Торкель Клингберг - Перегруженный мозг. Информационный поток и пределы рабочей памяти
Чтобы облегчить задачу и придать упражнениям более привлекательный вид, я и мои коллеги решили использовать компьютерные игры. К исследованиям подключились программисты Юнас Беккеман и Давид Скуглунд, которые разработали множество компьютерных игр и развивающих программ для детей в возрасте 10–12 лет. Поскольку кнопки для разных упражнений размещались на разных сегментах робота, мы назвали компьютерную программу RoboMemo.
Мы взяли за основу те упражнения, которые я и мои коллеги уже использовали в разных тестах, когда предлагали испытуемым запомнить расположение картинок или комбинацию цифр и букв. Дети занимались примерно по 40 минут в день, но задания менялись. Как только результаты улучшались, мы усложняли задачи. Детям приходилось максимально напрягать свою память. Чтобы усилить мотивацию, мы ввели систему очков, и дети состязались друг с другом, пытаясь побить собственные рекорды. К тому же мы придумали еще один игровой прием: дети зарабатывали баллы, которые они могли потратить в конце рабочего дня.
После ряда пилотных испытаний программа была запущена. В исследовании участвовало 14 детей с СДВГ. В принципе существуют разные методики оценок результатов тренировок. Для абсолютной точности необходимо опираться на показатели контрольной группы. Если просто измерять те или иные функции до и после занятий и констатировать, что они улучшились, то мы получим весьма приблизительные данные. При подведении итогов следует учесть, как повлияло на результаты повторное выполнение заданий, то есть принять во внимание так называемый эффект повторного проведения теста. Таким образом, роль контрольной группы сводится к тому, чтобы выполнить какое-либо альтернативное задание, например, чтобы проверить, как возникает эффект плацебо.
Для этого мы решили использовать компьютерную программу, в которой практически повторялись упражнения на рабочую память, но с менее сложным уровнем задач. В тренировочной группе уровень сложности программы постоянно корректировался, в зависимости от индивидуальных способностей детей. Детям из тренировочной группы предлагалось запомнить 5, 6 или 7 цифр. Дети же в контрольной группе запоминали всего 2 цифры. Так что в контрольной группе ожидался гораздо меньший тренировочный эффект. Если мы поднимаем двухсотграммовые гантели, то эти нагрузки никак нельзя сравнивать с силовыми тренировками, когда спортсмены поднимают тяжести на пределе своих возможностей.
Дети в обеих группах тренировались ежедневно на протяжении 5 недель, и мы проводили с ними различные тесты — до и после тренировок. Проанализировав полученные данные, мы обнаружили, что дети, которые тренировались регулярно, не только улучшили свои результаты по сравнению с детьми из контрольной группы, но и стали значительно лучше выполнять другие задачи, которые раньше не входили в программу.
Недостаток исследования заключался в том, что число испытуемых было ограниченно. Особо придирчивые исследователи также подчеркивали, что «один эксперимент не дает материала для далеко идущих выводов». Это уловка 22, с которой приходится мириться большинству ученых. По этому поводу можно процитировать высказывание психолога Уильяма Джеймса: «На первых порах новая теория провозглашается нелепой. Затем ее принимают, но говорят, что она не представляет собой ничего особенного и ясна как божий день. Наконец, она признается настолько важной, что ее бывшие противники начинают утверждать, будто они сами открыли ее».
Чтобы убедиться в достоверности полученных результатов, мы провели серию клинических испытаний. Мы сотрудничали с четырьмя университетскими клиниками и в общей сложности задействовали двадцать ученых, каждый из которых выполнял свою часть работы. Пятьдесят детей с СДВГ на протяжении пяти недель сидели перед компьютерами, дома или в школе, и выполняли упражнения на запоминание. Дети посылали нам отчеты по электронной почте на сервер клиники, чтобы мы смогли проследить, действительно ли все тесты выполнялись должным образом. Спустя почти два года, после проведения множества тестов и анализов, мы получили результаты, подтвердившие наши ожидания и первоначальные выводы: дети из тренировочной группы улучшили показатели рабочей памяти по сравнению с детьми из контрольной группы. Иными словами, дети, которые выполняли на компьютере задачи на рабочую память, такие как запоминание композиций в таблице (4 х 4), и вовремя кликали мышью, стали также лучше выполнять и другие виды задач на рабочую память, без участия компьютера, например вспоминали, в какой последовательности психолог показывал деревянные кубики.
