Интеллект, мышление и память: ученая ЮФУ рассказала, на что способен человеческий мозг

Фото: пресс-служба ЮФУ

22 июля отмечается Всемирный день мозга. За свою жизнь человек запоминает огромное количество информации, а особенно в годы обучения в вузе. Какая польза от знаний, которые не нашли практического применения, может ли закончиться место в человеческой памяти и как работает мозг человека, рассказала молодая учёная ЮФУ.

Шерлок Холмс был не прав

«Ватсон, поймите: человеческий мозг — это пустой чердак, куда можно набить все, что угодно. Дурак так и делает: тащит туда нужное и ненужное. И наконец наступает момент, когда самую необходимую вещь туда уже не запихнешь. Или она запрятана так далеко, что ее не достанешь», — утверждал великий сыщик Шерлок Холмс из книг Артура Конана Дойля.  

С ним готова поспорить младший научный сотрудник Академии психологии и педагогики ЮФУ Валерия Егорова. Валерия изучает работу человеческого мозга в научно-исследовательской лаборатории теории и практики образования и развития лиц с особыми образовательными потребностями.

«То, о чем говорит Холмс, в психологии называется долговременная память. И её объем, и длительность хранения информации не ограничены.  Информация в долговременной памяти сохраняется благодаря структурным изменениям синапсов, что облегчает передачу сигнала между нейронами в цепи с этой информацией», — рассказала Валерия Егорова.

Что касается «запрятанных» вещей, которые не получается «достать» из памяти из-за обилия новой информации, возможность быстро вспомнить о них, зависит от многих факторов. Например, от задатков человека, от организации процесса познания, от наличия повторений информации и процесса забывания.

«Существует теория интерференции, которая как раз говорит о том, что информация в долговременной памяти может перемешиваться или объединяться с частями другой информации в процессе кодирования — перевода в универсальный код, в котором у нас хранится вся информация в долговременной памяти, и это в свою очередь может приводить к разрушению воспоминаний. Поэтому важно учить новую информацию, адекватно встраивая ее в старую, и учить осознанно, а не «на автомате», — объяснила Валерия Егорова.

Информация «забывается» — нейронные связи остаются

По словам учёной, мы с детства учимся для того, чтобы развивать нашу психику, функционирование которой базируется на том, как взаимодействуют друг с другом наши нейроны. Обучение развивает характеристики таких психических процессов как внимание, память, мышление и речь. Например, одна из важных задач обучения в начальной школе для ребенка, с точки зрения психологии — это возможность научиться удерживать длительное время произвольное внимание, то есть целенаправленное и осмысленное.

Начальное образование позволяет ребенку в принципе произвольно регулировать свою деятельность. В основе научения, как результата обучения, лежит формирование сложных и комплексных условных рефлексов, которые как раз и базируются на создании новых нейронных связей.

«Нейроны, сами по себе, натренировать невозможно, но можно увеличить количество взаимосвязей наших нейронов, тем самым развить до более высокого уровня наши психические функции, которыми мы пользуемся на протяжении всей жизни. Вы можете не помнить сейчас всех динозавров или флаги стран мира, которые вы учили в детстве, но если вы в детстве любили энциклопедии или любые другие требующие запоминания книги, то вы развивали себе память и сейчас, во взрослом возрасте, вам уже понадобится меньше времени, чтобы что-либо выучить», — рассказала Валерия Егорова.

Как измерить интеллект

Интеллект, с точки зрения когнитивных наук, — это познавательная способность индивида адаптивно реагировать на изменения окружающей среды и адаптироваться к ним, умение адекватно предвидеть результаты событий и действий и реагировать на них.

«Сложно дать определение интеллекта с точки зрения психофизиологии, ведь интеллект проявляется в действиях человека, то есть в его поведении. Мы можем судить с какими особенностями мозговой организации ассоциирован интеллект, и в этом нам могут помочь исследования. Но важно еще понимать, что результаты исследований могут различаться в зависимости от того, каким образом исследователи измеряли интеллект», — прокомментировала Валерия Егорова.

В ассоциативном ряду с измерением интеллекта сразу представляется подопытный в шапочке с электродами. Эта процедура называется «электроэнцефалография», и она может показать суммарную биоэлектрическую активность нейронов в процессе их деятельности, то есть в рамках какой деятельности какую активность проявлял мозг человека, какая динамика этой активности наблюдалась.

