Включите свою рабочую память на полную мощь Эллоуэй Трейси
Вербальный: лучше усваивается информация, выраженная в вербальной, словесной форме.
Визуальный: лучше усваивается информация, представленная в виде изображений и схем.
Аналитический: лучше воспринимается информация, разделенная на части.
Целостный: лучше воспринимается информация, поданная целостно и систематизированно.
Чтобы показать действие различных стилей обучения на примере, проведем небольшой эксперимент. Представьте себе, что вы снова в школе, на уроке географии (расслабьтесь, это всего лишь эксперимент!). Тема урока: образование ледников. Для объяснения механизма формирования ледников учитель запускает слайды с фотографиями из Йосемитского национального парка. Вы мгновенно схватываете основные понятия, касающиеся образования ледников, поскольку информация, представленная визуально, лучше вами усваивается. А вот вашему однокласснику Брэндону для более эффективного усвоения материала было бы лучше увидеть слайды, содержащие текст с объяснением процесса образования ледников. Ему в этом случае придется поднапрячься, чтобы вникнуть в материал. Еще один ваш одноклассник, Али, не может понять суть, потому что учитель уделяет слишком большое внимание подробностям и деталям образования ледников, не объяснив при этом общую картину.
Согласно теории стилей обучения, вы с легкостью справитесь с контрольной работой по теме, а вот Брэндону и Али, скорее всего, придется трудновато. Приверженцы теории стилей обучения станут утверждать, что успеваемость одного и того же ученика по разным предметам может быть весьма разной – в зависимости от того, какой стиль обучения ему больше подходит. Например, Ричард Райдинг из Бирмингемского университета (Великобритания) предполагает, что учащиеся, которым лучше всего подходит аналитический стиль обучения, в целом демонстрируют более высокие результаты в учебе. Это объясняется тем, что скрупулезный подход и внимание к деталям позволяют им за короткий срок разобраться в сути любой проблемы. Учащиеся, предпочитающие вербальный стиль обучения, также в целом показывают хорошие результаты. Ведь большая часть учебной информации подается в виде текста, а не картинок или изображений. Однако вполне возможно, что в теории, выдвинутой Райдингом, упущен один важный момент.
Трейси провела эксперимент с участием группы британских школьников. Целью исследования было изучение рабочей памяти, стилей обучения и успеваемости. Английские старшеклассники сдают общий экзамен на оценку уровня знаний по разным предметам: английскому языку, математике, естественным наукам, истории и географии. Трейси предложила участникам эксперимента опросник для определения стиля обучения каждого ученика, а затем провела серию стандартизированных тестов на проверку эффективности рабочей памяти. Итоги удивили всех: учащиеся с сильной рабочей памятью показали лучшие результаты по всем предметам. Стиль обучения при этом не играл никакой роли. Ученики с визуальным стилем обучения разбирались в предмете так же хорошо, как и те, кто предпочитает вербальный стиль, а ученики с целостным стилем показали такие же высокие результаты, как и те, кому больше подходит аналитический стиль обучения.
Полученные результаты могут показаться странными в контексте теории о различных стилях обучения, но, на наш взгляд, все очень логично. Учащиеся с хорошо развитой рабочей памятью способны менять стиль обучения в зависимости от учебной ситуации и способа предоставления информации: в виде изображения или текста, по частям или целиком. Конечно, у таких учеников есть предпочтительный стиль обучения, но эффективность усвоения материала не ухудшится, если он будет подан в другом стиле.
Равные возможности
Рабочая память играет ключевую роль в достижении успеха, поэтому потенциал не зависит от того, где вы родились – в трущобах или в роскошном дворце. В отличие от IQ, рабочая память не зависит от того, сколько зарабатывают ваши родители и где вы живете, поэтому число людей с хорошо развитой рабочей памятью примерно одинаково как в богатых, так и в бедных слоях общества.
Возьмем для примера двух восьмилетних детей, между которыми на первый взгляд нет ничего общего. Доминик живет в огромном особняке и каждый день приезжает в школу на шикарном мерседесе. После занятий шофер отвозит ее на ипподром, где она учится кататься верхом на лошади, или в загородный клуб ее родителей на теннисную тренировку. Жоржи – сын эмигрантов, американец в первом поколении. Мальчик растет без отца. Вместе с мамой, бабушкой и двумя младшими братьями он живет в тесной однокомнатной квартире. Жоржи ходит в школу пешком, каждое утро преодолевая расстояние в полтора километра. После уроков, пока мама на работе, он присматривает за младшими братьями и престарелой бабушкой.
Вы уже наверняка догадались, что в IQ-тесте Доминик показала лучшие результаты, чем Жоржи. Это неудивительно. Ведь уровень интеллекта напрямую связан с достатком: чем богаче родители, тем выше IQ их детей. Такая же зависимость существует между IQ и образованием родителей: чем больше учились родители, тем выше уровень интеллекта их детей. Возможно, так происходит потому, что образованные родители могут предоставить ребенку больше возможностей получить необходимый опыт и знания, на проверку которых нацелены IQ-тесты.
Но, участвуя в государственном проекте по поддержке одаренных детей, Трейси обнаружила, что уровень эффективности рабочей памяти Доминик оказался не выше, чем у Жоржи. В проведенных исследованиях участвовала группа детей, посещающих нулевой класс. Трейси сравнила эффективность рабочей памяти этих детей с уровнем образования, которое получили их родители. Результаты были поразительными и нашли подтверждение в других исследованиях. Оказалось, что уровень рабочей памяти детей никаким образом не зависит от образования родителей. Иными словами, рабочая память ребенка может быть слабой, несмотря на ученые степени и звания его родителей. И наоборот, сын или дочь могут обладать очень сильной рабочей памятью, даже если их родители едва закончили среднюю школу.
Мы решили проверить полученные данные, поэтому проанализировали показатели IQ и рабочей памяти детей из разных уголков Великобритании. В выборку попали дети как из богатых, так и из бедных районов. Социально-экономический уровень района определялся по специальной маркетинговой базе. Для сравнения были взяты результаты стандартизированных IQ-тестов и тестов на эффективность рабочей памяти. IQ-тесты показывают количество знаний об окружающем мире. В отличие от них, тесты на рабочую память определяют, насколько эффективно вы сможете использовать имеющуюся информацию.
Как и предполагалось, результаты IQ-тестов детей из бедных районов, которые, скорее всего, не имели широких возможностей для обучения, были значительно ниже результатов их сверстников из богатых районов. Но результаты тестов на эффективность рабочей памяти были приблизительно одинаковыми в обеих группах. Иными словами, и бедные, и богатые дети имели необходимые навыки для достижения успеха. Можно предположить, что, если детям из бедных и богатых семей обеспечить одинаковые возможности для обучения, они смогут достичь высокой успеваемости.
Чтобы понять, почему сила рабочей памяти является решающим фактором в формировании способностей к обучению, давайте посмотрим, какие навыки требуются от учащихся. Итак, начнем с самого начала.
Один маленький шаг для дошкольника, но гигантский скачок для рабочей памяти
Начало учебы в школе – это важное событие в жизни ребенка, означающее, что малыш повзрослел и в его жизни начался новый этап. Время безраздельного внимания со стороны родителей и няни, когда учитывались все потребности ребенка, мельчайшие особенности его характера и поведения, когда учебный материал подавался в наиболее подходящем стиле, осталось в прошлом. Теперь все будет по-другому.
• Джонни – очень активный мальчик. Для наиболее эффективного усвоения нового материала ему нужно кричать и двигаться: прыгать и бегать. Теперь ему придется научиться спокойно сидеть за партой.
• Мэри быстрее и легче воспринимает новый материал, если он сопровождается картинками. Теперь девочке придется научиться усваивать новые слова и предложения без опоры на зрительные образы.
• Легкие задания Тиму неинтересны, ему подавай задачки посложнее. Мальчику нужно будет научиться ждать остальных ребят, которые, может быть, соображают не так быстро, как он.
Учителю невероятно сложно учесть особенности поведения и стиль обучения каждого ученика, ведь детей в классе может быть очень много. Более того, это практически невозможно. Представьте себе: Джонни вместе с такими же активными сверстниками будет прыгать по классу, Мэри будет ждать, пока учитель нарисует картинку для иллюстрации изученного материала, а Тим начнет решать задачки по математике, в то время как другие еще не справились с письмом. Большинство детей привыкли, что их интересы в семье ставятся на первое место, а родители подстраиваются под них. Придя в школу, они сталкиваются с необходимостью изменить свое поведение, то есть подстроиться под ожидания других людей.
В когнитивном плане начало учебы можно сравнить с высадкой человека на Луну. Для ребенка впервые оказаться в школе – это как учиться плавать в открытом море во время шторма или оказаться ночью в дремучем лесу. Школа для него – неизведанный мир и своеобразное испытание на прочность. Если раньше дирижер рабочей памяти оперировал только несколькими инструментами, то теперь ему приходится держать в подчинении целый оркестр. На уроке ребенку нужно сосредоточиться на выполнении задания, например переписывать в тетрадку слова с доски, хотя ему очень хочется погладить хомячка из живого уголка. При этом приходится внимательно слушать объяснение учителя (малознакомого человека, между прочим), которое может показаться слишком сложным, не обращая внимания на смешки и перешептывания одноклассников и подавляя в себе желание сделать бумажный самолетик. Кроме того, нужно не забывать учиться читать, писать и считать. Именно рабочая память приходит на помощь в трудной ситуации и помогает сориентироваться в этом дивном новом мире.
В учебном процессе обязательно должен быть задействован дирижер рабочей памяти.
• Он помогает ребенку не отвлекаться на посторонние раздражители, к примеру не слушать перешептывания одноклассников и не обращать внимания на ярко-розовый рюкзак сидящей перед ним девочки. Дирижер памяти также помогает ученику отслеживать текущий этап в задаче, состоящей из нескольких шагов.
• Дирижер рабочей памяти помогает в обработке числовой, буквенной и словесной информации, необходимой для выполнения задания.
• Дирижер рабочей памяти помогает детям удерживать информацию в уме в течение короткого времени и при этом способствует быстрому выполнению задания.
Рабочая память играет важнейшую роль в успешном решении всех наиболее часто встречающихся задач в учебном процессе, включая чтение, письмо и математику. При этом в каждой из этих задач рабочая память используется для обработки одного из двух видов информации или обоих одновременно:
• Вербальная информация: то, что дети могут читать или воспринимать на слух.
• Визуальная информация: изображения, цифры, карты и образы, которые дети могут «видеть» с закрытыми глазами.
Чтение представляет собой большей частью вербальную деятельность, при которой задействуются два языковых центра: центр Брока и область Вернике. Оба они помогают осознавать и усваивать прочитанное или услышанное. Эти области головного мозга были открыты в XIX веке ученым Полем Брока и психиатром Карлом Вернике. Они изучали пациентов с нарушениями функции речи, чей мозг был поврежден как раз в упомянутых областях. Рабочая память имеет не менее важное значение в понимании вербальной информации, поскольку помогает детям не сбиваться при чтении, а также постоянно держать в уме прочитанное и сопоставлять его с контекстом для более полного понимания.
