Используя методику функциональной магнитнорезонансной томографии (ФМРТ), мы измеряли мозговую активность в то время, когда испытуемые выполняли задачу на рабочую память и контрольную задачу[111]. В общей сложности мы измерили мозговую активность одиннадцати человек, из них восемь мы обследовали на томографе в течение 5 дней на протяжении тренировочного периода, то есть примерно в течение 40 часов измерений.
Через несколько месяцев, изучая первые карты, которые описывали статистически значимые изменения, мы констатировали, что после тренировки увеличилась активность в лобной доле и в теменной доле. Это нас крайне заинтересовало по двум причинам. Во-первых, оказалось, что длительная интенсивная тренировка когнитивных способностей может изменить мозговую активность, подобно сенсорной и моторной тренировке.
Мы, например, увидели, что если тренироваться слушать звуки, то число нейронов, участвующих в выполнении задачи, будет увеличиваться. Если тот же принцип относится к тренировке рабочей памяти, а именно число клеток, активных при выполнении задачи, увеличивается — то можно объяснить усиление сигнала, который мы наблюдали с помощью томографа.
Во-вторых, нас интересовало, в каких областях наблюдались изменения. В зрительной, слуховой и моторной областях мы их не зафиксировали. Изменения наблюдались в полимодальных областях, «в областях частичного совпадения». Самые существенные изменения также наблюдались именно в области вокруг интрапариетальной борозды в теменной доле. Как раз эти участки связаны с пределами объема рабочей памяти.
В научной литературе описан ряд других исследований, которые пришли к тем же выводам, что и мы, а именно — что рабочую память и устойчивость внимания можно тренировать. Одно из этих исследований изучает метод, называемый «Тренировка процесса внимания» («Attentional Process Training»)[112]. Метод состоит из нескольких упражнений, которые испытуемый выполняет вместе с психологом или ассистентом. Цель упражнений заключается в том, чтобы, например, расставить слова в алфавитном порядке, найти специфические цели среди мешающих стимулов и каталогизировать слова. В результате одной из тренировок, которая длилась десять недель и в которой участвовали пациенты с различными травмами мозга, наблюдалось значительное улучшение визуально-пространственной рабочей памяти (на 7 процентов), а также других показателей рабочей памяти (например, операции с числами на слух). Примечательно, что при этом тесты, в которых измерялось непроизвольное внимание, не показали никаких изменений.
Ученые Вадзима и Савагучи (Япония) изучали результаты тренировок рабочей памяти у сотни с лишним детей в возрасте 6–8 лет[113]. Два месяца подряд дети ежедневно тренировались, выполняя задачи, требующие активации рабочей памяти, причем уровень сложности постепенно корректировался в соответствии с их результатами. Оказалось, что после тренировки улучшились общие показатели рабочей памяти. К тому же дети стали лучше решать задачи по типу матриц Равена.
И хотя подобных исследований проводилось немного, они свидетельствуют о том, что рабочую память можно тренировать. Тренировка рабочей памяти, как и других моторных и сенсорных навыков, приводит к изменениям в активируемых областях мозга. Области, отвечающие за хранение информации в рабочей памяти, могут обладать такой же пластичностью, как и другие части мозга. Впрочем, результаты нельзя назвать революционными — на 18 процентов увеличивается объем рабочей памяти и на 8 процентов улучшается способность решать проблемы. Но, похоже, можно действительно расширить границы объема мозга для обработки информации. Если рабочая память, предназначенная для решения разных интеллектуальных задач, так важна в повседневной жизни, и к тому же поддается тренировке, то это открывает перед нами широкие перспективы.
11. Тренировка интеллектуальных мускулов
Просыпаясь утром, вы думаете о том, как сложится ваш день, планируете встречи, обеды, разъезды и дела; вы складываете в уме своего рода пазл из фрагментов, которые хранятся в рабочей памяти. Собирая потом сумку, вы держите в рабочей памяти перечень заданий и обращаетесь к этому списку, когда вам требуется что-либо вспомнить. Пока вы ищете то, что вам нужно, вы должны держать в рабочей памяти каждую деталь.
Когда вы читаете газету в метро, рабочая память сохраняет информацию — от первого до последнего предложения. Эта задача особенно трудна, если вы случайно оказались рядом с молодежью, которая громко обсуждает вчерашний футбольный матч или вечеринку в выходные. То есть мы пользуемся рабочей памятью сплошь и рядом. И, конечно же, ее следует постоянно тренировать, чтобы она лучше работала и помогала нам добиваться успехов.
