10. Когнитивная гимнастика

Тренировка — залог умения. Мозг пластичен, и благодаря этому качеству его можно и нужно тренировать. Игра на музыкальных инструментах вносит изменения в области мозга, которые управляют тонкой моторикой, а также улучшает работу слуховых центров. Это значит, что мы можем тренировать и те области мозга, которые имеют отношение к объему рабочей памяти. Несмотря на это, психологи по традиции рассматривают объем рабочей памяти как статическую и неизменяемую величину.

Конечно, отдельные попытки улучшить рабочую память, в частности, у детей, страдающих различными функциональными нарушениями, уже предпринимались, в частности, в 1970-е годы. Американский психолог Эрл Баттерфилд провел серию экспериментов с целью обучить детей мнемоническим приемам, помогающим справляться с задачами на рабочую память105. Чтобы запомнить цифры, детям давали задание повторять про себя только первые цифры, а последние цифры они запоминали, полагаясь на пассивную память. Этот прием срабатывал только при операциях с цифрами, но не помогал детям при других видах интеллектуальной деятельности. Таким образом, мнемонические техники имеют ограниченный спектр действия.


105 О предыдущих исследованиях эффекта тренинга см.: Butterfield, Е.С., Wambold, С. & Belmont, J.M. On the theory and practice of improving short-term memory. American Journal of Mental Deficiency. 1973, 77:654–669.


В другом эксперименте, потребовавшем поистине героических усилий, студент колледжа постоянно тренировался, повторяя про себя произвольную последовательность цифровых комбинаций106. Он зачитывал их вслух, по часу в день, 3–5 дней в неделю. И так на протяжении 20 месяцев. В результате к концу 20-го месяца студент смог воспроизвести 79 цифр. Кстати, вот и опровержение знаменитой гипотезы Миллера о магическом числе семь. Секрет заключался в том, что студент выработал свою методику запоминания цифр — он группировал их и сопоставлял с информацией, которая хранилась в долговременной памяти. Студент увлекался мировыми рекордами. Например, сочетание цифр 3492 он запомнил потому, что 3 минуты и 49,2 секунды — это мировой рекорд по преодолению английской мили. И так далее. После серии тренировок он по-прежнему мог вспомнить большинство цифровых комбинаций. Эта информация хранилась в долговременной памяти. Но когда ему предложили тест на запоминание букв, он смог повторить только 6 букв. Иными словами, его рабочая память осталась на прежнем уровне.


106 О студенте, который учился запоминать комбинации цифр: Ericsson, К.A., Chase, W.G. & Faloon, S. Acquisition of a memory skill. Science. 1980, 208:1181–1182.


Осваивая тот или иной прием, мы нацелены только на выполнение сугубо конкретных задач. Универсальной техники запоминания большого количества информации — цифровой или буквенной — не существует. Методика, которая использовалась в исследованиях пластичности мозга, в первую очередь у обезьян, основана на тренировках. Причем чем больше тренировок, тем они продуктивнее, а упражняться нужно долго и регулярно, постепенно усложняя задачи.

Итак, тренировка развивает специфические функции и те области, которые активируются именно этой функцией. Но если существуют полимодальные области рабочей памяти, то есть области, которые активируются при выполнении различных типов задач на рабочую память, независимо от того, что именно следует запомнить, и если эти области можно тренировать, то дисперсионный эффект должен распространяться по крайней мере на различные виды задач на рабочую память. К тому же в предыдущей главе мы убедились, что одни и те же ключевые области также активируются при выполнении других задач, таких как матрицы Равена, и если объем памяти увеличивается, можно также распространить дисперсионный эффект и на другие задачи — по решению проблем, которые не зависят от рабочей памяти.

RoboMemo

Возможность тренировки рабочей памяти заинтересовала меня в конце 1999 года. Если объем рабочей памяти можно расширить, то это окажет неоценимую помощь всем, кто испытывает затруднения с запоминанием. К тому же подобные тренировки позволяют проследить за динамикой состояния пациентов в контрольной группе. В данном случае в контрольную группу входят дети с СДВГ.

В своих исследованиях я использовал самые элементарные задачи на рабочую память107. Например, предлагал запомнить расположение кругов в таблице. Оказалось, что не так-то просто заставить десятилетних мальчиков и девочек, которые славятся непоседливостью, на протяжении нескольких недель выполнять монотонные упражнения на рабочую память.


107 О первом тренинговом исследовании см.: Klingberg,Т., Forssberg, H. & Westerberg, H. Training of working memory in children with ADHD. Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology. 2002, 24:781–791.


