Отслеживать мозговую активность

Школьники и студенты показывают лучшие результаты в обучении, если их мозговые волны во время занятий синхронизированы с однокашниками или педагогом. Звучит фантастически, но тем не менее именно к такому выводу пришли сотрудники Нью-Йоркского университета, проводившие очередное исследование в области психологии и образования. Статья об этом опубликована в авторитетном издании Psychological Science.

Мозговые волны – это вовсе не что-то из паранаучной сферы, как можно было бы подумать. Это касается работы нашего сознания и подсознания. Дело в том, что наш мозг состоит из миллиардов нейронов, которые «общаются» друг с другом при помощи слабых электрических токов. Комбинации этих взаимодействий и называют мозговыми волнами, так как на графиках они выглядят волнообразно.

Большинство исследователей выделяют пять основных мозговых ритмов, которые обладают разной частотой и имеют собственный набор свойств. Их можно идентифицировать, подключив к мозгу специальную аппаратуру.

Альфа-ритм. Частота его колебания варьируется от 8 до 13 герц. Регистрируется преимущественно в затылочной и теменной областях, связан со зрительными отделами мозга. Обычно «включается», когда мы закрываем глаза, расслабляемся.

Бета-ритм – частота колебания варьируется от 14 до 40 герц. В нормальном состоянии он слабо выражен. Регистрируется в области передних и центральных извилин, распространяясь на задние центральные и лобные извилины. Бета-волны связаны с высшими когнитивными процессами и фиксацией внимания.

Гамма-ритмы имеют частоту колебаний выше 30 герц, иногда до 100 герц. Регистрируются в прецентральной, фронтальной, височной и теменной областях коры головного мозга. Всплеск гамма-волн наблюдается обычно при решении задач, требующих максимальной сосредоточенности.

Дельта-ритмы еще называют медленными волнами. Их частота составляет от 0,5 до 4 герц. Дельта-волны связаны с восстановительными процессами, например они наблюдаются во время сна. Дельта-волны возникают при низком уровне активности мозга и усиливаются при неврологических и мозговых нарушениях. При избытке дельта-волн возникает нарушение когнитивных функций, например снижение концентрации внимания.

Тета-ритм колеблется от 4 до 8 герц. Регистрируется во фронтальных зонах и гиппокампе. Наблюдается в состоянии сонливости. Это состояние еще называют сумеречным, поскольку оно находится на грани сна и бодрствования.

Хотя в мозгу в зависимости от уровня активности всегда доминирует один вид электрических ритмов, остальные четыре в нем также присутствуют, но в более слабо выраженной форме. По характеру мозговых ритмов специалисты определяют, как работает мозг человека и присутствуют ли в его работе какие-то сбои. В состоянии психоэмоционального напряжения при закрытых глазах альфа-активность снижается, замещаясь активностью бета-волн. Это может даже способствовать появлению тревожных состояний. Активизация тета-ритмов свидетельствует о депрессии.

Усиление бета-волн и ослабление тета-волн характерно для эпилепсии, синдрома дефицита внимания и гиперактивности, посттравматических синдромов, постинсультных нарушений.

Команда американских ученых поставила перед собой задачу выяснить, какие процессы происходят в мозгу учащихся и преподавателей во время группового учебного процесса. Для этого был применен метод электроэнцефалографии. На головы участникам исследования надели шапочки с прикрепленными к ним электродами, что позволило отслеживать мозговую активность.

Важная деталь: эксперименты проводились на небольших группах студентов бакалавриата, причем состав подбирался таким образом, что все участники, включая преподавателей, не были ранее знакомы между собой. Такие меры были приняты ради чистоты эксперимента, ведь, если люди знают друг друга, между ними тоже могут происходить определенные «волновые» взаимодействия. На занятиях преподаватели читали короткие лекции на различные научные темы. После серии лекций студенты проходили тестирование с целью оценки уровня полученных знаний. Оказалось, что если во время лекций исследователи отмечали у слушателей синхронность мозговых волн (модель «от мозга к мозгу», когда графики ритмических колебаний у разных людей схожи) как друг с другом, так и с лектором, то эти студенты проходили тесты с более высокими результатами.

Исследование ценно в первую очередь потому, что ранее работа мозга в ходе учебного процесса анализировалась специалистами в основном в индивидуальном порядке, вне социальной среды, тогда как обучение по большей части предполагает взаимодействие между учащимся и преподавателем или группой учащихся и педагогом. При этом понятно, что если кто-то из учеников или студентов не включен в процесс, не слушает учителя, не взаимодействует с группой (скажем, на уроках, семинарах или коллоквиумах), то и результаты обучения будут хуже.

«Это первое исследование, показывающее, что степень синхронизации мозговых волн учащихся и учителей во время реального обучения может предсказать, насколько хорошо учащиеся усваивают информацию из класса», – прокомментировал ведущий автор проекта, доцент Идо Давидеско, сотрудник Педагогической школы Ниг в Коннектикуте и бывший научный сотрудник Нью-Йоркского университета.

«Большая часть человеческого обучения происходит, когда мы взаимодействуем с другими, но очень мало известно о том, как этот процесс отражается на мозговой активности студентов и преподавателей, – высказалась коллега Давидеско, профессор факультета психологии Нью-Йоркского университета Сюзанна Диккер. – Эта работа показывает, что ученики, чьи мозговые волны более синхронизированы с их сверстниками и учителем, скорее всего, будут учиться лучше».

Ида ШАХОВСКАЯ