Предположим, ученице начальных классов Мэрион нужно прочитать такое предложение: «Рядом с лодкой плыл игривый чернобокий дельфин». Для взрослого человека прочитать это предложение не составит никакого труда, но ребенок читает не так быстро, как взрослый. При этом в процессе чтения каждое слово обрабатывается центром Брока и областью Вернике. В ходе обработки отсеиваются слова с уже известным значением и остаются слова, значение которых непонятно. В приведенном примере у Мэрион вызвало затруднение слово «чернобокий».
Дирижер рабочей памяти помогает разбить это сложное слово на две части: «черно-» и «-бокий». Первая часть слова сразу же поступает в центр Брока и область Вернике. Рабочая память обрабатывает ее и определяет значение. Затем то же самое проделывается со второй частью слова. После этого дирижер рабочей памяти «склеивает» оба значения в одно, которое и будет значением слова «чернобокий». И наконец, полученное значение подставляется в предложение, что помогает лучше понять его смысл. Теперь Мэрион становится ясно, что речь идет о дельфине с боками черного цвета.
Когда мы работали над этой книгой, произошла интересная история. Однажды наш старший сын проснулся в шесть часов утра. Росс встал, посадил его на кухне, насыпал в тарелку хлопьев, залил их молоком и ушел спать дальше. На столе были разбросаны черновики нашей книги. Когда мы проснулись, сын с гордостью показал Россу листок бумаги с написанным от руки текстом. Мы рассматривали листок с радостным удивлением. На рисунке слева вы видите надписи, которые списывал наш сын, а справа – то, что у него получилось.
Это написал наш сын
В то время наш сын только начинал читать и ему было трудно разобраться с многосложными словами, поэтому он не смог прочитать надписи, а только переписал их. При этом его рабочей памяти пришлось оперировать не только вербальной, но и визуальной информацией. В данном случае буквы воспринимались на вербальном уровне, а порядок их расположения – на визуальном. Мы учили сына читать по буквам, а не запоминать слова целиком. Этот метод потребовал больше времени, но зато дал ему возможность в дальнейшем с легкостью читать любые слова, а не только те, которые запомнил.
Обратите внимание на вторую букву в первом слове «R». Написание слова «префронтальная» было для нашего сына сложной вербальной задачей. Центр Брока и область Вернике помогли ему распознать и произнести букву «r», а рабочая память позволила сохранить эту информацию в уме. Затем, используя рабочую память, сын заменил строчную «r» на заглавную и написал на бумаге заглавную букву «R».
Рабочей памяти пришлось обрабатывать большие объемы визуальной информации. Словосочетание «префронтальная кора» было расположено в верхней части иллюстрации, и вокруг него нет текста, поэтому сыну довольно легко было концентрировать на нем внимание. В процессе работы дирижер рабочей памяти должен был сконцентрироваться на той букве, которую в данный момент писал сын, и букве, стоящей перед ней. В самом начале написания слова «префронтальная» это была буква «P», затем к ней добавилась буква «R», после этого внимание было сконцентрировано на паре «R» и «Е», затем – на паре «Е» и «F» и так далее, пока не получилось целое слово.
Но когда сын начал записывать второе словосочетание, ему уже пришлось обрабатывать сразу две единицы информации. Дирижер рабочей памяти удерживал в уме уже написанное словосочетание («префронтальная кора»), а также следующее словосочетание в списке и буквы, из которых оно состоит. Обратите внимание, что он перепутал местами словосочетания «Центр Брока» и «Мозжечковая миндалина». Это свидетельствует о том, что напряжение рабочей памяти, вызванное информационной нагрузкой, стало слишком сильным, что привело к нарушению порядка.
Согласно результатам исследований, ровесники нашего сына способны удерживать в уме только две единицы информации. Поэтому, увидев текст, написанный нашим сыном, мы с гордостью отметили, что он может обрабатывать большие объемы информации одновременно. Кроме того, нас порадовала его настойчивость: сын закончил задание несмотря на то, что дирижер рабочей памяти был перегружен. (Если бы теперь еще он начал есть овощи, то ему бы вообще цены не было.)
12 + 9 =?
Казалось бы, ничего сложного, но у младшего школьника такое задание вызовет определенные трудности, потому что его выполнение проходит в несколько этапов, каждый из которых задействует рабочую память. Мы разложили задачу на этапы, чтобы объяснить, почему математические примеры, записанные в строчку, могут вызывать определенные трудности. Вот что происходит в сознании во время решения примера.
Шаг первый: числа 2 и 9 отправляются во внутритеменную борозду, где выполняется первый этап вычислений.
Шаг второй: полученный результат – 11 – заносится в рабочую память.
Шаг третий: с помощью рабочей памяти берем первую единицу (из числа 11) и складываем ее со второй единицей (из числа 12).
Шаг четвертый: обновляем результат, хранящийся в рабочей памяти, – записываем двойку вместо первой единицы в числе 11 и получаем ответ 21.
Это довольно сложный пример, потому что числа записаны в строчку, а не в столбик. При выполнении таких заданий в рабочей памяти очень часто происходит сбой, и после знака равно дети пишут 121 вместо 21.
Проведя исследования с участием 200 детей в возрасте семи-восьми лет, Трейси пришла к выводу, что уровень развития рабочей памяти напрямую связан с умением решать арифметические задачи. Она играет ключевую роль в хранении числовой информации, необходимой для выполнения задания, в нужном порядке.
Причины снижения успеваемости в старших классах
Вы наверняка сталкивались с таким феноменом: ребенок хорошо учится в начальных классах, а затем, в средних и старших классах, а также в колледже успеваемость снижается. Это при том, что никаких нарушений обучаемости не наблюдается: ученик не страдает дефицитом внимания, гиперактивностью или дислексией, просто в какой-то момент он начинает отставать от одноклассников. Ни родители, ни учителя не могут понять, в чем дело. А причина снижения успеваемости часто кроется в слабой рабочей памяти.
Вместе с командой единомышленников Трейси провела исследование, в котором приняли участие более трех тысяч детей, с целью установить, почему у некоторых детей возникают проблемы с обучением в средних и старших классах. В ходе работы Трейси проанализировала данные детей в возрасте от пяти до шести лет и от девяти до десяти лет. Оказалось, что по мере взросления разница между детьми со слабой и сильной рабочей памятью становится более заметной. Только треть школьников начальных классов со слабой рабочей памятью получила низкие баллы по контрольным работам по языку и математике. Среди старшеклассников этот показатель увеличился в два раза.
Существует целый ряд причин, по которым успеваемость с возрастом снижается. В начальной школе учитель повторяет задание несколько раз, использует памятки для облегчения процесса обучения. В старших классах от учеников ожидают большей самостоятельности в усвоении нового материала, поэтому учащимся со слабой рабочей памятью приходится туго. К тому же учебный материал становится сложнее и рабочая память не может с ним справиться.
Среди студентов высших учебных заведений проблема становится еще более заметной. Трейси протестировала почти четыреста студентов университетов, чтобы определить, какие навыки гарантируют успех в чтении, правописании и понимании текста. Оказалось, таким навыком является рабочая память. Безусловно, от студентов университета ожидают комплексного анализа имеющегося учебного материала. Им приходится не только удерживать в памяти больше новой информации, но и находить творческий подход к решению различных задач, убедительно аргументировать свои мысли в сочинениях и предлагать новые идеи для исследований, а не просто подавать старый материал в обновленном виде.
Рабочая память играет ключевую роль в обучении на протяжении всей жизни. К таким выводам пришли Линн Хэшер и Роуз Закс, проанализировав результаты исследования на тему связи рабочей памяти и старения. Изучив ряд исследований на тему речевых навыков и понимания текста, они заключили, что причиной проблем в этих областях является слабая рабочая память. Особенный интерес у Линн Хэшер и Роуз Закс вызывали результаты исследования, в ходе которого молодым и пожилым людям было предложено прочитать один и тот же текст, имеющий сложную грамматическую структуру и требующий большой концентрации рабочей памяти. Многие пожилые участники, рабочая память которых была слабой, столкнулись с большими трудностями при восприятии предложенного текста, чем молодые. Линн Хэшер и Роуз Закс также отмечают, что некоторые пожилые люди обладают сильной рабочей памятью. Подробнее о том, какие изменения происходят в рабочей памяти с возрастом, мы поговорим в девятой главе.
Рабочая память и нарушения обучаемости
Зайдите в любой класс любой американской школы – и найдете там как минимум нескольких учеников с особенностями или нарушениями обучаемости, включая синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), дислексию и аутизм. Есть тенденция рассматривать эти состояния как отдельные проблемы, имеющие характерные особенности, но у них у всех есть общая точка соприкосновения – рабочая память. Между рабочей памятью и вышеперечисленными нарушениями обучаемости существует сложная связь, поэтому многие исследователи – и мы в том числе – все еще находятся в процессе изучения природы этой связи. Предлагаем вашему вниманию преимущества, которые мы смогли выявить на данный момент.
СДВГ
Иногда девятилетний Джейсон может сорвать урок. Он стучит ногой по передней парте – бум! бум! бум! – встает с места и начинает отвечать, даже если его не вызывали. Джейсон часто приходит на урок с невыполненным домашним заданием, а вместо того, чтобы слушать учителя, погружается в мечты и фантазии. Джейсон ведет себя так не специально; просто он является одним из девяти процентов американских детей с синдромом дефицита внимания и гиперактивности. Но значит ли это, что Джейсон обладает низкими умственными способностями? Что мешает ему и другим детям с СДВГ научиться контролировать свое поведение и быть внимательными на уроке?
Зачастую у учеников с СДВГ наблюдается перевозбуждение проекционных зон коры головного мозга. Это проявляется в том, что дети начинают прыгать, бегать и кричать в самый неподходящий момент. Если такой ребенок сидит спокойно, значит, дирижер рабочей памяти работает на полную мощность. Но в таком случае дирижер не в состоянии выполнять никакую другую работу: он не может участвовать в усвоении нового материала, включаться в процесс письма или чтения. Иными словами, ребенок с СДВГ может либо сидеть спокойно, либо учиться – третьего не дано.
В 2005 году Трейси принимала участие в исследованиях, проводимых Министерством образования Великобритании, целью которых было установить связь между рабочей памятью и СДВГ школьников. Сравнив результаты теста на эффективность рабочей памяти почти ста детей с диагнозом СДВГ с результатами их сверстников без нарушений обучаемости, Трейси заметила, что рабочая память учеников с СДВГ является очень слабой. Ее выводы были подтверждены результатами томографии. Оказалось, что размеры префронтальной коры у детей с СДВГ меньше, чем у здоровых, что сказывается на эффективности рабочей памяти.