Чтобы облегчить задачу и придать упражнениям более привлекательный вид, я и мои коллеги решили использовать компьютерные игры. К исследованиям подключились программисты Юнас Беккеман и Давид Скуглунд, которые разработали множество компьютерных игр и развивающих программ для детей в возрасте 10–12 лет. Поскольку кнопки для разных упражнений размещались на разных сегментах робота, мы назвали компьютерную программу RoboMemo.

Мы взяли за основу те упражнения, которые я и мои коллеги уже использовали в разных тестах, когда предлагали испытуемым запомнить расположение картинок или комбинацию цифр и букв. Дети занимались примерно по 40 минут в день, но задания менялись. Как только результаты улучшались, мы усложняли задачи. Детям приходилось максимально напрягать свою память. Чтобы усилить мотивацию, мы ввели систему очков, и дети состязались друг с другом, пытаясь побить собственные рекорды. К тому же мы придумали еще один игровой прием: дети зарабатывали баллы, которые они могли потратить в конце рабочего дня.

После ряда пилотных испытаний программа была запущена. В исследовании участвовало 14 детей с СДВГ. В принципе существуют разные методики оценок результатов тренировок. Для абсолютной точности необходимо опираться на показатели контрольной группы. Если просто измерять те или иные функции до и после занятий и констатировать, что они улучшились, то мы получим весьма приблизительные данные. При подведении итогов следует учесть, как повлияло на результаты повторное выполнение заданий, то есть принять во внимание так называемый эффект повторного проведения теста. Таким образом, роль контрольной группы сводится к тому, чтобы выполнить какое-либо альтернативное задание, например, чтобы проверить, как возникает эффект плацебо.

Для этого мы решили использовать компьютерную программу, в которой практически повторялись упражнения на рабочую память, но с менее сложным уровнем задач. В тренировочной группе уровень сложности программы постоянно корректировался, в зависимости от индивидуальных способностей детей. Детям из тренировочной группы предлагалось запомнить 5, 6 или 7 цифр. Дети же в контрольной группе запоминали всего 2 цифры. Так что в контрольной группе ожидался гораздо меньший тренировочный эффект. Если мы поднимаем двухсотграммовые гантели, то эти нагрузки никак нельзя сравнивать с силовыми тренировками, когда спортсмены поднимают тяжести на пределе своих возможностей.

Дети в обеих группах тренировались ежедневно на протяжении 5 недель, и мы проводили с ними различные тесты — до и после тренировок. Проанализировав полученные данные, мы обнаружили, что дети, которые тренировались регулярно, не только улучшили свои результаты по сравнению с детьми из контрольной группы, но и стали значительно лучше выполнять другие задачи, которые раньше не входили в программу.

Недостаток исследования заключался в том, что число испытуемых было ограниченно. Особо придирчивые исследователи также подчеркивали, что «один эксперимент не дает материала для далеко идущих выводов». Это уловка 22, с которой приходится мириться большинству ученых. По этому поводу можно процитировать высказывание психолога Уильяма Джеймса: «На первых порах новая теория провозглашается нелепой. Затем ее принимают, но говорят, что она не представляет собой ничего особенного и ясна как божий день. Наконец, она признается настолько важной, что ее бывшие противники начинают утверждать, будто они сами открыли ее».

Чтобы убедиться в достоверности полученных результатов, мы провели серию клинических испытаний. Мы сотрудничали с четырьмя университетскими клиниками и в общей сложности задействовали двадцать ученых, каждый из которых выполнял свою часть работы. Пятьдесят детей с СДВГ на протяжении пяти недель сидели перед компьютерами, дома или в школе, и выполняли упражнения на запоминание. Дети посылали нам отчеты по электронной почте на сервер клиники, чтобы мы смогли проследить, действительно ли все тесты выполнялись должным образом. Спустя почти два года, после проведения множества тестов и анализов, мы получили результаты, подтвердившие наши ожидания и первоначальные выводы: дети из тренировочной группы улучшили показатели рабочей памяти по сравнению с детьми из контрольной группы. Иными словами, дети, которые выполняли на компьютере задачи на рабочую память, такие как запоминание композиций в таблице (4 х 4), и вовремя кликали мышью, стали также лучше выполнять и другие виды задач на рабочую память, без участия компьютера, например вспоминали, в какой последовательности психолог показывал деревянные кубики.

Показатели улучшились на 18 процентов; и когда мы произвели измерения через три месяца после окончания курса тренировок, результат оказался тот же. Это означает, что испытуемый, который раньше мог удержать в рабочей памяти 7 позиций, теперь мог запомнить 8. Возможно, это не открытие мирового масштаба. И все же мы осмеливаемся утверждать: рабочую память можно улучшить путем упражнений. Мы также обнаружили, что системы мозга не статичны и что объем рабочей памяти можно увеличить.

