Електрична «думка» контролює швидкість навчання

Поки нам доступна тільки така "думкова шапка" ".

Нікого не здивує картина з життя студента: довга зубріжка з чашкою кави або банкою енергетичного напою. Але, можливо, існує найкращий, швидкий і безпечний спосіб засвоїти складний новий матеріал? Що якщо реальністю стане щось на кшталт «думкової шапки», що підсилює когнітивні здібності?

У новому дослідженні, опублікованому в Journal of Neuroscience, психологи з Університету Вандербільта Роберт Рейнхарт, кандидат в доктора філософії, і Джеффрі Вудман, доцент кафедри психології, показують, що можна вибірково маніпулювати нашою здатністю до навчання, стимулюючи мозок слабким електричним струмом, і що цей ефект може залежить від напрямку струму.

Медіальна лобова кора, як вважають, є частиною мозку, яка відповідає за інстинктивне «Ой!» - реакцію, яку ми показуємо, коли допускаємо помилку. Попередні дослідження показали, що сигнал виходить від цієї області мозку через долі секунди після того як людина робить помилку, але ще не зрозумів, чому. Рейнхарт і Вудман захотіли перевірити ідею, що ця діяльність впливає на процес навчання, тому що це дозволяє мозку вчитися на своїх помилках. "Все почалося з питання: яка реальна функція цих мозкових хвиль? - говорить Рейнхарт. Ми хотіли дістатися до мозку і проконтролювати свого внутрішнього критика ".

Перед Рейнхартом і Вудманом постало вперше завдання перевірити кілька гіпотез: по-перше, вони хотіли встановити, що дійсно можна контролювати електрофізіологічні реакції мозку на помилки, і по-друге, що ефект може бути навмисно регульованим залежно від напрямку електричного струму, що застосовується для його створення. На обох напрямках вже проводилися дослідження, але це були досліди на тваринах. Крім того, дослідники задалися метою подивитися, наскільки довго триває спостережуваний ефект і чи можна результати використовувати для вирішення інших завдань.

Використавши еластичну пов'язку, що фіксує два електроди на щоці і макушці голови, дослідники виробляли 20-ти хвилинну транскраніальну стимуляцію постійним струмом (tDCS) кожного випробовуваного. При tDCS дуже слабкий постійний струм проходить від анода через шкіру, м'язи, кістки і мозок, до катода. «Це один з найбезпечніших способів неінвазивної стимуляції мозку», - розповідає Рейнхарт. Спосіб настільки делікатний, що випробовувані повідомили про лише кілька секунд покалювання або свербіння на початку кожної сесії стимуляції.

Випробування складалися з трьох сесій, довільно задавалося напрямок струму, для контрольних результатів покалювання від електричного струму було симуляцією, що ніяк не впливає на мозок. Випробовувані не могли визначити різницю в умовах випробувань.

Після 20 хвилин стимуляції, випробовувані отримували навчальне завдання, яке полягало в тому, щоб з'ясувати методом проб і помилок, які кнопки на ігровому контролері відповідають певним кольорам, що відображаються на моніторі. Завдання ускладнювалося тим, що на те, щоб правильно відреагувати, виділялося вкрай обмежений час. Було безліч можливостей, щоб помилитися - і, отже, багато можливостей для медіальної фронтальної кори проявити свої властивості.

Дослідники виміряли електричну активність мозку кожного учасника експерименту. Це дозволило їм спостерігати, як мозок змінюється, в момент, коли учасник робив помилку, і, найголовніше, дозволило визначити, як сигнали мозку змінювалися під впливом електростимуляції.

При використанні анодного струму (напрямок струму від макушки голови до щоки), сигнал мозку був майже вдвічі сильнішим за контрольний у кращому результаті, а в середньому виявився значно вищим у 75 відсотків випробовуваних. Це знайшло відображення в їхній поведінці; вони зробили менше помилок і вчилися на своїх помилках швидше, ніж вони робили після того, як були ошукані підробленим стимулом.

Коли використовувався катодний струм, дослідники спостерігали протилежний результат: сплеск був значно меншим, а випробовувані зробили більше помилок, їм потрібно більше часу для вирішення завдання.

«Коли ми регулюємо процес» внутрішнього критика «, ми робимо вас більш уважними, ви менш схильні до помилок, більш пристосовані до нових або змін ситуацій», - говорить Рейнхарт.

Ефект не залежить від особистості випробуваного, відсоток помилок у різних людей відрізнявся тільки на 4 відсотки в різні боки, і поведінкові корективи формувалися за лічені 20 мілісекунд - це ясно відбивалося в Електроенцефалограмі. «Показники, які дала стимуляція електричним струмом, значно вищі, ніж ті, що дали дослідження лікарських засобів або інших видів психологічної терапії», - заявив Вудман.

Дослідники виявили, що вплив двадцятихвилинної стимуляції тривав близько п'яти годин і проявлявся при вирішенні різних завдань.

Можлива користь від впровадження вивченого методу виходить за рамки можливості поліпшення процесу навчання. Проглядається перспектива лікування таких захворювань, як шизофренія і СДВГ.