На сегодняшний день у нас нет достаточных оснований утверждать, что слабая рабочая память является причиной СДВГ. Похоже, что в этом случае имеет место комплексная проблема: СДВГ ослабляет рабочую память, а слабая память усугубляет СДВГ. Чтобы вам стало понятнее, приведем такой пример. Представьте, что вы вывихнули большой палец на руке и вдобавок к этому загнали в него большую занозу. Если достать занозу, боль уменьшится, но вывих останется и вы все равно не сможете пользоваться пальцем. Приблизительно такая же зависимость складывается между рабочей памятью и СДВГ. На данном этапе можно заключить, что мы имеем дело с двумя отдельными проблемами, но если исправить хотя бы одну из них, то способность ребенка к обучению может улучшиться.
Связь между слабой рабочей памятью и СДВГ настолько сильна, что тесты на эффективность рабочей памяти очень часто используются для диагностики СДВГ. Поэтому, если родители или учителя подозревают у ребенка СДВГ, стоит проверить его рабочую память, чтобы найти корень проблемы.
Дислексия
Четырнадцатилетней Тейлор было трудно учиться. В течение долгих лет девочка считала себя тупицей, потому что чтение и письменные проверочные работы давались ей с большим трудом. Оказалось, причиной тому дислексия. Это нарушение чтения проявляется в смешивании определенных букв, к примеру «М» и «Л», неправильном написании некоторых слов, к примеру «коза» и «коса», и перестановке цифр, к примеру 14 вместо 41.
Некоторые психологи предполагают, что основным фактором развития дислексии является слабая рабочая память. Ведь именно она помогает держать в уме речевые элементы, а дирижер оперирует соответствующими звуками и понятиями для определения значения слов и понимания прочитанного текста. Также рабочая память упорядочивает имеющуюся информацию. Зная все это, можно понять, почему Тейлор и другим детям, страдающим дислексией, трудно дается чтение и письмо: дирижер рабочей памяти просто-напросто не может сориентироваться в имеющейся информации.
Связь между рабочей памятью и дислексией может сохраняться и в более старшем возрасте. К таким выводам пришла Трейси, проанализировав результаты недавнего исследования, в котором приняли участие студенты высших учебных заведений. Все участники выполнили тесты на эффективность рабочей памяти, выполнение которых требовало обработки слов и речевых выражений. Учащиеся, страдающие дислексией, получили более низкие результаты, чем их здоровые сверстники, что подтверждает связь дислексии с ослаблением рабочей памяти.
Расстройства аутистического спектра
Десятилетний Мартин обожает динозавров; он может без конца рассказывать вам все, что знает о тираннозаврах, стегозаврах и трицератопсах. Но если мальчика спросить, как дела или рассказать ему что-нибудь смешное, то ответом будет отсутствующий взгляд. Мартин страдает аутизмом, и это расстройство характеризуется выраженным и всесторонним дефицитом социального взаимодействия и общения, а также ограниченными интересами и повторяющимися действиями.
Что вызывает аутизм – это самый трудный вопрос. Исследования ведутся уже много десятилетий, но до сих пор нет точного ответа, который мог бы пролить свет на причины этой проблемы. Проведенные исследования установили связь между рабочей памятью и аутизмом, тем не менее их результаты не позволяют рассматривать слабую рабочую память как причину аутизма.
Трейси проводила исследования в рамках благотворительной программы помощи детям-аутистам. Результаты исследования показали, что таким ребятам трудно держать в уме все данные, необходимые для обработки речевой информации. Социальное взаимодействие невозможно без использования речи и обмена информацией в вербальной форме. Именно по этой причине детям, страдающим аутизмом, бывает трудно общаться, так как они не могут интуитивно почувствовать состояние другого человека.
В рамках того же исследования Трейси получила подтверждение того, что люди, страдающие аутизмом, большое внимание уделяют деталям и им трудно увидеть картину целиком. К примеру, один ученик выполнял тест на проверку эффективности рабочей памяти, который заключался в том, чтобы определить, истинно утверждение или ложно, а затем назвать последнее слово предложения, к примеру: «Собаки могут играть на гитарах». Мальчик долго думал над заданием, а затем сказал: «Но собаки ведь поддаются обучению!» Он так подробно разбирал и анализировал каждое слово предложения, что совсем забыл о второй части задания.
При сравнении томографий мозга оказалось, что мозолистое тело (сплетение нервных волокон, соединяющее правое и левое полушария головного мозга) у учащихся, страдающих аутизмом, меньше, чем у их здоровых сверстников. Мозолистое тело обеспечивает взаимодействие между правым и левым полушариями. Таким образом, мозолистое тело аутиста можно сравнить с узкой двухполосной дорогой, а мозолистое тело здорового человека – с широкой четырехполосной автострадой. Это может влиять на скорость обработки информации. Если добавить еще и стремление «тормозить» на каждой мысли, то можно представить себе, какие «пробки» образуются в мозге детей, страдающих аутизмом.
Но это не значит, что у всех детей-аутистов слабая рабочая память. Уровень ее эффективности может быть разным. К примеру, высокофункциональный учащийся-аутист может обладать средними навыками рабочей памяти.
Поможет ли развитие рабочей памяти наладить взаимодействие между полушариями и избавиться от «пробок» в со знании? Исследования эффективности использования упражнений на развитие рабочей памяти детей-аутистов находятся в зачаточном состоянии, но обещают принести интересные результаты. В 2012 году Трейси выступала с докладом в Научно-исследовательском центре развития личности и разработки адаптивных методик обучения детей с нарушениями обучаемости (Германия). Специалисты центра занимаются разработкой специальных методик для улучшения рабочей памяти у детей-аутистов. Далее мы остановимся на этих методиках подробнее.
От теории к практике
По мере роста интереса к рабочей памяти и ее роли в процессе обучения растет стремление применять методики развития рабочей памяти в школе и дома. Когда Трейси только начинала исследования, ей приходилось тратить много времени и сил, чтобы достучаться до родителей и учителей. Как только они поняли важность вопроса, то сами стали искать возможности связаться с Трейси, получить консультацию или пригласить ее для выступления. Теперь Трейси приходится каждый день отвечать на письма с вопросами о практическом применении рабочей памяти, поступающими от родителей и учителей, коррекционных педагогов и школьных психологов, директоров учебных заведений, представителей школьных отделов и высших должностных лиц.
Для тех родителей, дети которых испытывают трудности с учебой, информация о связи рабочей памяти с обучением становится настоящим спасением. После одного из докладов к Трейси подошла женщина со слезами на глазах. Она рассказала, что у ее одиннадцатилетней дочери серьезные проблемы в школе, учителя практически махнули на нее рукой. Узнав о роли рабочей памяти в обучении, женщина поняла, что еще не все потеряно. «Теперь я вижу свет в конце тоннеля, – призналась она. – Теперь я знаю, как нужно действовать мне и учителям, чтобы дочь начала учиться лучше».
Некоторые родители жаловались на классных руководителей. «Они сказали, что нашим детям нечего даже пытаться поступить в университет, потому что они не смогут справиться с нагрузкой». Но после прохождения курса по совершенствованию рабочей памяти эти ученики не только поступали в высшие учебные заведения, но и заканчивали их с отличием.
Иногда учителя обращались к Трейси за помощью, когда нужно было скорректировать поведение ученика. К примеру, тринадцатилетний Адам периодически ломал мебель в классе. Учителя терялись в догадках: возможно, у мальчика проблемы с концентрацией, а может, материал слишком сложен для него или плохо развиты моторные навыки, поэтому Адаму трудно держать себя в руках. Результаты тестов выявили у Адама СДВГ и слабую рабочую память. Вот почему он был раздражителен и не мог контролировать свое поведение. Получив эту информацию, учителя составили для Адама индивидуальный план обучения. Учебное время было разбито на множество коротких промежутков. К примеру, мальчику предлагалось решить не два примера сразу, а один. Затем следовал перерыв, после которого ученик переходил к решению второго примера. Такой подход помог Адаму научиться контролировать свое поведение и улучшить успеваемость.
Некоторые школы заинтересованы в реализации комплексного подхода с опорой на рабочую память. В качестве примера можно привести одну из школ Великобритании, известную своими успехами в работе с детьми, страдающими дислексией и другими нарушениями способности к овладению навыком чтения. Узнав о проделанной Трейси работе, руководство школы пригласило ее для проведения презентации. Трейси предложила внести в работу преподавателей ряд простых изменений, которые помогут значительно повысить эффективность работы. Некоторые из предложенных методик перечислены в конце этой главы в разделе «Упражнения и приемы для развития рабочей памяти». Они позволяют освободить ее, чтобы дать ученикам возможность сконцентрироваться на чтении.
Все больше и больше американских школ обращаются к Трейси за помощью в организации учебного процесса, ориентированного на наиболее эффективное использование рабочей памяти. К примеру, в одной из школ штата Канзас ученики проходят тестирование по разработанной Трейси методике оценки рабочей памяти (Alloway Working Memory Assessment) и занимаются по тренировочной программе Jungle Memory. Кроме того, там внедряются определенные методики и приемы преподавания для снижения нагрузки на рабочую память.
Несмотря на убедительные доказательства и результаты последних научных исследований, еще не все директора школ и преподаватели осознают важность рабочей памяти в процессе обучения. К примеру, перед выступлением Трейси в одной из школ, работающих по системе K-12[1], к ней подошел преподаватель рисования и заявил, что на его уроках рабочая память не требуется. После презентации этот учитель подошел к Трейси снова и признался, что был неправ: «Теперь мне ясно, что каждое мое слово и действие на уроке задействует рабочую память. Когда я даю ученикам задание или прошу применить ту или иную технику, я обращаюсь к их рабочей памяти. Поэтому важно, чтобы инструкций не было слишком много и чтобы они не противоречили друг другу».
Некоторые преподаватели считают, что если они используют на уроке памятки и наглядные пособия, то работать над улучшением рабочей памяти учеников необязательно. В сред них школах можно часто увидеть различные памятки на стенах кабинетов, к примеру цифры от 0 до 9, буквы алфавита. Но если у ученика слабая рабочая память, он не сможет эффективно пользоваться даже самыми лучшими памятками и наглядными пособиями. Или же его дирижер рабочей памяти не сможет одновременно обращаться к памяткам и выполнять задание. Учитель, вооруженный знаниями о рабочей памяти, сможет оказать помощь таким ученикам.
Выше мы вкратце перечислили только несколько примеров того, как новые методики повышения эффективности рабочей памяти помогают улучшить успеваемость школьников и студентов разных стран мира.
Рабочая память для больших достижений
Работники системы образования, а также родители, которые желают улучшить академическую успеваемость учащихся с помощью повышения эффективности рабочей памяти, все более активно начинают пользоваться специальными компьютерными тренажерами. Одним из таких тренажеров является компьютерная программа Jungle Memory, разработанная специально для совершенствования навыков рабочей памяти, имеющих первостепенное значение для успехов в учебе. Программа нацелена на совершенствование навыков удержания внимания, обработки информации и более эффективного усвоения сложных понятий.