Показатели улучшились на 18 процентов; и когда мы произвели измерения через три месяца после окончания курса тренировок, результат оказался тот же. Это означает, что испытуемый, который раньше мог удержать в рабочей памяти 7 позиций, теперь мог запомнить 8. Возможно, это не открытие мирового масштаба. И все же мы осмеливаемся утверждать: рабочую память можно улучшить путем упражнений. Мы также обнаружили, что системы мозга не статичны и что объем рабочей памяти можно увеличить.
Но если рабочая память поддается тренировке, значит, можно развивать навыки по решению разных интеллектуальных задач. Чтобы убедиться в этом, мы использовали матрицы Равена. После ряда исследований мы увидели, что дети, которые тренировались, стали значительно лучше решать эти тесты. Это также подтверждается результатами другого развернутого исследования[108]. При повторном тестировании дети из тренировочной группы улучшили свой результат примерно на 10 процентов, что значительно превысило 2-процентный результат контрольной группы.
Мы также обратились к родителям с просьбой оценить поведение детей, используя критерии, по которым определяют СДВГ. Оказалось, что, по мнению родителей, дети стали гораздо более собранными, и, похоже, предположение о связи между симптомами СДВГ и рабочей памятью, которое вдохновило нас на исследование, подтвердилось.
Недавно американская научная группа из Нотрдамского университета (штат Индиана, США) использовала наш компьютеризированный метод для тренировки детей с СДВГ. Они смогли повторить наши результаты и обнаружили значительные улучшения: дети успешнее выполняли задачи на рабочую память, они научились концентрироваться и управлять вниманием. Эти результаты также подтвердило исследование Карин Далин и Матса Мюрберга из Высшей педагогической школы Стокгольма[109]. Наш метод теперь проходит испытания в клиниках Швеции, Норвегии, Швейцарии и США в качестве вспомогательной программы по улучшению рабочей памяти и концентрации внимания у детей с СДВГ.
Мы провели еще одно исследование с тем, чтобы выяснить, как воздействует тренировка на взрослых, переживших инсульт. Мозговые травмы, возникающие при инсульте, часто приводят к расстройству памяти, но до сих пор мы так и не выяснили, можно ли преодолеть эти проблемы с помощью тренировок.
Хелена Вестберг руководила экспериментом, в котором участвовали девять взрослых пациентов после инсульта[110]. На протяжении пяти недель они тренировали рабочую память, а другие девять пациентов входили в контрольную группу. До и после тренировки ученые сравнивали, сколько предметов испытуемые смогли запомнить, и лечебная группа заметно улучшила свой результат по сравнению с контрольной. Судя по всему, рабочую память можно развивать и у пациентов, переживших инсульт.
Напоследок мы раздали участникам эксперимента список вопросов, чтобы выяснить, как, по их мнению, изменилась их повседневная жизнь. К нашей радости и здесь произошли изменения. Особенно нас порадовали ответы на вопросы, связанные с рабочей памятью: «Часто ли вы забываете, что собирались сделать, пока идете из одной комнаты в другую?» Участники теперь лучше помнили план действий, то есть удерживали задания в рабочей памяти.
Тренировка мозговой активности
Но нас прежде всего интересовало, можно ли считать изменения мозговой активности результатом тренировок рабочей памяти? Можно ли перечертить карту мозга через пять недель когнитивных тренировок, и на каком участке будут зафиксированы изменения? Чтобы ответить на эти вопросы, мы провели исследования с участием молодых людей без СДВГ, которым в течение пяти недель предстояло тренировать свою рабочую память по той же схеме, которую мы раньше использовали, тестируя детей с СДВГ. Теперь мы набрали группу взрослых, а не детей — по той причине, что рассчитывали зафиксировать столь незначительные изменения мозговой активности, которые будет трудно измерить, если не производить измерения по много раз и довольно продолжительное время. Мы считали, что дети с этим не справятся, поскольку им трудно лежать спокойно, а это является обязательным условием для магнитно-резонансных исследований.
