Mokslininkai patikrina, ar smegenų treniruotės tikrai pagerina pažinimą

Pretenzijos yra aiškios: žaiskite vaizdo žaidimus ir būkite protingesni. Nepaisant to, nors įspėjimai buvo daromi dešimtmetį, aiškių mokslinių įrodymų, patvirtinančių pažadą, vis dar nėra.

Nauji tyrimai mano, kad sudėtingų technologijų naudojimas padės išspręsti teiginį, kad vaizdo žaidimų treniruotės keičia smegenis. Mokslininkai taip pat nustato, kam gali būti naudinga kognityvinė treniruotė ir kokie nauji metodai greičiausiai turės ilgalaikį teigiamą poveikį pažinimui.

„Tikimės, kad geriau suprasdami, kaip ir kodėl mokymai keičia kognityvinius gebėjimus, galime geriau išnaudoti jo platesnę naudą“, - sako Duncanas Astle'as iš JK Medicinos tyrimų tarybos. Neseniai Niujorke vykusioje Kognityvinių neuromokslų draugijos (CNS) konferencijoje Astle pirmininkavo smegenų treniruočių simpoziumui.

Nauji tyrimai apie vaikų darbinės atminties užduotis ir neinvazinės smegenų stimuliacijos derinimą su pažinimo treniruotėmis suaugusiems rodo daug žadančius rezultatus, sako ekspertai. Nors reikia daugiau bandymų, kad būtų galima pritaikyti šias metodikas realaus pasaulio mokymo intervencijoms, tyrimai pateikia neuromokslinių įrodymų pagrindą kuriant įrankius, kurie teikia didesnę naudą.

Ekspertai paaiškina, kad darbinė atmintis yra svarbiausia atliekant daugelį smegenų treniruočių.

Gebėjimas trumpam laikyti informaciją mintyse yra pagrindinis mūsų kasdienio gyvenimo dalykas. Ir Astle sako: „Mes žinome, kad vaikiškos darbinės atminties skirtumai yra nepaprastai stiprūs švietimo pažangos prognozuotojai“.

Kaip pažintinis neuromokslininkas, ilgai domėjęsis, kaip smegenys vaikystėje plėtoja darbinės atminties galimybes, Astle su kolegomis ėmėsi išbandyti, ar įmanoma lavinti vaiko atmintį.

Neseniai paskelbtame darbe Neuromokslų žurnalas taip pat naują, dar nepublikuotą darbą, kurį Astle pristatė CNS konferencijoje, jo komanda tyrė 8–11 metų vaikų užduotis, kad padidintų darbinę atmintį.

Jie nustatė, kad mokymo užduotys pagerino darbinės atminties pajėgumą, o tai atsispindėjo ir matavimuose, atliktuose atliekant magnetoencefalografiją (MEG, kuri naudoja magnetinius laukus smegenims vaizduoti), parodant padidėjusį nervinio ryšio stiprumą, kai smegenys ilsisi.

Iš namų kompiuterių vaikai atliko 20 treniruočių, kiekviena apie 30 minučių ir 8 žaidimus. Žaidimai reikalavo, kad vaikai trumpą laiką prisimintų erdvinę ar žodinę informaciją ir panaudotų šią informaciją vykdant užduotį.

Pavyzdžiui, viename žaidime buvo prisimintos asteroidų vietos ir tvarka, kurie bėgo nuosekliai, kai jie sukosi per ekraną. Kiekvieno bandymo pabaigoje vaikai turėjo spustelėti asteroidus, kad jie būtų tvarkingi.

Eksperimentinėje grupėje žaidimai tapo sunkesni, nes vaikai pagerėjo; „Vaikai visada dirbo pagal savo dabartines galimybes“, - sako Astle. Kontrolinėje grupėje žaidimų sunkumas išliko toks pats.

MEG duomenys parodė reikšmingus frontoparietalinių tinklų ir šoninio pakaušio komplekso bei apatinės laikinosios žievės jungties pokyčius tiems, kurie buvo eksperimentinėje grupėje.

"Mes manome, kad mokymai sustiprina dėmesio procesą, kurį vaikai gali strategiškai naudoti atlikdami panašiai struktūrizuotas, bet neišmokytas užduotis", - sako Astle.

„Tačiau svarbu pažymėti, kad mes neįrodėme platesnių šių mokymų privalumų.“

Aštuonių iki 11 metų amžiaus grupė yra „labai gera, nes vaikai sugeba atlikti gana sudėtingas užduotis, tačiau vis dar toli gražu nėra suaugusių žmonių veiklos lygis, t. Y. Vis dar yra daug vystymosi galimybių“, - sako Astle.