На данный момент наши исследования показали, что программа Jungle Memory способствует улучшению успеваемости и рабочей памяти учеников, входящих в одну из следующих групп: ученики со средним уровнем успеваемости; ученики, имеющие общие трудности в усвоении материала; ученики, страдающие нарушениями обучаемости, такими как дислексия или аутизм. В ходе одного из исследований, проведенных Трейси, оказалось, что после восьми недель занятий по программе Jungle Memory у учащихся, имеющих трудности с усвоением материала, улучшились показатели успеваемости по языкам и математике на десять стандартных пунктов. Этот результат сопоставим с повышением оценки на целый балл, скажем с «удовлетворительно» до «хорошо» или с «хорошо» до «отлично». Показатели эффективности рабочей памяти также улучшились. Для большей научной объективности мы сравнили полученные результаты с результатами учащихся из контрольной группы, которые не работали с компьютерным тренажером рабочей памяти Jungle Memory, а посещали дополнительные занятия по предмету. В итоге учащиеся из контрольной группы не продемонстрировали значительных улучшений в функционировании рабочей памяти или обучении.
В рамках клинических испытаний, проведенных Трейси в сотрудничестве с организацией Dyslexia Scotland[2], оказалось, что учащиеся демонстрировали значительное повышение эффективности функционирования рабочей памяти после регулярных занятий по программе Jungle Memory. Для определения эффективности рабочей памяти использовались стандартизированные тесты. В тестах по языкам и математике баллы, набранные учащимися после занятий на тренажере Jungle Memory, тоже оказались выше. Результаты своих исследований Трейси представляла на форумах организации Dyslexia Scotland в 2010 и 2011 годах.
Нам также было интересно узнать, может ли развитие рабочей памяти улучшить способность к обучению у детей, страдающих аутизмом. Поэтому мы провели исследование с участием высокофункциональных учащихся-аутистов. Мы поставили перед собой конкретную задачу – узнать, могут ли занятия на тренажере Jungle Memory улучшить функционирование рабочей памяти и оценки детей-аутистов. Все участники эксперимента были разделены на три группы. Первая группа занималась на тренажере рабочей памяти четыре раза в неделю на протяжении восьми недель, вторая группа – один раз в неделю на протяжении восьми недель, а третья вообще не пользовалась тренажером на протяжении всего восьминедельного периода проведения эксперимента.
Всем учащимся было предложено пройти стандартизированные тесты на определение IQ, уровня рабочей памяти и обучаемости в начале эксперимента и через восемь недель, когда эксперимент закончился. Результаты показали, что учащиеся-аутисты, занимавшиеся на тренажере Jungle Memory четыре раза в неделю, продемонстрировали значительные успехи по сравнению с двумя другими группами. Уровень развития рабочей памяти этих детей повысился с низкого до среднего, а их оценки выросли в среднем на пять пунктов, что эквивалентно улучшению оценки на полбалла, к примеру с «хорошо» до «очень хорошо». Чтобы оценить устойчивость показателей в долговременной перспективе, мы повторно протестировали каждую из групп по прошествии восьми месяцев. Группа детей, занимавшихся по четыре раза в неделю, по-прежнему демонстрировала лучшие показатели.
Как и многие ученые, мы проводим большую часть времени за обработкой цифр и анализом данных. Это интересное и увлекательное занятие, но оно не сравнится с живым опытом общения, когда родители ребенка, страдающего нарушениями обучаемости, подходят после выступления и рассказывают, что тренажер рабочей памяти Jungle Memory очень помог их сыну или дочке. Вот, к примеру, что говорит мама девятилетнего Карсона:
Карсону очень понравилась программа Jungle Memory, и каждая новая неделя приносила новые успехи. В процессе тренировки он стал интересоваться более сложными для чтения книгами, что помогло ему почувствовать уверенность в своих силах. Сегодня, когда я разговаривала с учительницей сына, она сказала, что Карсон стал лучше распознавать слова, грамотнее писать и его показатель успеваемости по сравнению с прошлым месяцем увеличился с 0 до 7,5 баллов.
Рабочая память и школа
Результаты многочисленных исследований свидетельствуют о том, что рабочая память играет важную роль в процессе обучения. Они оказывают огромное влияние как на систему образования в целом, так и на приемы и методики обучения детей в школе и дома. Эффективная рабочая память позволяет достичь отличной успеваемости, поэтому следует проверять, насколько она развита у учащихся. Тесты на проверку рабочей памяти помогают выявить сильные и слабые стороны учеников. Имея на руках их результаты, преподаватели смогут определить, почему некоторые дети работают вполсилы, кому из учеников требуется помощь по тому или иному предмету, а кому стоит предложить задания посложнее. Такая информация поможет учителям наиболее эффективно использовать учебное время, оптимизировать работу в классе, а также добиться максимального раскрытия возможностей каждого ученика и улучшения успеваемости.
Опираясь на оценку эффективности рабочей памяти, мы сможем отойти от шаблонных представлений и подхода к учащимся. К примеру, вместо того чтобы записывать отстающего ученика в лентяи, преподаватели и родители смогут обратиться к результатам тестов и определить, что проблема заключается в слабой рабочей памяти. Следовательно, для улучшения успеваемости нужно поработать над укреплением рабочей памяти. Подобным образом учителя и родители детей с нарушениями обучаемости, вместо того чтобы поставить крест на таких учениках, смогут понять, что, разгрузив рабочую память или увеличив ее эффективность, можно значительно облегчить процесс обучения. В конце этой главы вы найдете раздел «Упражнения и приемы для развития рабочей памяти», где вашему вниманию будут предложены простые методики, которые помогут избежать перегрузки рабочей памяти на уроке.
Чем раньше учителя и родители смогут выявить у учеников проблемы с обучением, тем легче их можно будет решить. В начале этой главы мы рассказывали о том, что со временем слабая рабочая память может привести к серьезным проблемам с обучением. Возьмем, к примеру, такую ситуацию. Если своевременно не помочь семилетнему ученику, у которого наблюдаются проблемы с речевыми навыками, то к двенадцати годам этот ученик, скорее всего, будет отставать по всем предметам. Для решения проблемы на этом этапе потребуется значительно больше ресурсов: времени, сил, дополнительных учебных материалов и финансовых вложений, – чем в случае, если бы проблемой занялись сразу после ее возникновения. Таким образом, оперативное решение проблемы обучаемости поможет сэкономить время и силы как родителей, так и педагогов.
Чем раньше мы приступим к решению проблем с обучением, тем ниже будет процент учащихся, которые недоучились в школе или бросили университет. Такая тактика поможет повысить общий уровень системы образования в США по сравнению с другими странами, имеющими высокие показатели. По данным молодежного фонда America’s Promise, каждые двадцать шесть секунд один американский учащийся бросает учебу и только 75,5 процента всех учащихся заканчивают среднюю школу. По сравнению с другими развитыми странами мира, образование в США оставляет желать лучшего. Согласно данным Международной программы по оценке образовательных достижений учащихся[3], по чтению Америка занимает четырнадцатое место из тридцати четырех стран – участниц теста, по естественным наукам – семнадцатое, а по математике – двадцать пятое. Учитывая, что бюджетные отчисления на образование все время сокращаются, новаторские методики будут особенно актуальными для решения вышеперечисленных проблем. Результаты многочисленных исследований и накопленный практический опыт свидетельствуют о том, что развитие рабочей памяти является очень эффективным способом повышения успеваемости учащихся с минимальными материальными затратами.
Упражнения и приемы для развития рабочей памяти
Информация в помощь учителям
Трейси разработала методику оценки рабочей памяти (Alloway Working Memory Assessment), позволяющую с высокой точностью определить ее уровень каждого ученика. Тесты на определение уровня рабочей памяти помогают школьным работникам и преподавателям получать данные, необходимые для повышения успеваемости учащихся. Они переведены почти на двадцать языков и используются в тысячах учебных заведений по всему миру. Но эти тесты могут быть полезны в миллионах школ, они способны помочь улучшить успеваемость миллиардам учащихся. Если у вас есть дети, посетите сайт http://testwm.com, где сможете пройти тест на определение уровня рабочей памяти.
Определить уровень рабочей памяти – это только первый шаг. В связи с этим мы предлагаем ряд приемов, которые помогают с максимальной эффективностью задействовать ее во время процесса обучения. Цель при этом заключается в том, чтобы снизить ненужные нагрузки на рабочую память и помочь учащимся сконцентрироваться на том, что имеет первостепенное значение.
– Соблюдайте установленный порядок —
Сообщая ученикам новую информацию, например объясняя, что такое дроби, или рассказывая о новой книге, вы обращаетесь к их рабочей памяти. Чтобы дети могли усвоить новую информацию, их рабочая память должна быть полностью сфокусирована на процессе обучения. К сожалению, иногда время на уроке тратится впустую, потому что преподаватель не может эффективно организовать учебный процесс, и рабочая память учащихся распыляется на выполнение второстепенных задач.
Некоторые учителя нарушают привычный ход урока, меняя местами этапы работы на занятии. Эффективной работе мешают даже малейшие изменения. К примеру, в начале урока учитель попросил достать линейки, хотя обычно в первую очередь нужно было доставать миллиметровую бумагу. Такие мелочи создают дополнительную нагрузку на рабочую память, потому что учащимся приходится сознательно менять привычный порядок действий. В ходе работы на уроке старайтесь избегать необоснованных изменений. Найдите оптимальный порядок и придерживайтесь его. Это поможет ученикам сконцентрироваться на том, что наиболее важно на данный момент, – внимательно слушать объяснение новой темы или содержание новой книги.
– Желтые точки, красные точки, зеленые точки —
В классе все должно быть на своих местах: маркеры – с маркерами, словари – на полке, цветная бумага – в отдельном ящике стола. Если ребенку приходится долго искать карандаши или краски, он может забыть, для чего они ему были нужны. В первую очередь это касается детей с нулевого по шестой класс. В этом возрасте они особенно часто перекладывают вещи с места на место и забывают о них, а потом не могут найти. Чтобы ребенку было легче поддерживать порядок, обозначьте учебные принадлежности разноцветными точками. Пометьте книги желтыми точками, кисточки, ручки и карандаши – красными, а бумагу – зелеными. Благодаря этому ученики всегда будут иметь перед глазами подсказки, которые помогут им быстро найти нужные материалы и подготовиться к уроку, не перегружая при этом рабочую память.
– Не переборщите с указаниями —
Понимание и выполнение указаний учителя – одна из наиболее сложных задач для рабочей памяти учащихся. Им приходится не только держать в уме инструкции, но и выполнять их в нужной последовательности. Большое количество указаний может сбить учеников с толку. Чем больше инструкций, тем сложнее становится задача и тем больше вероятность, что ученик бросит ее, не доведя до конца. Эта проблема встречается очень часто, и, чтобы ее избежать, достаточно знать, сколько указаний может обработать ребенок определенного возраста.
