Ученые из Берлина, Бохума и Лейпцига, работающие в рамках общенемецкой программы изучения процесса обучения задались банальным для обывателя вопросом: почему одни люди способнее других, почему одним обучение дается легче, чем другим? Только дать ответ нужно было не с точки зрения банальных суждений или психологии, а исследовав активность мозга при обучении биологически, с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ). Вкратце, ответ получился следующим: у менее способных людей неэффективность заложена не в процессе обучения как таковом, а в том, что мозг недостаточно качественно обрабатывает нужную информацию.

Ученые обратились для изучения активности мозга к такому базовому чувству, как осязанию: его пытались тренировать и сделать более качественным. У тех испытуемых, которые хорошо откликались на обучению, ЭЭГ регистрировала специфические изменения активности мозга, особенно в области так называемого альфа-ритма. Этот ритм в полосе частот от 8 до 13 Гц (средняя амплитуда 30-70 мкВ) регистрируется у 85-95% здоровых взрослых и является проявлением спокойного бодрствования. При мыслительной активности он затухает, поэтому является, среди всего прочего, показателем того, как хорошо мозг реагирует на обучение.

«Теперь нам хотелось бы понять, насколько альфа-ритм можно “вручную” изменять с помощью биологической обратной связи. Если нам удастся научиться управлять им, сразу возникнет масса применений для восстановительной терапии после травм мозга. Кроме того, интересен сам по себе процесс обучения», — отметил доктор Губерт Динсе из Рур-университета в Бохуме, один из авторов статьи, которая была опубликована по результатам исследования в Journal of Neuroscience.

В целом на качество обучения влияет целый ряд факторов: генетические аспекты, анатомия мозга каждого человека и, не в последнюю очередь, внимательность, способность сосредоточиться. Чтобы изучить роль каждого из этих факторов, необходимо разработать специальные методики эксперимента.

«В последние годы нам удалось разработать процедуру, с помощью которой мы запускаем процесс обучения, вообще не требующий внимания», — объяснил Динсе, слова которого приводит пресс-служба университета.

Именно для этого требуется использовать осязание. Эксперимент состоит в следующем: кожу руки испытуемого в течение 30 минут последовательно стимулировали слабым электрическим током. До и после эксперимент у испытуемых измеряли параметры так называемой дискриминационной чувствительности (способности различать два прилагаемых к коже раздражителя одновременно). Измерить ее, как оказалось, тоже не очень сложно: кожу руки легонько колют двумя иголками, потихоньку сближая их. Искомый параметр — это минимальное расстояние, при котором уколы все еще воспринимаются как два, а не как одно воздействие.

Оказалось, что «пассивное обучение» электрическим током повысило чувствительность к уколам иголками на 20%.

Однако «умными счастливчиками» оказались не все 26 испытуемых, и тут в дело пошли их ЭЭГ, на которых ученые искали признаки более качественного обучения.

Здесь и обнаружилась решающая роль альфа-ритма: чем выше была его амплитуда до процесса пассивного обучения, тем лучше люди усваивали информацию. Кроме того, чем сильнее было падение его амплитуды в процессе обучения, тем проще было учиться. Этот эффект наблюдался в соматосенсорной коре головного мозга — именно там расположены тактильные центры.

«С помощью компьютерных моделей мы изучаем, как альфа-ритмы способны влиять на процесс обучения. Только когда мы полностью разберемся в процессе обработки информации в мозге, мы сможем предложить терапию для корректировки нарушений в нем», — объяснил Петра Риттер, соавтор работы из Лейпцига.

Разработка терапии — конечная цель всего большого проекта, координатором которого Риттер и является.