Но если рабочая память поддается тренировке, значит, можно развивать навыки по решению разных интеллектуальных задач. Чтобы убедиться в этом, мы использовали матрицы Равена. После ряда исследований мы увидели, что дети, которые тренировались, стали значительно лучше решать эти тесты. Это также подтверждается результатами другого развернутого исследования108. При повторном тестировании дети из тренировочной группы улучшили свой результат примерно на 10 процентов, что значительно превысило 2-процентный результат контрольной группы.


108 О повторении тренинговых исследований в нескольких центрах см.: Klingberg, Т., Fernell, E., Olesen, P., Johnson, М., Gustafsson, P., Dahlstrom, К., Gillberg, С. G., Forssberg, H. & Westerberg, H. Computerized Training of Working Memory in Children with ADHD — a Randomized, Controlled Trial. Journal of the American Academy of Child and Adolescent Psychiatry. 2005, 44:177–186.


Мы также обратились к родителям с просьбой оценить поведение детей, используя критерии, по которым определяют СДВГ. Оказалось, что, по мнению родителей, дети стали гораздо более собранными, и, похоже, предположение о связи между симптомами СДВГ и рабочей памятью, которое вдохновило нас на исследование, подтвердилось.

Недавно американская научная группа из Нотрдамского университета (штат Индиана, США) использовала наш компьютеризированный метод для тренировки детей с СДВГ. Они смогли повторить наши результаты и обнаружили значительные улучшения: дети успешнее выполняли задачи на рабочую память, они научились концентрироваться и управлять вниманием. Эти результаты также подтвердило исследование Карин Далин и Матса Мюрберга из Высшей педагогической школы Стокгольма109. Наш метод теперь проходит испытания в клиниках Швеции, Норвегии, Швейцарии и США в качестве вспомогательной программы по улучшению рабочей памяти и концентрации внимания у детей с СДВГ.


109 О тренинговых исследованиях в сотрудничестве с высшей педагогической школой см.: Dahlin, К. & Myrberg, MBASTA-projektet — Basfardigheter och traning av arbetsminne hos barn med koncentrationssvarigheter. Den fjarde nordiska dyslexipedagogiska kongressen (abstract, manuskript inskickat for publikation. 2005. Затем эти исследования повторили американские ученые, см.: Gibson, В. Computerized training of working memory in ADHD. Conference for Children and Adults with attention deficit/hyperactivity disorder (abstract). 2006. Независимые шведские ученые также повторили эти исследования, в частности, Мария Сильверберг, старший врач детской и юношеской психиатрической больницы в Стокгольме, а также Пер Густафссон, профессор детской психиатрии Линчёпингского университета. Клинические испытания и продажи тренинговои программы осуществляет фирма Cogmed, основанная и по большей части принадлежащая Karolinska Development, задача которого — способствовать коммерческому и практическому использованию изобретений, авторами которых являются ученые Каролинского института. Изобретатели — Хелена Вестерберг, Юнас Бекеман, Давид Скуглунд и я — владеют акциями фирмы, но не получают никаких дивидентов.


Мы провели еще одно исследование с тем, чтобы выяснить, как воздействует тренировка на взрослых, переживших инсульт. Мозговые травмы, возникающие при инсульте, часто приводят к расстройству памяти, но до сих пор мы так и не выяснили, можно ли преодолеть эти проблемы с помощью тренировок.

Хелена Вестберг руководила экспериментом, в котором участвовали девять взрослых пациентов после инсульта110. На протяжении пяти недель они тренировали рабочую память, а другие девять пациентов входили в контрольную группу. До и после тренировки ученые сравнивали, сколько предметов испытуемые смогли запомнить, и лечебная группа заметно улучшила свой результат по сравнению с контрольной. Судя по всему, рабочую память можно развивать и у пациентов, переживших инсульт.


110 О тренировке рабочей памяти после инсульта см.: Westerberg, H., Jacobaeus, H., Hirvikoski, Т., Clevberger, P., Ostensson, J., Bartfai, A., Forssberg, H. & Klingberg,T. Computerized working memory training — a method of cognitive rehabilitation after stroke. Brain Injury, (в печати).


Напоследок мы раздали участникам эксперимента список вопросов, чтобы выяснить, как, по их мнению, изменилась их повседневная жизнь. К нашей радости и здесь произошли изменения. Особенно нас порадовали ответы на вопросы, связанные с рабочей памятью: «Часто ли вы забываете, что собирались сделать, пока идете из одной комнаты в другую?» Участники теперь лучше помнили план действий, то есть удерживали задания в рабочей памяти.