Человеческий мозг — самый сложный из всех существующих механизмов. Хотя сравнивать мозг с мускулом кощунственно, по крайней мере, для нейробиолога. Тем не менее эта аналогия весьма удачна, поскольку помогает понять некоторые принципы тренировки рабочей памяти. Поднимая предплечье, мы напрягаем бицепс. Мы активируем бицепс, когда поднимаем листок бумаги, держим руки над клавиатурой, подносим еду ко рту и выполняем еще тысячу других движений. Работа мускула не дает ему атрофироваться, как это происходит после паралича. Но сможем ли мы развивать мускулатуру, поднимая листок бумаги? Для наращивания мускулатуры нужны более серьезные нагрузки. Авторы книг о бодибилдинге обычно рекомендуют каждое упражнение повторять десятки раз. Тренироваться следует не меньше трех раз в неделю, и каждое упражнение нужно повторять по несколько раз. Тогда спустя несколько недель систематических тренировок можно рассчитывать на заметный результат.
К сожалению, о том, как тренировать мозг, мы знаем значительно меньше. Хотя некоторые принципы — нагрузка должна быть максимальной, а тренировки регулярными, применимы в обоих случаях.
Наша исследовательская группа изучала результаты тренировок памяти у детей с СДВГ в двух группах — контрольной и тренировочной. Тренировочная группа запоминала огромные массивы информации, а контрольная группа выполняла легкие задачи. Мы обнаружили, что когда дети прилагали максимальные усилия и тренировались на пределе своих возможностей — по полчаса в день, пять раз в неделю в течение пяти недель, они достигали хороших результатов. А когда они работали вполсилы, улучшения памяти оказывались незначительными.
Разные повседневные занятия требуют разных умственных затрат, но часто ли мы решаем задачи, требующие максимальных интеллектуальных усилий?
Институт изучения процессов старения при медицинском центре имени Альберта Эйнштейна
Исследования доказывают, что род занятий влияет на когнитивные способности. Джо Верджис и группа его сотрудников (Институт изучения процессов старения при медицинском центре имени Альберта Эйнштейна, Нью-Йорк) изучали процесс старения на примере 469 пациентов старше 75 лет[114]. В течение пяти лет ученые наблюдали за пациентами, чтобы выяснить, как их повседневная деятельность влияет на когнитивные способности в долгосрочной перспективе. В первую очередь ученых интересовала динамика процесса деменции, они измеряли показатели IQ и проводили другие психологические тесты. Пациенты детально описывали свои занятия на досуге — они читали, писали письма, решали кроссворды, играли в шахматы и в другие настольные игры. Они также участвовали в дискуссиях, музицировали, играли в теннис, гольф и боулинг, плавали, катались на велосипеде, танцевали, занимались гимнастикой, спортивной ходьбой, поднимались пешком по лестницам — более двух пролетов, выполняли домашнюю работу и даже нянчились с детьми. Ученые фиксировали, как часто пациенты выполняли те или иные упражнения: каждый день, несколько раз в неделю, раз в неделю, раз в месяц, очень редко и никогда. Количество тренировок переводилось в баллы, — за одно занятие в неделю присваивался один балл. За одно и то же занятие, выполняемое ежедневно, засчитывалось сразу семь баллов.
Через пять лет ученые подвели итоги своих наблюдений. При этом они учитывали разные показатели — уровень образования, состояние здоровья и результаты тестирования в начале эксперимента. При этом особое внимание уделялось первоначальному состоянию здоровья — ведь именно от этого показателя во многом зависели итоговые результаты эксперимента. Выяснилось, что чтение, шахматы, музицирование и танцы способствуют относительному улучшению когнитивных способностей и предупреждают риск деменции. В то же время ученые пришли к выводу, что только постоянные тренировки давали положительные результаты. Например, если пациент только раз в неделю играл в шахматы, то это не давало позитивных результатов. Нужно было тренироваться несколько раз в неделю. Если участник набирал в общей сложности восемь или более активных баллов, то есть выполнял упражнения по восемь раз в неделю, риск деменции уменьшался наполовину. Соответствующее количество баллов за физическую активность (катание на велосипеде, гольф, ходьба и так далее), наоборот, не оказывало никакого влияния на психическое состояние. Таким образом, исследование показывает, что повседневные занятия, требующие умственных затрат, дают тренировочный эффект, но для качественных изменений нужны постоянные и интенсивные тренировки. Этот принцип относится как к физическим, так и к умственным тренировкам.
