Ученые Международного центра исследований развития человека изучают, какие процессы происходят в мозге человека при обучении. Они хотят выяснить, почему после тренировок мозг начинает работать лучше и сравнить его деятельность во время разных математических упражнений.
Исследование основано на теории связности мозга (human brain connectivity) – взаимодействии отделов при обработке информации. Эта теория изучает не просто поведение отдельных зон мозга, а то, как орган работает в целом.
– Существует положение, согласно которому области головного мозга обмениваются между собой информацией, если их нейроны осциллируют (колеблются) на одной и той же частоте. Снимая ЭЭГ, мы можем измерить осцилляции групп нейронов разных участков головного мозга, – объясняет один из исследователей, магистрант факультета психологии ТГУ Никита Яковлев.
В эксперименте участвуют 32 человека. В течение пяти дней они решают математические задачи на умножение и вычитание. Ученые регистрируют работу мозга участников с помощью электроэнцефалографического метода в первый и пятый день – когда человек делает задания в первый раз и после того, как прошла «тренировка».
– На основании изменений электрической активности, источником которой является мозг человека, мы можем оценивать, какие мозговые процессы сопровождают ту или иную деятельность, – рассказывает руководитель проекта, младший научный сотрудник лаборатории когнитивных исследований ТГУ Михаил Залешин. – Как меняется совместная работа отделов мозга и меняется ли она вообще? Почему через пять дней человек начинает решать примеры быстрее и лучше? Что обеспечивает эту более успешную работу? На эти вопросы нам предстоит ответить.
Исследователи также хотят сравнить, какие процессы происходят при умножении и какие при вычитании. При вычитании, отмечают они, человек выполняет расчеты, используя только конкретные значения чисел, а при умножении вспоминает таблицу умножения, и здесь включается память. Ученые планируют выявить, чем отличаются эти процессы с точки зрения работы мозга.
– Исследования о том, что определенный отдел мозга отвечает за конкретные действия человека, появились после Второй мировой войны, когда было много людей с травмами. Но сегодня известно, что за действие отвечает не конкретный отдел, а несколько. Они обмениваются между собой информацией, и эта связь еще плохо изучена, – говорит Михаил Залешин.
Собранные данные анализируют с помощью теории графов. На обработку результатов, полученных от одного респондента, уходит 16 часов, поэтому ученые планируют использовать суперкомпьютер ТГУ СКИФ Cyberia.
Результаты этой работы будут полезны для дальнейших исследований работы мозга. По словам авторов проекта, сегодня человечество еще очень мало знает о том, как мозг обеспечивает повседневную деятельность человека.
Эксперимент ученые ТГУ проводят совместно с коллегами из Мидлсекского университета, Университетского колледжа Лондона, Голдсмитс колледжа и Королевского колледжа Лондона (Великобритания).
Узнайте больше: приглашенный специалист Международного центра исследований развития человека Илья Захаров рассказывает о связности мозга (коннектомике) в газете «Проект Alma Mater».
Международный центр исследований развития человека – исследовательский центр, целью которого является получение и внедрение новых знаний о развитии человека, которые позволят обеспечить позитивное развитие на всех этапах жизни. Ученые центра планируют использовать полученные знания в таких сферах, как образование, здоровье, профессиональная деятельность, в том числе в экстремальных условиях. С 2016 года МЦИРЧ входит в один из САЕ университета – Институт человека цифровой эпохи.