– Заложите прочную основу —
Очень часто учащиеся вынуждены переходить к выполнению более сложных заданий, не получив достаточно прочную базовую основу. Возьмем, к примеру, понимание прочитанного. Скажем, ученик получил задание объяснить значение такого предложения: «Она взяла коробку и вошла в подъезд». Если ребенок еще не знает, как прочитать слово с твердым знаком, он застопорится на слове «подъезд». Все силы рабочей памяти будут брошены на расшифровку этого слова, а значение предложения отойдет на второй план. Чтобы избежать этой проблемы, уделяйте особое внимание формированию навыков чтения. Они должны стать автоматическими, чтобы все силы рабочей памяти могли быть брошены на понимание смысла прочитанного.
Информация в помощь родителям
Чтобы увеличить эффективность рабочей памяти, преподаватели стараются снизить нагрузку на нее. К тому же должны стремиться и родители. Самое важное, что нужно сделать, – выключить телевизор. Мозг ребенка очень пластичен. Именно в раннем возрасте закладываются связи между нейронами головного мозга, которые будут определять характер и наклонности ребенка. Если вы хотите привить малышу чувство юмора, почаще смейтесь вместе с ним, если хотите, чтобы у него был богатый словарный запас, больше разговаривайте с ним, если хотите, чтобы ребенок рос энергичным и подвижным, чаще гуляйте с ним на улице. Если же вы хотите вырастить пассивного наблюдателя, который не знает, чем себя занять, и ждет, чтобы его кто-то развлекал, посадите его перед телевизором. Детям, выросшим перед «ящиком», трудно удерживать внимание на чем-либо дольше нескольких минут; им трудно думать и соображать.
Данные исследования, проведенного Дмитрием Кристакисом и опубликованные в 2004 году, заставляют задуматься над тем, чтобы не включать телевизор вообще. В эксперименте, занявшем шесть лет, участвовало 1200 детей. Все они прошли контрольное тестирование в возрасте одного года, трех и семи лет. Полученные результаты поразили всех: оказалось, чем больше времени дети в возрасте одного года и трех лет проводили перед телевизором, тем хуже они могли удерживать внимание в возрасте семи лет.
Если вы хотите, чтобы у ребенка была сильная рабочая память, постарайтесь максимально ограничить время, которое он проводит у телевизора. Особенно это касается маленьких детей. Согласно рекомендациям Американской ассоциации педиатрии, детям в возрасте до двух лет вообще не стоит смотреть телевизор. Дети постарше могут проводить перед ним не более одного-двух часов в день. При этом стоит обратить особое внимание на содержание, отдавая предпочтение образовательным программам и избегая передач со сценами жестокости и насилия. Чрезмерное увлечение просмотром телевизора обедняет эмоциональный мир ребенка и ограничивает фантазию, необходимую для тренировки рабочей памяти. Фантазируйте вместе с ребенком, превращая обычные предметы в волшебные, например обыкновенная картонная коробка может стать космическим кораблем, ложки – боевыми саблями, мамины туфли – хрустальными башмачками, а папины сапоги – сапогами-скороходами.
Дети обожают, когда родители читают им книжки, к тому же при восприятии сказки или рассказа на слух задействуется рабочая память. Закончив чтение, задайте несколько вопросов по содержанию, чтобы ребенок смог обработать полученную информацию с помощью рабочей памяти. Иногда дети просят читать им одну и ту же историю снова и снова. Не поддавайтесь на уговоры, потому что после многочисленных повторений информация попадает в долговременную память, рабочая память отключается и ребенок слушает сказку пассивно. Чтобы тренировать рабочую память, читайте ему новые книги.
Часто родители не хотят читать, потому что им наскучили детские книжки. Когда Россу надоела любимая книжка нашего старшего сына, он стал читать ему шедевры мировой литературы, такие как поэма Джона Мильтона «Потерянный рай», пьесы Шекспира, сага о короле Харальде. Если сыну было что-то непонятно, он задавал вопросы и они с Россом обсуждали прочитанное. Поэтому, если вы тоже устали от детских книжек, почитайте ребенку то, что интересно вам. Это может быть биография одного из американских президентов, мемуары успешного бизнесмена или приключенческая история о выживании в дикой природе. Если ребенку не все будет понятно, пусть задает вопросы. Обменивайтесь мыслями и впечатлениями, приглашайте малыша рассуждать – иногда дети высказывают на удивление мудрые мысли. Попросите ребенка прочитать что-нибудь. В зависимости от возраста, это может быть одно слово, предложение, страница, целая глава или даже больше.
Простые рецепты, по которым легко и быстро можно приготовить какое-то блюдо, – прекрасные тренажеры для рабочей памяти. Выберите блюдо, для приготовления которого требуется не более трех-пяти ингредиентов, к примеру блинчики (мука, молоко, яйца, сахар, масло) или лапша (яйцо, мука, оливковое масло). Порядок работы должен быть таким: вы читаете, что нужно сделать, а ребенок выполняет указания. Таким образом тренируется рабочая память. Перед началом работы подготовьте все необходимые продукты и посуду.
1 яйцо
1 стакан муки
1 столовая ложка оливкового масла
1. Высыпь муку на кухонную доску горкой и сделай в ней углубление.
2. Разбей в углубление яйцо и налей ложку оливкового масла. Аккуратно смешай яйцо и масло с небольшим количеством муки. Захватывай муку с боков горки, стараясь, чтобы горка не рассыпалась.
3. Смешай все ингредиенты, а затем тщательно разомни руками. Скатай из теста шар и посыпь его мукой.
4. Раскатай тесто в пласт скалкой, посыпь мукой и сверни в трубочку.
5. Попроси маму или папу разрезать трубочку на тонкие кусочки. У тебя должны получиться тоненькие спиральки-улиточки. Разверни их – и лапша готова!
Сложные действия и инструкции включают в себя несколько шагов. Давайте ребенку одно-два указания за раз. Ориентируйтесь на возраст и объем рабочей памяти. Детям в возрасте до восьми лет лучше давать по одному указанию за раз, дети постарше вполне могут справиться с двумя.
Еще один увлекательный способ тренировки рабочей памяти.
1. Покажите ребенку какое-нибудь изображение (к примеру, фотографию машины, пляжа, репродукцию известной картины).
2. Уберите изображение.
3. Попросите ребенка нарисовать увиденное по памяти.
При выполнении этого задания задействуется рабочая память, потому что ребенку приходится держать изображение в уме и одновременно рисовать его на бумаге. Выбирайте такие изображения, которых он еще не видел, чтобы при рисовании включалась именно рабочая память, а не долговременная.
Глава 6
Единство тела и разума, или рабочая память в спорте
Вы когда-нибудь задумывались над тем, почему одни спортсмены сильно нервничают перед стартом, а другие демонстрируют удивительное хладнокровие? Почему одни горнолыжники очертя голову устремляются вниз по самой сложной трассе, а другим даже подумать об этом страшно? Почему после дорогостоящих занятий по гольфу вы стали играть не лучше, а хуже? Почему некоторых игроков до начала матча охватывает сильное волнение? Почему так часто можно услышать нелестные отзывы об умственных способностях жокеев? Почему вам никак не удается отличиться в сборной вашей компании по софтболу, хотя вы с детства играли в эту игру? Подобные вопросы не дают покоя многим спортсменам, тренерам, болельщикам, героям и неудачникам уже многие десятилетия. Ответ заключается в использовании рабочей памяти.
Мы любим спорт и ведем активный образ жизни. В этой главе мы рассмотрим взаимосвязь рабочей памяти и спорта и расскажем о результатах многочисленных исследований. Вы также узнаете, какие виды спорта оказывают на нее наиболее благотворное влияние.
Роль рабочей памяти в спорте стала главной темой многих научных исследований. Оказывается, в спорте она может быть как подспорьем, так и помехой. Поэтому особенно важно уметь управлять рабочей памятью, включая и выключая ее по мере необходимости. Научиться этому не так-то просто, но успехи в спорте в большой степени зависят от умения эффективно использовать рабочую память. В спортивных играх большую часть времени нужно быть, как говорится, в ударе, то есть действия должны быть быстрыми и интуитивными. Для этого нужно отключить рабочую память. Но также нужно быть готовым в любой момент обратиться к рабочей памяти, чтобы проанализировать ситуацию на поле и продумать следующее движение или удар. Только представьте себе, какую напряженную работу пришлось проделать сестрам Серене и Винус Уильямс в парном выступлении в турнире WTA, чтобы точно рассчитать направление и скорость движения для удара, который принес им победу. Или попробуйте поставить себя на место игрока команды по американскому футболу, к примеру квотербека Пейтона Мэннинга. Во время игры ему нужно учитывать множество факторов, таких как расположение игроков защищающейся команды, свой опыт и возможности рабочей памяти. На основании этих факторов принимается решение о дальнейших действиях: передавать пас (и если передавать, то кому) или отдать мяч беку для бегущего розыгрыша.
Исследования, проведенные шведскими учеными в 2012 году, позволяют с уверенностью сказать, что рабочая память активно задействуется в самых разных видах спорта и спортивных играх. В эксперименте принимали участие как профессиональные игроки в американский футбол, так и любители. Участники исследования прошли целый ряд когнитивных тестов, включая задания на проверку эффективности рабочей памяти. К удивлению ученых, спортсмены-профессионалы (как мужчины, так и женщины) показали лучшие результаты, чем любители. Но самым интересным оказалось то, что игроки большой лиги показали наивысшие результаты. Авторы исследования выдвинули предположение, что высокий уровень развития рабочей памяти игроков, показавших лучшие результаты, обусловлен постоянными тренировками этого навыка на игровом поле. Во время игры им нужно быстро оценить ситуацию с помощью рабочей памяти, сравнить ее с уже имеющимся опытом, проанализировать возможные варианты действий и выбрать наиболее подходящий. Поэтому, если во время просмотра матча по американскому футболу вам покажется, что «верзила просто тупит», это не так. Игрок обдумывает свое следующее действие.
Чтобы научиться эффективно использовать рабочую память в игре и избежать затормаживающего влияния, нужно на достаточно высоком уровне овладеть основными навыками, движениями и ударами, характерными для данного вида спорта. В этом случае вы сможете выполнять их автоматически, не задействуя рабочую память. Нагрузка на нее значительно снизится, и вы сможете обратиться к ней в любой момент.
Чтобы вам стало понятнее, как рабочая память может мешать при занятиях спортом, вспомните начальные этапы овладения новым для вас видом спорта или новой техникой. К примеру, если вы когда-нибудь пробовали научиться выполнять удар слева одной или двумя руками в большом теннисе или пересесть с лыж на сноуборд, то знаете, как это сложно, несмотря на подробные объяснения тренера. Трейси испытала все трудности, которые выпадают на долю новичка, когда отправилась вместе с Россом, заядлым лыжником, в Швейцарские Альпы. У Трейси был замечательный инструктор: он прекрасно говорил по-английски и был внимателен к мелочам. Прежде чем начать спуск, Трейси должна была проверить готовность по пунктам: бедра располагаются под определенным углом к спине, руки согнуты в локтях, ноги согнуты в коленях и разведены на ширину плеч, лыжи параллельны друг другу.