„Manome, kad tai tikrai svarbi amžiaus riba, norint suprasti darbinę atmintį ir treniruočių poveikį. Tačiau labai reikia geriau suprasti šiuos procesus per visą gyvenimą, todėl visada plačiau tyrinėjame literatūrą, kad sužinotume, kaip mūsų išvados dera su kitomis grupėmis, tiriančiomis kitus amžiaus diapazonus “.

Lengva elektrinė stimuliacija taip pat gali padidinti smegenų galią, nes mokslininkai vertina tDCS (transkranijinės nuolatinės srovės stimuliacijos) - neinvazinės smegenų stimuliacijos technikos, apimančios labai silpną nuolatinę srovę per smegenis, efektyvumą.

„Nors nėra aišku, kaip srovė veikia nervų veiklą, vyrauja nuomonė, kad tai daro neuronus arba jautresnius šaudyti, arba mažiau imlius, atsižvelgiant į tai, kuris elektrodas kur dedamas“, - sako Johnas Jonidesas iš Mičigano universiteto.

CNS konferencijoje pristatytame naujame darbe „Jonides“ jis ir jo kolegos nustatė, kad tDCS veikia tvirtai darbinę atmintį, o patobulinimai trunka kelis mėnesius.

"Ankstesni tyrimai buvo neabejotini, ar tDCS pagerina mokymą, ir nebuvo ilgalaikių tyrimų, kiek laiko trunka šis treniruotės efektas", - sako Jonides.

Naujame tyrime 62 dalyviai atsitiktinai gavo tDCS stimuliaciją į dešinę arba kairę prefrontalinę žievę arba gavo fiktyvią stimuliaciją, atlikdami visapasalinės darbinės atminties užduotį.

Po 7 treniruočių tDCS stimuliaciją gavę asmenys net keletą mėnesių po mokymų padidino darbinės atminties galimybes. Jie taip pat nustatė, kad tie, kurie gauna stimuliaciją dešinėje prefrontalinėje žievėje, turėjo selektyvų gebėjimą perkelti darbinę atmintį į neišmokytas užduotis.

„Ilgalaikis mokymų poveikis buvo visiškai netikėtas“, - sako Jonides.

"Mes tai ištyrėme daugiausia dėl larko, nesitikėdami, kad rasime daug, tačiau tai, kad treniruotės poveikis trunka net kelis mėnesius, yra ir stebinantis, ir labai provokuojantis, nes tai suteikia galimybę naudoti tDCS ilgalaikiam mokymuisi gerinti."

Jonides sako, kad jo tyrimas yra tik vienas duomenų taškas, norint suprasti šias technikas, pažymėdamas, kad tai vis dar ankstyvosios smegenų stimuliacijos tyrimo dienos. Norint toliau tikrinti ilgalaikį poveikį ir geriausius stimuliavimo tikslus, būtina pakartoti ir apibendrinti kitas mokymo ir perkėlimo užduotis.

"Mums reikia aukšto lygio, griežto patvirtinimo, kurio pagrindinis tikslas yra suprasti veikimo mechanizmą, naudos perdavimą ir poveikio tvarumą įvairiose populiacijose", - sako Adamas Gazzaley iš Kalifornijos universiteto, San Franciske.

Konferencijoje Gassaley pristatė pastangas sukurti ir patvirtinti „uždaro ciklo“ vaizdo žaidimus kaip pažinimo stiprinimo priemones. Uždaro ciklo metodas leidžia mokslininkams įsikišti, užfiksuoti intervencijos poveikį ir tada pakartotinai naudoti tuos duomenis, kad ciklas būtų kartojamas ir optimizuojamas procesas.

Jo komanda naudoja tDCS ir tACS (su alternatyvia srove), kad padidintų smegenų žievės plastiškumą. "Tikslas yra pagreitinti žaidimo metu vykstantį mokymosi procesą, ypač tiems asmenims, kurie turi žalą", - sako Gazzaley.

"Šiuo požiūriu yra daug žadama ir jaudinanti, tačiau mes vis dar esame kūdikystės stadijoje ir turime daug ko išmokti tiek vystymo, tiek patvirtinimo srityje", - sako Gazzaley.

Nepaisant to, tyrėjai žino, kad jie turi turėti įrodymų, patvirtinančių jų teiginius.

„Deja, šį lauką supantis ažiotažas prarado ryšį su moksliniais pagrindais. Todėl yra viliojanti griebtis visos pastangos. Priešingai, manau, kad tai turi paskatinti mokslininkus investuoti į aukštos kokybės mokymo studijas “, - aiškina Astle.

Šaltinis: kognityvinių neuromokslų draugija / EurekAlert