теории телефона, теории электрического поля, а теперь и теории, основанные на вычислительных машинах… Мы с большей вероятностью узнаем, как работает мозг, изучая сам мозг и феномен поведения, чем предаваясь надуманным физическим аналогиям.
Это распространенное мнение среди современных ненавистников компьютерной метафоры мозга. В частности, они считают, что упор на изучение взаимодействия мозга с органами чувств, как это делается в большинстве исследований мозга, игнорирует истинное чудо мозга: его контроль над поведением. Именно обработка и преобразование сенсорной информации в соответствующее поведение, по их мнению, является ключом к пониманию того, как на самом деле работает мозг. К сожалению, мы мало знаем о том, как мозг контролирует поведение тела, и, утверждают они, мы никогда не добьемся этого, изучая детали таких вещей, как зрительная схема «глаза-мозг». По их словам, мы никогда не сможем понять, почему, когда глаза видят пламя, нос чует запах дыма, а уши слышат тревогу, ноги потом как можно быстрее выносят тело из здания.