Jak neurobiologia pomaga w zrozumieniu uwagi i pamięci Understand article

Tłumaczyła Katarzyna Badura. Jak elektrody umieszczone bezpośrednio w mózgu uczą nas o uczeniu się.

“W naszych mózgach toczy się wojna” twierdzi neurobiolog Jean-Philippe Lachaux, dyrektor naukowy w French National Health Research Institute (Inserm) w Lyonie, Francja. „To rywalizacja pomiędzy ośrodkiem nawyków, który przydziela uwagę na podstawie jasno określonych zasad i doświadczenia, ośrodkiem nagrody oraz ośrodkiem wykonawczym, umieszczonym głównie w obrębie płata czołowego.”

W obliczu wielu wyzwań ośrodki te łączą się by wygenerować mapę priorytetów. W momencie, gdy chcesz się skoncentrować na pisaniu raportu, rozwiązaniu zagadki, prowadzeniu rozmowy czy czytaniu długiego artykułu chcesz, aby ośrodek wykonawczy wygrał wojnę. Jednak w erze bodźców zewnętrznych – od smartfonów i głośnych dzwonków po programy telewizyjne i krzykliwe plakaty – skupienie się na twoim zadaniu może być trudne.

Lachaux chce się dowiedzieć, które neutralne połączenia w obrębie tych ośrodków mózgowych reagują gdy jesteśmy rozproszeni. Głębsze zrozumienie tego co się dzieje gdy tracimy koncentrację mogłoby pomóc neurobiologom w nauczeniu ludzi jak stawiać opór rozproszeniu.

Different stimuli are processed by different parts of the brain.
Różne bodźce są odbierane przez różne części mózgu: A: płat czołowy, B: somatomotor kory, C: kora czuciowa, D: płat ciemieniowy, E: płat potyliczny, F: móżdżek, G: rdzeń przedłużony, H: Płat skroniowy
Zdjęcie dzięki uprzejmości Jkwchui; źródło zdjęcia: Wikimedia Commons
 

Większość prac w tym zakresie była skupiona na “odpływaniu” i błądzeniu myślami. Co jednak najbardziej interesuje Lachaux i jego zespół to “mikro-błądzenie myślami”: te krótkie przebłyski rozproszenia, których doświadczamy, gdy komuś dzwoni telefon w tym samym momencie, gdy rozwiązujemy krzyżówkę. „w przypadku mikro-błądzenia myślami nie tracimy zupełnie poczucia rzeczywistości, a jedynie doświadczamy ingerencji czynnika zewnętrznego” mówi Lachaux. „Na kilka sekund stajemy się wielozadaniowi.”

W laboratorium Lachaux’a w Lyonie wykorzystywana jest nieco bardziej niekonwencjonalna metoda badawcza – mianowicie śródczaszkowa elektroencefalografia (EEG). Technika ta wiąże się z zabiegiem operacyjnym pod narkozą, w czasie którego umieszcza się elektrody na powierzchni, lub wewnątrz mózgu pacjenta. Oczywiście wykorzystanie tak inwazyjnej techniki do celów czysto naukowych prowokuje pytania natury etycznej. Jednak badania Lachaux’a były prowadzone na pacjentach cierpiących na epilepsję, którzy – dla celów leczniczych niezwiązanych z badaniami – byli podpięci do elektroencefalografa (EEG) przez dwa tygodnie. Proszono pacjentów, by skoncentrowali się na wykonaniu zadania na iPadzie po czym obserwowano co się dzieje gdy są oni rozpraszani, np. przez dzwoniący telefon.

Taki sam test rozpraszania, tyle tylko, że bez EEG przeprowadzono na drugiej, zdrowej grupie w wieku od 6 do 60 lat, by zyskać wzorzec odniesienia oraz zobrazować jak koncentracja zmienia się wraz z wiekiem.

“Pierwsze, co zauważyliśmy to to, że rozpraszanie się rośnie w przedziale wiekowym 6 do 20, po czym przez okres dorosłości jest dość stabilne” mówi Lachaux. „Z wyników grupy EEG zidentyfikowaliśmy obszary zaangażowane w te utraty uwagi.”

Uwaga i uczenie się

A typical electroencephalogram experiment
To typowy eksperyment z
wykorzystaniem
elektroencefalografu, kask z
dziesiątkami elektrod
umieszczony na powierzchni
czaszki

Zdjęcie dzięki uprzejmości
Csaba Segesvári; źródło
zdjęcia: Wikimedia Commons

Lachaux wierzy w to, że tego typu wgląd w mózg utoruje drogę dla zaawansowanych programów interwencyjnych, które będzie można wykorzystać do zwiększenia skupienia dzieci w szkole. „Nawet proste wyjaśnienie dzieciom, że różne obszary ich mózgu walczą o zdobycie kontroli nad ich uwagą może im pomóc w zrozumieniu pojęcia wielozadaniowości.”

