Настройка на альфа-ритм мозга резко повышает эффективность обучения у взрослых

«Каждый мозг имеет свой собственный естественный ритм, генерируемый колебаниями нейронов», — говорит профессор Зои Курци, ведущий автор исследования из Кембриджского факультета психологии. — «Мы смоделировали эти колебания, чтобы мозг был в гармонии с самим собой и находился в наилучшем состоянии».

«Пластичность нашего мозга — это способность узнавать и фиксировать новые вещи, опираясь на выработанные паттерны нейронных взаимодействий. Используя ритмы мозговых волн, можно повысить гибкость обучения на протяжении всей жизни от младенчества до старости», — говорит Курци.

Нейробиологи использовали датчики электроэнцефалографии или ЭЭГ, прикрепленные к голове, для измерения электрической активности мозга у 80 участников исследования. Команда снимала показания альфа-волн. Альфа-волны колеблются с частотой от 8 до 12 герц: полный цикл происходит каждые 85-125 миллисекунд. Однако у каждого человека есть своя пиковая альфа-частота в этом диапазоне.

Ученые использовали эти показания для создания оптического «импульса»: это белый квадрат, мерцающий на темном фоне в том же ритме, что и индивидуальная альфа-волна человека.

Участники получили 1,5-секундную «дозу» импульсов, прежде чем им представили сложную когнитивную задачу: попытаться быстро идентифицировать определенные формы в потоке визуального хаоса.

Цикл мозговых волн состоит из пика и впадины. Некоторые участники получали импульсы, совпадающие с пиком, некоторые — с впадиной, остальные получали ритмы, которые были либо случайными, либо намеренно не совпадали с альфа-ритмом. Каждый участник выполнил более 800 вариантов когнитивного задания, и нейробиологи измерили, насколько быстро люди улучшали свои навыки распознавания.

Скорость обучения у тех, кто настроился на правильный ритм, была как минимум в три раза выше, чем у всех остальных групп. Когда участники вернулись на следующий день, чтобы выполнить еще один раунд заданий, те, кто был правильно настроен накануне сохранили более высокий уровень производительности.

Импульсы должны согласовываться с впадиной мозговой волны. Ученые считают, что это точка в цикле, когда нейроны находятся в состоянии «максимальной восприимчивости».

«Нам кажется, что мы постоянно наблюдаем за миром, но на самом деле наш мозг делает быстрые снимки, а затем наши нейроны общаются друг с другом, чтобы связать информацию воедино», — говорит соавтор работы, профессор Виктория Леонг из Кембриджского отделения педиатрии. — «Наша гипотеза состоит в том, что, сопоставляя момент получения информации с оптимальной фазой мозговой волны, мы максимизируем захват информации, потому что именно в это время наши нейроны находятся на пике возбудимости».

Предыдущая работа лаборатории Виктории Леонг показала, что мозговые волны матерей и детей синхронизируются, когда они общаются. Леонг считает, что механизм нового исследования настолько эффективен, потому что он повторяет процесс нашего обучения в детстве.

Леонг говорит: «Когда взрослые разговаривают с маленькими детьми, они спонтанно настраиваются на ребенка — их речь замедлена и преувеличенно акцентирована. Новое исследование предполагает, что речь, ориентированная на ребенка, может быть спонтанно найденным способом согласования скорости речи с ритмом мозговых волн у детей».

Исследователи говорят, что, хотя новое исследование проверяло только визуальное восприятие, эти же механизмы, вероятно, применимы к широкому кругу задач и ситуаций, включая слуховое обучение.

Ученые считают, что применение такой настройки на ритм мозга может показаться фантастикой, но на самом деле это не так. «В нашем исследовании использовались сложные аппараты ЭЭГ, но ведь есть простые системы с головными повязками, которые позволяют измерять частоты мозга», — говорит Курци.

Ученый пояснил ситуацию на примере. Люди часто выполняют свою работу на компьютере. Достаточно присоединить к нему повязку ЭЭГ. Она считает альфа-ритм. И проведет настройку с помощью того же мигающего квадрата. На это уйдет несколько секунд, а скорость восприятия информации вырастет многократно.

Другие применения настройки мозговых волн могут ускорить обучение профессиям, где жизненно важны быстрое обучение и быстрое принятие решений, например, пилотам или хирургам. «Моделирование виртуальной реальности в настоящее время является эффективной частью обучения во многих профессиях», — говорит Курци. — «Внедрение импульсов, которые синхронизируются с мозговыми волнами в этих виртуальных средах, может дать преимущество и новым учащимся или помочь тем, кто проходит переподготовку в более позднем возрасте».