Ментальний верстат

height = "372" width = "450" / gt;

Збіги між завданнями на контрольоване увагу і завданнями робочої пам`яті (точковий тест)

і робоча пам`ять, з іншого боку, накладаються один на одного. Робоча пам`ять необхідна для управління увагою. Ми повинні пам`ятати, на чому саме нам слід сконцентруватися.

Нейрофізіолог Роберт Десімон одним з перших дослідників довів наявність зв`язку між увагою і пам`яттю. Він назвав компонент пам`яті в тестах на увагу оригіналом або шаблоном уваги ( «attentional template»)³³. Ми використовуємо приблизно такий же механізм, коли шукаємо в натовпі знайоме обличчя: щоб знайти його, ми повинні зберігати в нашій робочої пам`яті мета нашого пошуку. Однак слід взяти до уваги, що частковий збіг робочої пам`яті і уваги відноситься тільки до довільної уваги. Мимовільне увагу вимагає використання робочої пам`яті.

Вирішення задач

Втім, завдяки робочої пам`яті ми не тільки запам`ятовуємо команди, цифри або події. Робоча пам`ять відіграє важливу роль, коли ми виконуємо різні завдання. Щоб переконатися в цьому, можна провести наступний тест: прочитати питання, потім закрити книгу і дати відповідь. Наприклад, скільки буде дев`яносто три мінус сім плюс три?

Щоб вирішити це завдання, нам знадобиться зробити кілька операцій в певному порядку. Більшість починає з того, що віднімає сім з дев`яноста трьох і отримує вісімдесят шість. Ми зберігаємо цю інформацію і одночасно витягаємо з пам`яті таку задачу - а саме додати три. Тепер ми додаємо три до вісімдесяти шести. Щоб вирішити цю та подібні завдання, необхідно пам`ятати питання, а також проміжний результат обчислень. Робоча пам`ять таким чином використовується як верстат для виконання різних розумових завдань, звідси і її назва.

Точно так же робоча пам`ять використовується для того, щоб зберігати в пам`яті проміжні підсумки, коли нам доводиться вирішувати логічні завдання. Наприклад, «якщо йде дощ, то галявина стає мокрою. Якщо галявина мокра, чи можемо ми з цього факту зробити висновок, що йшов дощ? »Для вирішення подібних завдань потрібен доступ до інформації, що зберігається в робочій пам`яті. Професор психології Алан Бедделі пропонує наступне визначення робочої пам`яті:

матриці Равена

На діаграмі показаний один з тестів, часто використовуваний психологами з метою оцінити загальні інтелектуальний рівень людини. Ця методика застосовується вже протягом багатьох десятиліть і називається матрицями Равена³⁵.

Даний тест являє собою трьохрядковим і трехколонной матрицю символів, де в нижньому правому куті відсутній один символ. Випробуваний повинен здогадатися, за яким принципом розташовані символи - від ряду до ряду і від колонки до колонки. Знайшовши закономірність, він зуміє відповісти на питання, який символ повинен знаходитися на порожньому місці, вибравши один із запропонованих відповідей.

Виявляється, наша здатність вирішувати подібні завдання найбільше залежить від того, яка кількість інформації ми здатні зберегти робочої пам`яті. Одна з найбільш цитованих статей на цю тему «Обсяг робочої пам`яті визначає наш інтелектуальний рівень?», Автор якої - німецький психолог Хайнц-МартінЗюс. Після ряду досліджень він прийшов до висновку: «В даний час обсяг робочої пам`яті - найточніший індикатор інтелекту, про це свідчать теоретичні викладки і практичні дослідження когнітивних можливостей людини»³⁶.

Психолог Рендалл Енгл з Технологічного інституту Джорджії (штат Атланта, США) також вважає, що між робочою пам`яттю і здатністю вирішувати різні завдання (або, точніше, загальним рівнем інтелекту, яким буде присвячена глава «Ефект Флін- на") існує безпосередній зв`язок. Зв`язок між обсягом робочої пам`яті і загальним рівнем інтелекту простежується в різних тестах. В одній з оглядових статей пропонується прийняти за корелят співвідношення 0,6 і 0,8 (де 0 - повна відсутність кореляції, а 1 - абсолютний показник)³⁷. Якщо ми погодимося з цим співвідношенням, то слід визнати: деякі випробовувані успішно справляються з різними завданнями (сформульованими, наприклад, в матрицях Равена), а інші показують результати вдвічі гірше. І цей феномен пояснюється різним обсягом пам`яті.

Чому робоча пам`ять відіграє таку важливу роль в процесі вирішення завдань? На цей рахунок існують різні точки зору³⁸. Для того щоб правильно відповісти на питання, сформульовані в матрицях Равена, нам доводиться, як і в математичних задачах, зберігати в робочій пам`яті візуальну інформацію, сортувати і переробляти її, а також запам`ятовувати команди. Ми також повинні контролювати нашу увагу.