Uwaga jest ważna w procesie uczenia się, bowiem ogrywa ważną role w pamięci, a błądzenie myślami może wpływać na twoją umiejętność przypominania sobie faktów. W przypadku spraw przyziemnych, takich jak przypomnienie sobie szczegółów z raportu, lub podręcznika, który czytaliśmy dzień wcześniej, irytującym bywa potrzeba ponownego przeczytania materiałów w momencie gdy ma się świadomość, że gdybyśmy nie zostali rozproszeni, pamiętalibyśmy wszystko. Co w sytuacjach bardziej ekstremalnych emocjonalnie, gdy na przykład jesteśmy świadkiem wypadku samochodowego lub słyszymy odgłos strzałów? Psychologowie badają w jaki sposób emocje i stres wpływają na naszą umiejętność koncentrowania się i przypominania sobie szczegółów.

Do niedawna dominował wniosek, że bodźce emocjonalne pochłaniają tak sporą część naszych zasobów poznawczych, że nie zapamiętujemy informacji, które otrzymujemy w tym samym momencie. Panowało przekonanie, że nasz mózg jest tak skonstruowany, by skupiać się na czymś emocjonalnym kosztem pozostałych informacji.

Jednak Michiko Sakaki, starszy pracownik naukowy na Uniwersytecie w Reading, Wielka Brytania twierdzi, że odkrycia jej zespołu badawczego mogą wskazywać na to, że rzeczywistość jest bardziej skomplikowana. „Pobudzenie ma różne skutki, w zależności od priorytetów. Gdy ludzie odbierają bodźce emocjonalne, może to zwiększyć ich uwagę na te konkretne informacje, które są dla nich priorytetowe.”

Sakaki prowadzi kontrolowane eksperymenty związane z interakcją między emocjami a poznaniem. Żeby wywołać emocjonalną odpowiedź, uczestnicy eksperymentu poddawani są elektrycznej – co prawda nieprzyjemnej, ale nie niebezpiecznej –  stymulacji, której towarzyszy dźwięk o wysokiej lub niskiej częstotliwości (Lee i in., 20014). Szybko uczą się powiązywać dźwięk z małym szokiem elektrycznym. Wtedy naukowcy proszą uczestników, aby zagrali w grę pamięciową jednocześnie słuchając grożącego tonu. Zadanie polega na tym, aby uczestnicy zapamiętali różne elementy o różnej wyrazistości (np. twarze, które są z natury rzeczy podobne do ludzkich, oraz miejsca). Pytanie wtedy brzmi jak dobrze obiekty badane są w stanie poradzić sobie z zadaniem pamięciowym przy jednoczesnym odbieraniu bodźca stresogennego w postaci strachu przez szokiem elektrycznym.

“Zauważyliśmy, że uwaga uczestników eksperymentu jest tak uzależniona od emocji oraz priorytetów, że zwracają więcej uwagi na szczególnie jaskrawe informacje lub szczegóły, które są dla nich bardzo istotne, pozwalając umknąć informacjom mało ważnym” mówi Sakaki. Jej zespół znalazł podobny wzór postępowania w pamięci uczestników.

“To podważa tradycyjny pogląd, że emocjonalne pobudzenie zawsze osłabia przetwarzanie innych informacji” mówi. „To nie takie proste. Nasz pogląd, że emocje wzmacniają uwagę i zapamiętywanie istotnych informacji sugeruje, że nauczyciele powinni wykorzystać opcję pozytywnego pobudzenia emocjonalnego w środowisku edukacyjnym w celu selektywnego zwiększenia umiejętności uczenia się uczniów”

Podziękowania

Oryginalna wersja tego artykułu została opublikowana w Horizon, magazynie Unii Europejskiej traktującym o badaniach i innowacjachw1.

Download

Download this article as a PDF

References

Web References

Resources

Author(s)

Gary Finnegan przez 12 lat pracował jako redaktor czasopisma, felietonista oraz cyfrowy reporter, a obecnie pełni funkcję konsultanta redakcyjnego. Ma dyplom z fizjologii z Trinity College w Dublinie, Irlandia i tytuł magistra w komunikacji naukowej zdobyty na Dublin City University. W latach 2009, 2010 i 2011 był krajowym laureatem nagrody UE w dziedzinie zdrowia dla dziennikarzy, a w latach 2007 oraz 2013 przyznano mu nagrodę  Irish Medical Media Awards w kategoriach Internetowy Dziennikarz Roku oraz Opiniotwóczy Felietonista Roku.




License

CC-BY-NC-ND