Перед первым спуском с самой простенькой горки, как и советовал инструктор, Трейси проверила готовность: «Бедра? На месте! Руки? На месте! Колени? На месте! Лыжи? На месте!» Через пятнадцать секунд Трейси благополучно упала. От большого количества инструкций и указаний в рабочей памяти произошла перегрузка, которая привела к «зависанию» в тех отделах мозга, которые отвечают за координацию движений и удержание равновесия. Чтобы понять, почему так получилось, обратите внимание на приведенную ниже схему. В ней указаны отделы головного мозга, которые активизируются в процессе обучения новым видам спорта. Процесс включает в себя три этапа.
Схема функционирования рабочей памяти при овладении новыми моторными навыками
1. Вы воспринимаете на слух ряд инструкций, которые попадают в когнитивный центр головного мозга (префронтальную кору) и обрабатываются рабочей памятью.
2. Рабочая память отправляет полученные инструкции в мозжечок, который является координационным центром головного мозга, для того, чтобы отрепетировать необходимые действия в уме.
3. После этого мозжечок отсылает инструкции в следующий отдел головного мозга, ответственный за сознательные действия, – в проекционные зоны коры головного мозга. Оттуда к мышцам поступают указания, соответствующие полученным инструкциям.
Эти этапы напоминают правила трех касаний в волейболе, когда для организации атаки игрокам одной команды разрешается не более трех касаний мяча подряд. Если один из игроков совершает ошибку, то вся атака рассыпается и команда теряет очко. Если в процессе обучения новому виду спорта рабочая память, мозжечок или проекционные зоны коры головного мозга не выполняют своих функций, попытка оказывается неудачной: вы падаете в снег, выбиваете мяч в аут (в бейсболе) или загоняете его в песчаную зону (в гольфе). Чем больше информации вы стараетесь удержать в сознании, тем выше вероятность того, что один из отделов головного мозга отключится в самый ответственный момент.
Что значит «быть в ударе»
Чтобы лучше понять, в чем заключается разница между автоматическим выполнением нужных движений в спорте, когда мы даже не думаем о том, куда поставить ногу или на какую высоту поднять руку, сравните уже известную вам историю о том, как Трейси училась кататься на лыжах, с тем, как Росс, опытный лыжник, учился карвингу во время той же самой лыжной вылазки. Карвинг представляет собой особый стиль катания, который заключается в проведении спортсменом последовательных резаных поворотов. При выполнении этих поворотов лыжник сильно наклоняется в сторону, перенося вес тела на ребра лыж. При этом ребра лыж выступают в качестве своеобразных полозьев. Росс уже несколько лет пытался освоить карвинг, но безуспешно. Поэтому, пока Трейси брала уроки для начинающих лыжников, Росс решил научиться делать карвинг. Его инструктор, в отличие от инструктора Трейси, была немногословна, что оказалось большим преимуществом.
Вместо долгих и подробных объяснений инструктор Росса дала ему один конец веревки, а второй взяла сама. Затем она сделала Россу знак наклониться в сторону как можно сильнее, чтобы колени оказались в нескольких сантиметрах от поверхности склона. В результате лыжи встали на ребро. Вуаля! Инструктор не промолвила ни слова, но Росс, тем не менее, понял, как выполнять резаные повороты в карвинге. Теперь ему оставалось только выйти на склон и повторить положение тела, усвоенное во время тренировки.
На следующем спуске Росс уже мог выполнить карвинг. Он годами прокручивал в голове всевозможные инструкции по выполнению резаных поворотов – и все безрезультатно. А теперь у него наконец-то начало получаться! Сознание не было занято обработкой последовательности действий, необходимых для выполнения поворота, поэтому рабочая память не была вовлечена в контроль над моторикой. Это позволяло Россу направить рабочую память на преодоление сложностей трассы.
Отказавшись от словесных указаний, инструктор смогла миновать рабочую память, что позволило Россу напрямую задействовать мозжечок и проекционные зоны коры головного мозга. В результате он смог ощутить, что такое карвинг, даже не имея когнитивного представления о нем. При активизации цикла взаимодействия мозжечка и проекционных зон коры головного мозга рабочая память отправляется на скамейку запасных. При этом мозжечок и проекционные зоны коры работают как члены хорошо слаженной команды, не задействуя сознательное мышление. В результате вы просто выполняете элемент. При этом со стороны кажется, что делаете вы это легко и непринужденно. Это и значит «быть в ударе».
Цикл взаимодействия мозжечка и проекционных зон коры головного мозга
В чем причина неудач?
Случалось ли вам когда-нибудь во время напряженного футбольного матча промазать по пустым воротам? Или, возможно, вы хотели выполнить блестящий удар на зависть всей команде в гольфе, но вместо этого мячик улетал куда-то в лес? Вы не одиноки. Даже профессиональные спортсмены, зарабатывающие миллионы долларов, время от времени допускают досадные промахи. Взять хотя бы Билла Бакнера, известного игрока бейсбольной команды «Бостон Ред Сокс», который пропустил чрезвычайно легкий мяч в игре Мировой серии 1986. Эта фатальная ошибка стоила его команде победы. Можно также вспомнить Рори Макилроя, одного из самых многообещающих молодых гольфистов, который из-за неудачного удара потерпел досадное поражение в турнире Мастерс 2011 года, проходившем в американском городе Огаста (штат Джорджия). Такие промахи знакомы каждому, кто занимался спортом или играл в спортивные игры. Но не все знают, что причина неудач заключается в рабочей памяти.
Ученые, изучающие взаимосвязь между рабочей памятью и занятиями спортом, пришли к выводу, что вероятность совершения ошибок в стрессовых ситуациях (таких как соревнования и решающие матчи) увеличивается для тех спортсменов, которые при овладении новыми моторными навыками опирались на рабочую память. Полученные результаты подтверждаются исследованиями, проведенными Ричардом Мастерсом, председателем Научно-исследовательского института возможностей человека в Гонконге. Эксперименты, проведенные в рамках исследования, были направлены на изучение влияния рабочей памяти на спортивные результаты.
Первым заданием было научиться выполнять патт. Для этого участников разделили на две группы. Первая получила подробнейшие инструкции по выполнению удара, в основе которых лежали наработки лучших тренеров. Участникам нужно было задействовать рабочую память для овладения новым моторным навыком и воплотить полученные инструкции на практике.
Участники из второй группы не получали во время тренировки никаких указаний. Напротив, им даже дали отвлекающее задание: услышав звук метронома, назвать любую букву. Таким образом Ричард Мастерс отвлекал рабочую память, чтобы она не могла включиться в процесс обучения.
Все участники эксперимента должны были тренироваться пять дней подряд, выполняя по сто ударов за тренировку. В последний день занятий, чтобы создать стрессовую ситуацию, Ричард Мастерс объявил, что они могут заработать большие деньги, если покажут хорошие результаты, а также что качество ударов будет оценивать профессиональный гольфист, выступавший на Открытом чемпионате Британии. Чтобы убедиться в том, что эти условия привели к накалу страстей в обеих группах, Мастерс измерил частоту пульса всех участников, провел тесты на определение уровня тревожности и сравнил продолжительность тренировок с предыдущими показателями. Как и ожидалось, все участники начали волноваться, а пик напряжения пришелся на решающий день, в который проходила проверка. Несмотря на общее волнение, худшие результаты показала только группа участников, которая училась выполнять патт с помощью рабочей памяти. Это можно объяснить тем, что во время проверки дирижер рабочей памяти был занят выполнением удара и не смог справиться с волнением. Результаты представителей второй группы никак не ухудшились, ведь их рабочая память не была задействована в процессе тренировок, поэтому смогла помочь им в стрессовой ситуации.
Если вы замечаете, что в решающей ситуации делаете осечку, то виновата в этом некстати включившаяся рабочая память.
Тренировка без рабочей памяти
«Повторение – мать учения» – эту пословицу часто используют в спорте. Но нельзя сказать, что она справедлива на сто процентов. Как было уже показано на примерах, если в процессе повторения перед вашим мысленным взором прокручивается список действий, которые нужно выполнить, то эффект будет обратным, ведь такое повторение не способствует, а только мешает учению. Поэтому предлагаем внести в известную пословицу такую поправку: «Повторение без рабочей памяти – мать учения». Но что значит «без рабочей памяти»? Существует два вида тренировок, в которых она не задействуется: тренировка в состоянии безмерной усталости и тренировка базовых навыков.
Казалось бы, как можно заниматься спортом, когда вы с ног валитесь от усталости? Разве можно в таком состоянии продуктивно тренироваться и что-то запоминать? Оказывается, еще как можно! Только выбившись из сил, вы сможете наиболее эффективно овладеть новыми элементами.
Если вы когда-либо более или менее серьезно занимались спортом, то наверняка знаете, что такое адская неделя. Это время, когда тренеры и инструкторы заставляют спортсменов работать на грани физических возможностей, доводя их до крайней степени изнеможения. При подготовке к соревнованиям по борьбе в школе или университете каждая неделя становится адской. Хотя сам поединок длится не более семи минут, подготовка к нему занимает многие часы. Тренировки включают в себя подъем тяжестей, плиометрику[4], быстрый бег и динамическую зарядку. Все это нужно вовсе не для того, чтобы помучать спортсменов. Каждый тренер знает, что новые элементы быстрее всего усваиваются именно тогда, когда спортсмен обливается потом и задыхается от напряжения. И вот почему так происходит.
Когда вы падаете от усталости, сила рабочей памяти существенно снижается. К таким выводам пришла группа ученых из Чичестерского университета (Великобритания) во главе с Терри Макморрисом при исследовании влияния усталости на спортсменов. Чтобы вызвать чрезвычайное утомление, участники должны были в течение двух часов находиться в помещении с высокой температурой и влажностью. Сразу же после этого им были предложены задания, требующие напряжения физических и умственных сил. Результаты исследования показали, что в состоянии утомления эффективность рабочей памяти снижается.
Это означает, что когда вы устаете, то можете напрямую обратиться к циклу взаимодействия мозжечка и проекционных зон коры головного мозга. Такое состояние лучше всего подходит для овладения новыми видами спорта и танцевальными стилями, например такими, как катание на роликах, езда верхом или аргентинское танго. Этот подход также помогает быстро овладеть новыми движениями в рамках уже знакомых дисциплин, к примеру, если вы можете ехать на роликах вперед, можно научиться ездить назад, если вы уверенно держитесь в седле, можно попробовать преодолевать препятствия, а если вы уже освоили бальные танцы, то вам не составит труда научиться хип-хопу.