Згідно Рендалл Енглу, особливо важливо частковий збіг робочої пам`яті і контролю уваги. Ми повинні пам`ятати, на чому нам слід сконцентруватися.

Дві паралельні системи уваги

Отже, зорова зона головного мозку проявляє підвищену активність у відповідь на зовнішні подразники. У зорової зоні спалахує прожектор і висвітлює карту, що відбувається. Але де саме знаходиться прожектор? Якби ми могли виміряти активність мозку саме в момент, коли мозок отримує команду звернути увагу на той чи інший об`єкт, то у нас з`явилася б можливість визначити місцезнаходження ділянок мозку, які відповідальні за функцію управління.

Кілька дослідницьких груп проводили експерименти, використовуючи тести Познера на кероване увагу. Результати тестів багато в чому збіглися. Познеру вдалося ідентифікувати дві області - одну в тім`яній частині, а іншу - в лобовій. Обидві активізуються в той самий момент, коли ми направляємо нашу увагу на який-небудь об`єкт. Можливо, нейрони в цих областях контактують з нейронами в зорової зоні і активізують певні точки. Можливо, в цей процес залучені і інші структури мозку.

В результаті багатьох досліджень вченим вдалося ідентифікувати області, які відповідають за процес активізації мимовільної уваги (наприклад, коли мета з`являється на дисплеї комп`ютера без завчасного попередження). В цьому випадку активізуються області, які знаходяться на стику тім`яної і скроневої часткою і трохи нижче лобової частки.

Дослідник мозку Мауріціо Корбетта (факультет медицини, Вашингтонський університет) зробив на основі безлічі експериментів висновок, що існують дві паралельні системи уваги: одна - система довільного (або контрольованого) уваги і інша - мимовільного (або неконтрольованого) уваги²⁸. Результати психологічних експериментів демонструють, що два різних типи уваги функціонують незалежно один від одного.

Приклад неуважності, продемонстрований в історії зі скрипкою на даху автомобіля, є формою розлади уваги, яка властива всім нам - в тій чи іншій мірі. Однак є люди, які страждають серйозним розладом уваги, перш за все мимовільної уваги. Такий феномен називають «ігноруванням» і пов`язаний він, як правило, з пошкодженням тім`яної області мозку²⁹. Тім`яна область в лівій півкулі головного мозку обробляє інформацію, яка надходить з правого поля зору, а права півкуля обробляє інформацію, що надходить і з правого, і з лівого поля зору. Після травми лівої півкулі права півкуля може функціонувати як дублююча система. Але права півкуля після травми не може впоратися з аналогічними завданнями, і симптоми порушень виявляються все виразніше. У людей з подібними травмами, як правило, звужується поле зору. Якщо кого-небудь з них попросять, наприклад, намалювати годинник, вони зможуть намалювати лише половину циферблата.

В одному дослідженні жінку з травмою тім`яної частки мозку попросили закрити очі і описати площа в її рідному місті в Італії, яка була їй добре знайома. Вона уявила собі, що стоїть на площі, віч-на-церкви. Але через травму вона змогла описати тільки ті будівлі, які розташовувалися в правому полі зору. Потім їй запропонували наблизитися до церкви і повернутися, так, щоб побачити площу з іншого боку. Тепер вона змогла описати будівлі, розташовані на іншій стороні площі.

Таким чином, певні обмеження пропускної здатності мозку пояснюються особливостями механізму уваги. Ми можемо, наприклад, направити нашу увагу на якийсь певний об`єкт. Але як пояснити обмежену пропускну здатність при виконанні більш складних інтелектуальних завдань, наприклад при управлінні увагою і при збереженні отриманої інформації? Чи можемо ми пояснити ці процеси?

