Самообучение человеческого мозга становится все ближе

Обычно и люди, и животные приобретают умения, опираясь на личный опыт. Однако, исследовательская группа из Соединенных Штатов Америки смогла внедрить определенный шаблон мозговой активности, минуя необходимость в непосредственном обучении или физическом воздействии.

Фото: unsplash.com by Henrique Félix, https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/

Девушки гуляют по городу

Это открытие привело к тому, что у испытуемых сформировалось новое понимание визуальных стимулов и изменилось их восприятие.

Традиционно, для освоения новой информации или приобретения навыка, человеку необходимо пройти через личный опыт, получить наставления от другого лица или следовать инструкциям. Центральная нервная система анализирует полученные данные, что в свою очередь способствует образованию новых нейронных соединений. Ранее проведенные научные работы продемонстрировали, что в этом процессе значительную роль играет сон, так как именно в период отдыха мозг консолидирует воспоминания и моделирует действительность, интегрируя новую информацию.

Команда специалистов, представляющих Университет Рочестера, а также Йельский и Принстонский университеты, разработала методику, позволяющую внедрять новые знания и умения в мозг, избегая очевидного процесса обучения и любых физических манипуляций. Результаты проведенного ими эксперимента были представлены в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.

Во время эксперимента участники находились внутри аппарата функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), что давало возможность ученым наблюдать за активностью их мозга в реальном времени. Добровольцам демонстрировали на экране колеблющиеся изображения и ставили задачу остановить их движение, используя исключительно силу мысли.

Исследователи предварительно установили, какая именно мозговая активность должна наблюдаться у испытуемых для успешного прекращения движения фигур. В процессе выполнения задания, авторы работы в режиме реального времени отображали активность мозга участников и, применяя специальный механизм, предоставляли им обратную связь с точностью до секунды, тем самым направляя мозг к желаемому шаблону. Этот процесс получил название "формирование" мозговой активности.

Движение фигур на экране прекращалось в тот момент, когда мозговая активность испытуемого соответствовала заданному паттерну. Это свидетельствовало о том, что человек сумел воспроизвести не привычный, а искусственно сформированный учеными образ объекта. Таким образом, исследователям удалось фактически передать участникам информацию о новых категориях объектов, воздействуя не на сами категории, а на способ их восприятия мозгом.

Как объяснили авторы статьи, участники могли реагировать на новые категории объектов и вести себя соответствующим образом, даже не осознавая этих категорий. Это указывает на то, что возможность мозга воспринимать и обрабатывать информацию в обход сознательного участия, то есть неявное обучение, распространяется и на формирование новых нейронных связей.

Ученые выражают надежду, что предложенная ими методика найдет применение в клинической практике. Они полагают, что корректировка паттернов мозговой активности может оказать помощь пациентам с нейроотличиями, приближая функционирование их мозга к стандартным показателям. Кроме того, открытая технология может оказаться ценной при создании интерфейсов, обеспечивающих взаимодействие между мозгом и компьютером.