«Например, на ЭЭГ может быть видно, какие области мозга проявляли наибольшую активность во время решения задачи путем озарения, а какие во время решения аналитическим путем. Это позволяет нам делать предположения о локализации определенных функций. Временное разрешение ЭЭГ позволяет нам разбивать это на еще меньшие кусочки и вплоть до миллисекунд понимать, как менялась картина. Как-то раз, когда я училась на бакалавриате и нас водили в лабораторию, преподаватель сказал нам – активность мозга на ЭЭГ похожа на большой ночной город, где во всех окнах включен свет и нам нужно понять, когда и где он горит ярче всего», — рассказала Валерия Егорова.

В мировой практике под «низкими» и «высокими» показателями интеллекта подразумеваются результаты тестов IQ (intelligence quotient — коэффициент интеллекта). Понятие коэффициента интеллекта ввёл немецкий учёный Уильям Штерн в 1912 году. Он обратил внимание на серьёзные недостатки умственного возраста как показателя в шкалах Бине. Штерн предложил использовать в роли показателя интеллекта частное от деления умственного возраста на хронологический.

«До сих пор ученые активно используют показатели интеллекта, поскольку не выявлено схожего аналога, который позволял бы нам смотреть на общие по отношению ко всей деятельности способности человека. Тестов на диагностику интеллекта существует достаточно большое количество: тест структуры интеллекта Амтхауэра, тесты интеллекта Г. Дж. Айзенка, шкала прогрессивных матриц (тест Дж. Равена) – это из наиболее популярных. Как и в большинстве других психологических методик, чтобы понять, о чем они действительно свидетельствуют – необходимо обратиться к ключам и интерпретации, а порой даже к теоретических основаниям, на которых строились эти методики. Но классически, тесты на интеллект подразумевают выявление уровня сформированности всех способностей человека – внимания, памяти, речи, мышления, воображения, и именно на это и направлены все тесты. Использование той или иной методики исследователями зависит от целей и дизайна исследования, возрастной группы, предпочтений исследователя, используемых в ранних исследованиях и текущем методик.», — отметила Валерия Егорова.

Сегодня интерес к тестам IQ многократно возрос, ввиду чего появилось множество разнообразных необоснованных шкал. Поэтому сравнивать результаты разных тестов чрезвычайно затруднительно, а само число IQ утратило информативную ценность.

Соображай быстрее

Недавно группа ученых из Германии и Испании обнаружила, что участники психофизиологического эксперимента с более высокими показателями интеллекта быстро справлялись с простыми задачами, но дольше решали сложные. Различные области их мозга были лучше синхронизированы между собой, постоянно обмениваясь информацией и тем самым, увеличивалось время принятия окончательного решения. А мозг людей с невысоким уровнем интеллекта буквально «спешил с выводами» при принятии сложных решений, а не ждал, пока вышестоящие области мозга завершат этапы обработки, из-за чего такие люди давали ответы быстрее, но чаще допускали ошибки.

«Мышление без торможения невозможно. Одни синапсы в нервной ткани мозга вызывают деполяризацию нейрона и являются возбуждающими, другие — гиперполяризацию и являются тормозными. Так, во время мышления, мы можем тормозить свои стремления поесть, поспать и так далее. Мы не смогли бы справиться ни с одной задачей в жизни, если бы всегда думали обо всём одновременно», — прокомментировала Валерия Егорова.

Поскольку работать с мозгом живого человека достаточно трудозатратно, исследователи все чаще обращаются к компьютерному моделированию, и использованию репозиториев цифровых данных сканирования мозга, например, банку данных результатов функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). А также активно используют математические модели, основанные на теоретических знаниях о биологических процессах, протекающих в мозге человека. Первоначально это позволяет построить «общую» модель человеческого мозга, но затем ученые уточняют ее, используя данные отдельных людей и создают «персонализированные» модели мозга.

Согласно выводам иностранных исследователей, в целом показатели «персонализированных» моделей совпадали с показателями мозга живых людей, что доказывает эффективность компьютерного моделирования человеческого мозга.  

В будущем такие методы можно применять в медицине: к примеру, с помощью компьютерной симуляции врач сможет оценить, какое лекарство будет наиболее эффективно при лечении конкретного пациента и вызовет наименьшее количество побочных эффектов, а также для изучения биологических основ психических процессов.