Теперь рассмотрим тренировку базовых навыков на примере такого вида спорта, как скейтбординг. Казалось бы, ну какие могут быть базовые навыки в скейтбординге? Ведь когда мы слышим словосочетание «базовые навыки», на ум приходят разнообразные «серьезные» виды спорта, такие как бег, плавание, прыжки в длину. А скейтбординг – это просто молодежное движение, увлечение для подростков. Но, оказывается, он может быть целым искусством, овладение которым требует упорных тренировок и оттачивания базовых навыков. Это действительно так. Можете спросить у Родни Маллена, профессионального скейтера и автора множества базовых трюков на скейтборде. Он любезно согласился рассказать нам о важности овладения базовыми навыками при выполнении различных приемов.
Маллен придумал такой часто используемый трюк, как олли на ровной поверхности, в котором скейтбордист и скейтборд поднимаются в воздух без использования рук из состояния покоя или в движении. Со стороны олли похож на простой прыжок, но на самом деле техника выполнения этого трюка на удивление сложна и состоит из нескольких элементов: приседание, подъем носа доски, подскок, смещение передней ноги к носу доски, подъем задней ноги без потери контакта с доской. Тем, кто собирается выполнить его впервые, не стоит пытаться прокручивать в голове все перечисленные этапы и одновременно пытаться их выполнить. Это не имеет смысла. Родни Маллен тренируется по-другому: он оттачивает каждый элемент по отдельности и запоминает свои ощущения при его выполнении.
Такой подход к тренировкам изучался Лэрри Вандервертом. Результаты исследования показали, что при последовательной отработке отдельных элементов они попадают в проекционные зоны коры. Мозжечок заучивает движение в виде последовательности повторяющихся элементов, создавая таким образом многослойную структуру. Со временем новые слои накладываются на более старые, в результате чего эффективность движения многократно возрастает, а его выполнение доводится до автоматизма. Это означает, что при выполнении движения вам не нужно обращаться к рабочей памяти.
Описание процесса тренировок Родни Малленом практически идентично описанию, данному Вандервертом, только Маллен называет каждый отдельный элемент пластом. Постепенно пласты накладываются друг на друга и образуют одно сложное движение, или трюк. Оттачивание каждого элемента занимает много времени: нужно сто раз присесть прежде, чем поднять нос доски вверх, сто раз поднять нос доски вверх прежде, чем подпрыгнуть, и т. д. Если бы перед выполнением нового трюка Родни Маллен не оттачивал каждый элемент по отдельности, он не смог бы достичь высокого уровня мастерства и известности.
В этом и заключается секрет эффективных тренировок. Нам всегда хочется пропустить отработку базовых навыков и сразу перейти к эффектным движениям. А нужно, наоборот, разбить движение на отдельные элементы и оттачивать каждый из них прежде, чем собрать все воедино. Конечно, такие тренировки могут казаться скучными и однообразными, к примеру нужно просто ловить мяч, когда так хочется сделать бросок из-под кольца, или нужно только подбрасывать теннисный мячик вверх, когда так хочется наконец-то сделать подачу. Но, как только эти движения зафиксируются в сознании, рабочая память сможет просчитывать и обеспечивать выполнение самых сложных и зрелищных элементов во время напряженных игровых моментов и решающих матчей.
Возвращение рабочей памяти со скамейки запасных и включение в игру
Самым большим преимуществом взаимодействия мозжечка и проекционных зон коры является то, что оно позволяет овладеть базовыми навыками в любом виде спорта. После этого в игру включается рабочая память, которая позволяет импровизировать и принимать важные решения с удивительной легкостью и точностью. Можно тренироваться до посинения, но, выходя на футбольное поле или на теннисный корт, выезжая на роллерную трассу или заснеженный склон, столкнуться с ситуациями, которые нельзя предвидеть и к которым невозможно подготовиться. В этом случае мозжечок и проекционные зоны коры вам не помогут; нужно вызывать со скамейки запасных рабочую память и возвращать ее в команду.
Если вам когда-либо приходилось смотреть телетрансляции игр в гольф из шотландского города Сент-Андрус, часто сопровождающихся сильными пронизывающими ветрами и проливными дождями, то вы должны понимать, что даже самым закаленным игрокам иногда приходится несладко. Однако неожиданные трудности могут активизировать игроков и вдохновить их на захватывающую игру. Сказанное справедливо и для простых смертных.
В старших классах Росс активно занимался баскетболом. Во время одной игры тренер дал ему указание не заходить за линию штрафного броска, а стараться забрасывать мяч из двухочковой зоны. Однако внезапно Росс увидел окно между защитниками в штрафной зоне. Чтобы проникнуть в оборону, Россу пришлось бы произвести серию движений, которых он никогда раньше в такой комбинации не практиковал. Став боком к защитникам, он освободил себе пространство между ними, развернулся под щитом и забросил мяч в кольцо с обратной стороны корзины.
Росс понятия не имел, как ему это удалось, ведь на тренировках он никогда не отрабатывал эту комбинацию. Успешным бросок получился только благодаря рабочей памяти. На тренировках Росс много раз повторял каждое движение по отдельности, поэтому, когда представилась возможность действовать, дирижер рабочей памяти просчитал нужную последовательность и передал ее в мозжечок, а тот, в свою очередь, отправил сигнал в проекционные зоны коры головного мозга.
Росс смог сделать бросок благодаря феномену, который Лэрри Вандерверт называет «моделью предвидения». Эта модель основывается на исследованиях, проведенных нейробиологом Патрицией Голдман-Ракич и ученым Пером Роландом. Согласно «модели предвидения», когда мы сталкиваемся с непредвиденной ситуацией (что постоянно случается в спорте), к примеру противник сделал обманное движение или на снежном склоне показался обледеневший участок, рабочая память высчитывает наилучший вариант действий и определяет необходимые движения. Префронтальная кора (участок головного мозга, в котором происходят ключевые процессы рабочей памяти) посылает в мозжечок и проекционные зоны коры сигнал с информацией о силе и продолжительности движения, которое нужно выполнить, к примеру, с какой силой ударить по мячу или как высоко подпрыгнуть. Таким образом, «модель предвидения» отражает механизм функционирования рабочей памяти в ситуациях, когда нужно действовать быстро и четко, к примеру, во время динамичного теннисного матча или прорыва через оборону противника к заветной корзине в баскетболе. В экстремальных видах спорта эффективная рабочая память помогает сохранить здоровье и даже жизнь.
Возьмем для примера Алекса Хоннольда – рекордсмена по одиночному скалолазанию без страховки. Этот вид спорта имеет свои особенности. Скалолаз-одиночка совершает восхождение без каких-либо дополнительных приспособлений (без веревок, зацепок и другого альпинистского снаряжения). Скалолазание без страховки не прощает ошибок; малейшая неточность может стоить жизни. Алекс Хоннольд проходил маршруты очень высокой сложности по отвесным скалам, он один из тех, кому покорилась гранитная скала Хаф-Доум в Йосемитском национальном парке. Мастерство Хоннольда достигло такого высокого уровня, что в большинстве случаев восхождение проходит как по маслу, без нарушений цикла взаимодействия мозжечка и проекционных зон коры.
Мы спросили, в каких случаях Алекс обращается к рабочей памяти во время восхождения. Оказалось, что большую часть времени его мозг находится в режиме круиз-контроля. Все необходимые движения отработаны до автоматизма и хранятся в мозжечке, но на самых сложных участках все-таки приходится задействовать рабочую память.
В скалолазании есть такое понятие, как «бета», – подсказка для прохождения маршрута с указанием наиболее трудных мест подъема и способов их преодоления. Беты обычно составляются для скалолазов со страховкой и потому включают в себя много движений, переходов и прыжков повышенной опасности, которые не подходят для скалолазов-одиночек без страховки, таких как Хоннольд. Алекс не мог рассчитывать на веревку или крюк, за которые можно ухватиться в случае падения, поэтому ему часто приходилось придумывать решение на ходу. Так, к примеру, необходимость обратиться к рабочей памяти возникла на высоте 300 метров, когда Алекс уже приближался к вершине отвесной скалы в окрестностях штата Невада. Большая часть восхождения про шла на автопилоте, но в самом конце возникли трудности.
«Я подобрался вплотную к самой вершине и сразу же понял, как действовать дальше, – рассказывает Хоннольд. – На скале были видны пометки мелом, оставленные предыдущими скалолазами, а дальше – огромное углубление, до которого нужно было допрыгнуть. Но прыгать в одиночку и без страховки в этом случае было бы настоящим самоубийством. Даже помыслить о таком варианте было невозможно». Хоннольду пришлось творчески подойти к решению проблемы и найти способ добраться до углубления, не прыгая. «Я прощупывал каждый сантиметр угла, непрерывно размышляя о том, как обойтись без прыжков. В конечном итоге я нащупал пальцами крошечную впадину в скале и после нескольких попыток мне удалось придумать новую комбинацию шагов. Я продумал верную последовательность движений ногами и смог добраться до углубления». Хоннольд должен быть благодарен своей рабочей памяти, ведь это именно она помогла ему добраться до вершины скалы.
Можно ли управлять рабочей памятью перед лицом опасности?
Секрет успеха заключается в способности включать и выключать рабочую память в нужный момент. Иногда это может стать вопросом жизни и смерти. При занятиях экстремальными видами спорта, к примеру рафтингом на бурных реках 6-й категории сложности, скоростным спуском на горном велосипеде или серфингом на больших волнах (от 24 метров), включенная рабочая память здорово мешает и может стать причиной серьезных травм или даже привести к летальному исходу. Почему? По той же самой причине, по которой она может мешать в процессе овладения новыми навыками. Как точно подметил известный серфингист Лэрд Гамильтон в своей книге «Сила природы» (Force of Nature), размышления «мешают телу действовать».
Следовательно, это даже хорошо, что перед лицом опасности рабочая память отключается. Давайте рассмотрим, какие процессы происходят в мозге, когда мы оказываемся в опасности. Чувство страха представляет собой результат работы миндалевидного тела. При возникновении угрозы (скажем, на вас движется огромный медведь) мозжечковая миндалина дает сигнал к выделению двух так называемых гормонов действия – эпинефрина (адреналина) и кортизола (гормона стресса). Действие этих двух гормонов заключается в подготовке организма и головного мозга к реакции «бороться или бежать». Эпинефрин повышает кровяное давление, облегчает дыхание и обеспечивает приток крови к мышцам, а кортизол повышает уровень глюкозы в крови. Можно сказать, что эпинефрин прибавляет сил, а кортизол обеспечивает тело необходимой энергией.
Превратив вас в супермена или супервумен, эти гормоны снижают силу рабочей памяти. Результаты многочисленных исследований свидетельствуют о том, что чем больше эпинефрина и кортизола в крови, тем слабее рабочая память. В ходе эксперимента участники подвергались самым разным типам воздействиям для повышения уровня стресса. Полученные результаты позволяют говорить о том, что сильный страх парализует способность думать. И это очень хорошо. При выключенной рабочей памяти обращение идет напрямую к циклу взаимодействия мозжечка и проекционных зон коры головного мозга. В результате мы интуитивно прыгаем, наносим удары, уклоняемся от них и убегаем с гораздо большей скоростью, чем если бы раздумывали над каждым движением.
