Обучение, как в «Матрице» — осязаемая реальность!

Обучение, как в «Матрице» — осязаемая реальность!

В настоящее время ещё не существует приборов, благодаря которым люди могли бы впитывать за 5 секунд навыки пилотирования воздушного транспорта (как это показано в известном фантастическом антиутопическом фильме («Матрица»). И всё же учёным удалось сделать хоть и крошечный, но всё же шаг к будущему, которое зрители видели в этой киноленте. Они испытали уникальную технологию для неосознанного обучения головного мозга.

Группа учёных из университета Бостона и Киотской лаборатории вычислительной неврологии решила узнать, может ли у взрослого человека зрительная кора мозга быстро перестраиваться для участия в так называемом обучении восприятию. Данное понятие относится к разным органам чувств: осязанию, обонянию, вкусу, слуху и зрению. После ряда интенсивных тренировок человек способен скорее и точнее распознать заданный стимул в большом потоке других. В наиболее примитивном случае это красный круг в череде нескольких синих, или вертикальная линия среди многих горизонтальных, или же японская речь на фоне английской. Таким же образом можно обучаться чтению: человек благодаря данной системе начинает узнавать буквы и даже целые слова на письме.

Моментальное распознавание определённых образов в ряду схожих определяется во многом неосознанной реакцией со стороны зрительной коры. И вот теперь экспериментаторам удалось показать, как её лучше всего настраивать.

Во время обучения связи нейронов в коре перестраиваются под необходимую задачу. Эта перестройка идёт медленно. Исследователям же получилось доказать, что современные технологии вполне способны несколько ускорить процесс.

Такео Ватанабе, один из авторов состоявшегося эксперимента, говорит, что предыдущие исследования в данной области подтвердили факт корреляции между изменениями в зоне первичной зрительной коры и повышением производительности в чисто визуальных задачах. В то же время другие учёные нашли подобные корреляции в зоне высшей зрительной коры в отвечающих за принятие решений областях. Однако ни один из этих научных опытов не ставил напрямую вопрос, хватит ли гибкости первичной зрительной области, чтобы обучаться планомерному визуальному восприятию.

Авторы проделанной работы использовали декодированную обратную нейронную связь (англ. Decoded Neurofeedback, сокращённо – DecNef), которая работает в режиме реального времени.

Принцип её заключается в таком изменении активности головного мозга обучаемого, чтобы картина «отзвука» нейронов находилась в соответствии с ранее полученным шаблоном, взятом у обладающего тем или иным навыком человека.

Теоретически это может быть даже игра на рояле. Но пока до сложного случая смелые экспериментаторы ещё не дошли. Свою идею они проверили на очень простом тесте. Для чего воспользовались функциональной магнитно-резонансной томографией (сокращённо – fMRI). Она даёт возможность отслеживать рисунок нейронной активности в различных участках мозга по причине измерения кровотока через эти районы.

В тестах участвовали 5 женщин и 11 мужчин в возрасте от 20 до 38 лет.

Каждого из испытуемых по очереди помещали в томограф, который беспрерывно снимал наглядную картину активности всех клеток зрительной коры. Человеку в это время человеку демонстрировали серию картинок, а именно – круг с серыми наклонными полосками, которые ориентированы в каком-либо направлении. Ставилась задача: быстро узнать ориентацию полос (это определяется по отклику мозга).

Схожим образом действовали исследователи, которым было поручено извлекать видеоролики из голов подопытных. Те эксперименты в качестве своеобразного дебютного шага собирали видеотеку соответствий картины активности зрительной коры и визуальных стимулов.

Поначалу учёные находят это соответствие, затем устраивают между регистрирующей активность мозга техникой и самим мозгом обратную связь. Её непрерывно меняют зрительные стимулы.

Каким именно образом удалось устроить обратную связь? Компьютер сравнивал картину активности клеток с шаблоном, далее вычислял степень подобия. От того, насколько последняя была выше, зависела «величина» стимула, выдаваемого испытуемому. Человеку показывали зелёный круг тем более крупного диаметра, чем более активность клеток соответствовала шаблонной.

Как оказалось, после нескольких сеансов этого своеобразного обучения распознавание полосок и кружков заметно улучшилось и оставалось таким же ещё в течение определённого времени.

Выяснилось, что описываемый подход работает и в том случае, если подопытные о поставленной перед ними задаче ничего не знают. Все данные томографа как после, так и до сеансов «упражнений» с обратной связью демонстрировали улучшение восприятия конкретной фигуры – именно той, под которую заранее рассчитали для сравнения «мозговой шаблон». Иными словами, в результате произошла рационализация восприятия как раз целевой фигуры.

Авторы DecNef считают, что эта технология окажется небесполезной сразу в нескольких сферах. Во-первых, она поможет нейрофизиологам в деле изучения работы мозга. Во-вторых, с помощью такой методики медики могли бы успешно лечить некоторые расстройства психики, устранять хронические боли и восстанавливать моторные функции своих пациентов.

Также подсознательная тренировка мозга с обратной связью может быть апробирована для обучения специалистов интересным специфическим реакциям (навыкам). В этом случае учёные смело сравнивают своё достижение с обучением во сне или под гипнозом.

Отметим следующий немаловажный факт. Японцы недвусмысленно предупреждают о том, что успели проверить действенность метода лишь на одном виде обучения. Совершенно не ясно, станет ли он работать в прочих его типах.

Автор

Запись опубликована 19 Декабрь 2011 в разделе Общество