Используй или потеряешь
«Use it or lose it»
И действительно: иметь и использовать - это две разные вещи.
Существует волшебная ткань, с которой ребёнок рождается на свет - мозг.
Нейронных связей в коре в момент рождения - всего несколько процентов от того, что там в итоге будет. А теперь внимание: к десяти месяцам жизни у младенца будет в несколько раз больше связей в коре, чем у меня и у вас.
Что дальше?
Редукция.
Экспериментально, исследователи видели одно и тоже: чрезвычайная избыточность, так называемая синаптическая сверхпродукция сначала - и редукция потом.
Что же служит механизмом отбора?
Проводились эксперименты над детёнышами животных, которые показывали, что отбор полностью зависит от внешнего опыта, от условий реальной жизни.
Мозг сохраняет только те устройства, которые нужны для обработки реально поступающей информации, а если такой информации нет, если обрабатывать нечего, устройство исчезает. Всё это происходит в особый период синаптической сверхпродукции.
Внешние воздействия - природные и социальные - начали даже уподоблять скульптору, который из этой нейронной глыбы мрамора высекает, как резцом, наше «я», но такая аналогия не совсем точна.
Процессы обработки информации по своей природе конкурентны. Нейронные сети не могут обрабатывать одновременно всё: пока обрабатывается одно, другое отодвигается. Когда информация побеждает в борьбе за нейронный ресурс, у обрабатывающего её устройства повышаются шансы сохраниться при редукции.
У живых существ есть так называемый ориентировочный рефлекс «что такое?»; он возникает в ответ на стимул, предъявляемый впервые, и угасает при повторных предъявлениях того же стимула. Его угасание зависит от той нервной модели стимула, которая была у животного или у человека в момент, когда стимул первый раз прозвучал. При первом предъявлении стимул не вписывается в контекст, в модель ситуации, которая есть в мозге.
По мере повторных предъявлений модель ситуации в мозге обновляется и рефлекс «что такое?» угасает.
Тогда скорость привыкания может быть показателем скорости обновления картинки мира, то есть, в итоге, скорости обработки информации. Проще говоря, чем быстрее ребёнок привыкает к стимулу, тем у него будет выше интеллект.
Исследователи, мыслившие более физиологично, предположили, что скорость привыкания отражает скорость обработки информации, потому, что у тех деток, которые быстрее привыкали, было лучше внимание: способность сфокусироваться на стимуле.
Как же померить внимание?
Электрические процессы в мозге очень точно отражают внимание.
Основу электрических процессов, которые регистрирует энцефалограмма, составляют ритмы.
Альфа-ритм доминирует в состоянии покоя зрительной системы, тета-ритм появляется при эмоциональном возбуждении, мю-ритм характерен для замирания при глубокой концентрации и так далее. Фактически в ритмах энцефалограммы вы измеряете совокупный мембранный потенциал большого количества нейронов. Ритмы представляют собой колебания этого мембранного потенциала. В возбуждённом состоянии мембрана нейрона деполяризована и отвечает нейронным разрядом на любой приходящий стимул. Такой разряд означает, что этот нейрон соединился с другой клеткой. Когда мембрана гиперполяризована, вероятность разряда уменьшается, нейроны синхронизируют медленные изменения своих мембранных потенциалов.
На энцефалограмме всегда видно, когда идёт неотфильтрованный сенсорный поток, потому что при нём десинхронизируется всё на свете: разные группы нейронов в коре заняты каждая своим делом. Ритм возникает, когда сенсорный поток начинает фильтроваться. Фильтрацией занят специализированный узел в мозге, таламус, куда, как в своего рода пропускник, поступает вся сенсорная информация, прежде чем поступить в кору.
Казалось бы, зачем мозгу эта задержка?
Но внимание - это довольно сложный, неоднородный процесс. Сначала стимул вызывает повышенный общий уровень нейронального возбуждения, затем это возбуждение должно канализироваться через какой-то регуляторный механизм. Именно эту роль - регулятора, фильтра, отбирающего, по какому каналу информация пойдёт в кору, а какие каналы будут при этом частично выключены как неактуальные для обработки данного стимула,- и играет таламус. Мембранные потенциалы больших групп нейронов начинают синхронизироваться, то есть ритм в ЭЭГ возникает, только когда сенсорный поток частично выключен, отфильтрован. В частности, если в соматосенсорной коре мы видим хороший мю-ритм, значит, в этот момент глубина зрительного внимания велика, а моторная система отдыхает.
Помимо того, что в таламусе регулируется канал, по которому поступает к коре сенсорный приток, есть и другая регуляция - непосредственно внутри канала.
Например, ваше внимание направлено к зрительному каналу. В зрительном канале появляется несколько конкурирующих стимулов. Вам нужен только один из них, другие мозг воспринимает как помеху. Включается принципиально иной селективный механизм выбора мишени внимания, он решает исход конкуренции: какие из соположенных стимулов вы будете обрабатывать. Дело в том, что помимо альфа-ритма, который рождается в связи таламуса и коры, у человека, есть ещё тета-ритм. Тета-ритмы сначала принимали за аффективные, они появлялись и были впервые описаны как эмоциональные.
Тета-ритм оказался наиболее выражен как раз не в коре, а в гипокампе. Проще говоря, когда внимание захвачено одной-единственной мишенью, когда она удерживается в памяти, во внутреннем фокусе, то в коре появляется тета-ритм, который навязал ей гипокамп. Интересно, что сам гипокамп при этом находится в заторможенном состоянии, у него работают всего несколько групп нейронов, которые этот ритм навязывают; он не регистрирует никакой новой информации, только демонстрирует, что «линия занята». «Я занят, отстаньте от меня, у меня одна-единственная мишень, и пока это так, никакого богатого сенсорного притока у меня не будет».
Почему тета-ритм возникает при эмоциях?
Потому, что они эмоции, или потому, что в состоянии эмоционального возбуждения внимание сосредоточено на чём-то одном?
При эмоциональном возбуждении тета-ритм просто означает предельно сфокусированное внимание, состояние, когда проблема конкуренции между стимулами внутри одного канала решена.
/Т. Строганова/