Список літератури

¹⁷Існує безліч методик характеристики різних типів уваги. Наведені мною характеристики засновані на результатах новітніх досліджень активності мозку і різних типів уваги. Див. Наприклад: Corbetta, М. Shulman, G.L. Control of goal-directed and stimulusdriven attention in the brain. Nature Reviews Neuroscience, 2002. 3: 201-215- Kastner, S. Ungerleider, L.G. Mechanisms of visual attention in the human cortex. Annual Reviews of Neuroscience. 2000. 23: 315-341- Chronometric explorations of mind. Hillsdale, 1978. N. J .: Erlbaum- Posner, M.I.Orienting of attention. Quarterly Journal of Experimental Psychology. 1980. 32: 3-25- Posner, M.I. Petersen, S.E. The attention system of the human brain. Annual Review of Neuroscience, 1990. 13: 25-42.
¹⁸Mackworth, J.F. Vigilance and attention. Baltimore. 1970. Penguin.
¹⁹Приклад з життя скрипаля наведено з книги: Schacter, D.L.The seven sins of memory: how the mind forgets and remembers. New York: 2001. Houghton Mifflin.
²⁰Див. дослідження М. Познера: Posner, M. Chronometric explorations of mind. 1978. Hillsdale, N.J. Erlbaum- Posner, M.I. Orienting of attention. Quarterly Journal of Experimental Psychology. 1980. 32: 3-25.
²¹0 зв`язках між різного типу увагою див .: Fan, J., McCandliss, B.D., Sommer, T., Raz, A. Posner, M.I. Testing the efficiency and independence of attentional networks. Journal of Cognitive Neuroscience, 2002.14: 340-347.
²²Про комп`ютерних іграх і синдромі дефіциту уваги і гіперактивності см.: Lawrence, V., Houghton, S., Tannock, R., Douglas, G., Durkin, K. Whiting, К ADHD outside the laboratory: boys `executive function performance on tasks in videogame play and on a visit to the zoo. Journal of Abnormal Child Psychology, 2002. 30: 447-462.
²³Про дослідженнях феномена уваги на функціональному магнітно-резонансному томографі див .: Brefczyn- ski, J. А. DeYoe, Е. A. A physiological correlate of the `spotlight` of visual attention. Nature Neuroscience, 1999. 2: 370-374.
²⁴Багато дослідників порівнюють увагу з прожектором. Див. Зокрема: Sengpiel, Е Hubener, М. Visual attention: spotlight on the primary visual cortex. Current Biology, 1999. 9: R318 - R321.
²⁵Пізніші дослідження продемонстрували, що нейрони активізуються, коли виникає стимул. У той же час вони стають більш синхронізованими, тобто різні нейрони активізуються одночасно. Ритм частішає, досягаючи 40-70 коливань в секунду. Вимірюючи ступінь синхронізації нейронів, можна обчислити швидкість реакції. Див .: Womelsdorf, T., Fries, P., Mitra, P.P. Desimone, R. Gammaband synchronization in visual cortex predicts speed of change detection. 2006. Nature. 439: 733-736.
²⁶Про більш ранніх дослідженнях уваги см.: Roland, P.Е.: Somatotopical tuning of the postcentral gyrus during focal attention in man. A regional cerebral blood flow study. Journal of Neurophysiology, 1981. 46: 744-754- Roland, P.E. Cortical regulation of selective attention in man. A regional cerebral blood flow study. Journal of Neurophysiology. 1982. 48: 1959-1978.
²⁷Про дослідженнях феномена змагальності нейронів см.: Motter, B.C. Focal attention produces spatially selective processing in visual cortical areas VI, V2, andV4 in the presence of competing stimuli. Journal of Neurophysiology. 1993. 70: 909-919.
²⁸Про різних типах уваги см.: Corbetta, М. Shulman, G.L. Control of goal-directed and stimulus-driven attention in the brain. Nature Reviews Neuroscience. 2002. 3: 201-215. Результати досліджень в цій області описані в наступних роботах: Kastner, S., Pinsk, М .А., De Weerd, P., Desimone, R. Ungerleider, L. G. Increased activity in human visual cortex during directed attention in the absence of visual stimulation. Neuron, 1999. 22: 751-761- Hopfinger, J.B., Buonocore, M.H. Mangun, G.R.The neural mechanisms of top-down attentional control. Nature Neuroscience, 2000. 3: 284-291. Слід зазначити, що в процесі селективного уваги задіяні не тільки фронтальна і париетальная області мозку. Давид Лаберж і інші вчені підкреслюють, що важливу роль відіграє група нейронів під назвою «colliculus superior» ( «верхній горбок»). Вони функціонують як просторова карта, звідти контакти ведуть в кору головного мозку. Інша область головного мозку - таламус - також виконує важливу роль в процесі концентрації уваги. Йдеться про групу нейронів в самому центрі мозку, що складається з заднього горбка таламуса і ретикулярних ядер. Ці ядра пов`язані з великими фрагментами кори головного мозку, таке розташування дозволяє їм брати активну участь у функції уваги. Френсіс Крік, який отримав Нобелівську премію за свої відкриття в області ДНК, потім змінив сферу своїх наукових інтересів. Він включився в дослідження мозку, і, перш за все, вивчав кордону і механізми пізнання. У 1984 році написав статтю «Функції ретикулярного комплексу таламуса: гіпотеза прожектора». І в цій статті він порівнює увагу з прожектором.
²⁹Gazzaniga, М., Iviy, R.B. Mangun, G.R. Cognitive neu- roscience. Second edition. 2002. New York: Norton.