Но в экстремальных видах спорта роль рабочей памяти остается первостепенной. Возьмем для примера серфинг на больших волнах, также называемый тау-серфингом (серфингом с буксировкой), где для преодоления полосы прибоя в качестве буксировщика используется гидроцикл. Чтобы прокатиться на гигантской волне, серфингисту нужно последовательно пройти три этапа: отпустить веревку, связывающую его с гидроциклом, оседлать волну и нырнуть в нее, а затем вынырнуть у подошвы волны и выйти из нее. До момента ныряния в волну рабочая память должна работать на полную мощность. Решение отпустить веревку должно быть осознанным. Спортсмену необходимо высчитать наиболее подходящий момент или отказаться от ныряния.
Прочитав о том, как страх отключает рабочую память, вы наверняка решили, что она не сможет работать на полную мощность в момент ныряния. Еще бы! От одной только мысли о том, что может быть, если отпустить веревку не вовремя, становится страшно. Но результаты одного из интереснейших исследований свидетельствуют о том, что на подготовительном этапе миндалевидное тело не дает сигнала к производству гормонов действия. В 2008 году группа ученых из Университета Центрального Ланкашира под руководством Сариты Робинсон провела эксперимент, в ходе которого десять мужчин-добровольцев должны были выбраться из затопленной водой кабины вертолета. Условия были такими: мужчины находились в кабине перевернувшегося вертолета, которая постепенно заполнялась водой. Задача состояла в том, чтобы найти выход и выплыть на поверхность. В результате было установлено, что уровень кортизола в их крови начал значительно повышаться не перед началом выполнения задания, а только после возникновения стрессовой ситуации. Это указывает на то, что в предчувствии или в ожидании опасности рабочая память находится в полной боевой готовности.
Как только Лэрд Гамильтон оседлал волну, миндалевидное тело поставило рабочую память на паузу и включилось на полную мощность, запуская цикл взаимодействия мозжечка и проекционных зон коры для быстрого и подсознательного реагирования на изменения в характере волны. Если все пойдет по плану, в следующий раз Гамильтон обратится к рабочей памяти перед тем, как оседлать следующую волну. А если нет, к примеру волна окажется выше, чем ожидалось, Гамильтону придется обратиться к рабочей памяти, чтобы остаться в живых.
Собрав воедино все полученные знания о рабочей памяти и ее применении в спорте, давайте рассмотрим уникальный эпизод, который едва не стоил Лэрду Гамильтону и его напарнику жизни. Этот случай подробно описан в книге Сьюзан Кейси «Волна» (The Wave). Третьего декабря 2007 года океан был особенно неспокоен, и отголоски штормов, достигнув берегов маленького гавайского острова Мауи, сливались в огромные волны-чудовища до тридцати метров в высоту. Оседлав первую волну, Гамильтон мгновенно понял, что она сейчас обрушится и накроет его с головой. Ему пришлось заблокировать выработку гормонов действия и активизировать рабочую память, которая помогла принять решение об отмене погружения в волну.
Но как это сделать? Гамильтон не мог вернуться назад, на гребень волны, потому что обрушение уже началось и потоки воды неумолимо смыкались над его головой. Гамильтон решил пробиться сквозь волну, то есть пройти ее насквозь. План сработал, но с другой стороны на него надвигалась новая гигантская волна высотой в двадцать четыре метра. К счастью, напарник Лэрда, Бретт Ликл, подоспел как раз вовремя. Он затащил Гамильтона на гидроцикл и ударил по газам. Но им не удалось уйти от разбушевавшейся стихии: следующая волна накрыла друзей с головой и увлекла под воду. Волны обрушивались на них одна за другой. В какой-то момент плавник доски Гамильтона разрезал Ликлу ногу до самой кости. Открылось сильнейшее кровотечение, которое нужно было срочно остановить с помощью жгута, иначе Бретт мог погибнуть от потери крови. Но аптечка осталась в гидроцикле, который к тому времени отнесло в сторону на сотни метров. И снова Гамильтону пришлось включить рабочую память, чтобы решить проблему.
Рабочей памяти Лэрда пришлось одновременно учитывать как минимум пять факторов: непрерывно надвигающиеся гигантские волны; боль и усталость, которые нужно превозмочь; истекающий кровью друг, который погибнет без его помощи; необходимость как можно быстрее остановить кровотечение; необходимость найти материал для жгута. Дирижер рабочей памяти Гамильтона смог быстро расставить эти факторы по степени важности. Конечно же, первым делом нужно было сделать жгут и остановить кровь. Он посмотрел вниз, и его осенило: ткань, из которой сделан его гидрокостюм для серфинга, отлично тянется – можно оторвать кусок и сделать жгут. Наложив жгут, Лэрд выиграл немного времени. Теперь нужно как можно быстрее добраться до берега.
Доплыть до берега в такой шторм и с истекающим кровью другом на руках было невозможно, поэтому Гамильтон направился к гидроциклу. Добравшись до гидроцикла, Лэрд не смог его завести, потому что электрический шнур, необходимый для запуска, потерялся, когда их с Ликлом бросало по волнам. Гамильтону снова пришлось обратиться к рабочей памяти, чтобы найти выход из этой сложной ситуации. Ему крупно повезло: в бардачке нашлись наушники для iPod, которые Лэрд смог приспособить для запуска гидроцикла.
Как же Гамильтону удалось включить рабочую память в этой сложной ситуации? Большинство людей, столкнувшись с трудностями, впадают в ступор. Почему же страх не парализовал Лэрда перед лицом опасности? Возможно, ответ на этот вопрос можно найти в результатах исследования, проведенного группой ученых из Миннесотского университета под руководством доктора философии Мустафы аль-Абси. В эксперименте участвовали добровольцы, достигшие совершеннолетия и не имеющие проблем со здоровьем. Они должны были подготовить несколько докладов и выступить перед большой аудиторией. Задание было направлено на повышение уровня кортизола в крови участников исследования. Одновременно с напряженной подготовкой докладов участникам эксперимента нужно было пройти тест, выполнение которого требовало активизации рабочей памяти.
Анализы крови показали, что в стрессовой ситуации не у всех участников эксперимента кортизол вырабатывался в одинаковом количестве. Но самым интересным оказалось то, что чем меньше кортизола содержалось в крови, то есть чем меньше нервничал человек, тем лучше были результаты теста на рабочую память. Таким образом, можно предположить, что людям, организм которых вырабатывает меньше кортизола, легче обратиться к рабочей памяти для решения проблем, чем тем, чей организм вырабатывает больше гормона стресса. В связи с этим можно предположить, что Лэрд принадлежит как раз к тем людям, чей организм вырабатывает меньше отключающего рабочую память кортизола.
Поэтому можно сказать, что способность быстро включать и выключать рабочую память является врожденной особенностью некоторых людей. Один из таких людей – Лэрд Гамильтон. Тем не менее каждый может достичь новых вершин в спорте, отключив рабочую память во время тренировки, чтобы довести выполнение отдельных элементов до автоматизма. Тогда к рабочей памяти можно будет обращаться в непредвиденных ситуациях, которые неизбежно возникают во время занятий спортом.
Когда спорт вредит рабочей памяти
Мы с Трейси уже долгие годы занимаемся научными исследованиями и разработкой методик для улучшения рабочей памяти, поэтому постоянно находимся в поиске новых путей развития мыслительных способностей человека. Кроме того, мы исследуем, какие модели поведения и занятия могут причинить вред рабочей памяти. К сожалению, в группу риска попадают многие виды спорта, в первую очередь так называемые контактные виды спорта, к которым относятся футбол, бокс и хоккей на льду. По иронии судьбы, виды спорта, развивающие рабочую память (вспомните игрока в американский футбол Пейтона Мэннинга), тоже могут негативно влиять на нее.
Все мы любим напряженные моменты в игре, всевозможные перехваты мяча, потому что они делают игру более динамичной и интересной. Но результаты последних исследований свидетельствуют о том, что многим игрокам (независимо от их возраста) такая игра дается ценой здоровья. Чем дольше спортсмен занимается контактными видами спорта, к примеру американским футболом, боксом (вспомните известного боксера Мохаммеда Али), лакроссом, хоккеем, футболом (ведь удар головой по мячу тоже считается контактом), тем выше вероятность получить сотрясение мозга, которое может привести к серьезным нарушениям рабочей памяти, способным проявляться в импульсивном поведении, депрессии и даже слабоумии. Эти нарушения проявляются не сразу, но в долгосрочной перспективе вы можете столкнуться с серьезными когнитивными проблемами.
Основными признаками сотрясения мозга являются головокружение, спутанность сознания, нарушение ориентации и головная боль. Перечисленные симптомы нередко являются результатом химических нарушений в мозге. В нормальных условиях он функционирует как хорошо отлаженная химическая лаборатория, но при сильных ударах по голове или головой хрупкое равновесие между нейромедиаторами, калием, кальцием и глюкозой нарушается.
При сотрясении мозг как будто попадает в блендер: все смешивается, порядок нарушается. Клетки головного мозга выделяют нейромедиаторы, что, в свою очередь, вызывает мощный выброс калия, несущего электрический заряд, избыток которого вызывает изменения в полярности клеток и оказывает негативное влияние на функции головного мозга. Чтобы восстановить равновесие, активизируется специальный натрий-калиевый насос, что еще больше увеличивает нагрузку на клетки. При этом требуется дополнительная энергия в виде глюкозы, поэтому ее запасы в мозге быстро истощаются. Таким образом наступает реактивная гипогликемия – резкое снижение концентрации глюкозы в крови. Если во время восстановления снова произойдет сотрясение, ущерб окажется намного более серьезным, ведь мозг будет еще слишком слаб, чтобы восстановить химическое равновесие.
Казалось бы, если при сотрясении мозг как будто попадает в блендер, такое состояние невозможно не заметить, но это не так, что подтверждают и результаты последних исследований. Ошибиться может даже врач. Исследования, проведенные Томасом Талаважем вместе с коллегами из Университета Пердью, позволяют сделать вывод о том, что в некоторых случаях сотрясение мозга может никак не проявляться: у пострадавшего нет ни головной боли, ни головокружения, ни нарушения ориентации в пространстве.
В ходе исследования Талаваж вместе с группой ученых-исследователей разместил специальные датчики на шлемах игроков-старшеклассников из школьной команды по американскому футболу. Датчики оставались на шлемах в течение одного регулярного сезона. Оказалось, что после сильного удара в голову, зафиксированного датчиками, многие игроки не чувствовали недомоганий. Более того, даже спортивные врачи, осматривавшие игроков, не находили никаких симптомов сотрясения мозга. Тем не менее функциональная магнитно-резонансная томография однозначно свидетельствовала о полученной травме.
Читать бесплатно другие книги:
