Когда речь заходит о продуктивности, то лет 10 назад широко ходил миф про многозадачность. Да чего греха таить, я сам оборудовал рабочее место 4-мя мониторами и еще дополнительно ставил ноут, поддерживая «иллюзию значимости дел». Но это не многозадачность. Новое исследование посвящено способности человеческого мозга к истинной многозадачности. Мозг физически перестраивает свою архитектуру на основе длительного опыта, благодаря чему распараллеливает усвоенные задачи.
Используя технологии функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) и электроэнцефалографии (ЭЭГ), исследователи доказали, что непрерывные упражнения под нагрузкой (когнитивной или физической)перемещают обработку информации из постоянно перегруженной префронтальной коры в височную кору. За счет этого задача минует исполнительные процессы и освобождает лобные нейронные сети для обработки параллельных операций.
Ключевые факты исследования многозадачности
Это краткая выжимка материала, разбитая на ключевые моменты. Вся информации в этом тексте ниже – более подробное и детальное описание всего, что написано в этом разделе. Я пишу этот раздел опять же для того, чтобы у желающих подискутировать на тему в комментариях, были под рукой основные факты исследования. И не приходилось чего-то «додумывать самим».
Преодоление бутылочного горлышка в виде лобных долей. На ранних этапах обучения и освоения навыков префронтальная кора головного мозга, а это область, отвечающая за исполнительные функции и мышление, выступает в роли когнитивного узкого участка. Она способна качественно обрабатывать ровно одну задачу.
Открытие, связанное с постоянными нагрузками и временными разгрузками. После нескольких недель интенсивной тренировки нейронная сеть физически смещается, перекладывая автоматизированную задачу на височную кору – область мозга, оптимизированную для распознавания объектов и кодирования памяти.
Лонгитюдный анализ 30 000 испытаний. Исследователи отслеживали участников, которые выполнили более 30 000 испытаний по сортировке изображений в течение 5-10 недель с помощью мобильного приложения-игры. В процессе снимались сканы тканей мозга как до, так и после достижения мастерства.
Развенчание мифа о переключении задач. Результаты исследования напрямую опровергают традиционную неврологическую теорию о том, что многозадачность человека – это иллюзия, состоящая из быстрого переключения между задачами. Вместо этого исследование доказывает, что мозг физически создает отдельные нейронные цепи для одновременного выполнения двух задач.
Метрика «разучивания и компульсивности». Поскольку автоматизированное поведение переходит в физические нейронные цепи, менее доступные для сознательного мышления это проливает свет на природу зависимости. В частности, такие когнитивные стратегии как «подумай о чем-то другом», «отвлеки себя» не справляются с компульсивным поведением. Это буквально создает новую анатомическую карту, как стартовое руководство по терапии зависимостей.
Концепция непрерывного обучения человека. Перемещение автоматизированных навыков в височную кору освобождает префронтальную кору, позволяя ей использовать освоенную и устоявшуюся информацию как строительный блок для освоения новых навыков. Это крупный прорыв, объясняющий эффективность непрерывного обучения человека по сравнению с современными моделями искусственного интеллекта.
Горизонты совместимости цепей. Ведущий автор, доктор Максимилиан Ризенхубер, и соавтор, доктор Патрик Кокс, отмечают, что будущие исследования будут сосредоточены на точных сигналах, которые запускают эту миграцию, а также на поиск пределов параллельной обработки. Чтобы понять, насколько функциональным остается человек, когда разные задачи конкурируют за одни и те же физические сенсорные механизмы.
Мы способны к многозадачности. Но требуются значимые усилия, чтобы её освоить
Новое исследование ученых из Джорджтаунского университета показывает, как мозг перестраивается для автоматизации освоенных задач. Полученные результаты опровергли представление о том, как мы осваиваем сложные навыки. В частности: истинная многозадачность действительно возможна.
Исследование само по себе ценно для предпринимателей, показывая, что они действительно могут делать два дела одновременно. Кроме этого, в нашем дивном мире ИИ, результаты исследования закладывают фундамент для развития искусственного интеллекта. В частности, чтобы ИИ стал подобен мозгу, в своей способности опираться на ранее полученные знания.
Мы сделали еще один шаг в понимании того, как обучается мозг. Обнадёживает то, что каждый, кто читает эти строки, действительно способен обучиться выполнять несколько задач одновременно. В основе этого – способность волей и усидчивостью перестроить архитектуру мозга и использовать другие его участки.
Ведущий автор исследования Максимилиан Ризенхубер, доктор философии, профессор нейробиологии в Медицинской школе Джорджтаунского университета и содиректор Центра нейроинженерии
Главное, чтобы у вашей многозадачности была конкретная цель. К которой вы стремитесь прийти.
Многолетние исследования и то, как обучается мозг
Ученые хотели понять механизмы автоматизации и алгоритм, благодаря которому мозг переключается с состояния «я обучаюсь новой задаче», в состояние «я выполняю эту задачу на автомате». Градацией служил объем приобретенного опыта.
Хороший тому пример – вождение автомобиля. Когда человек только учится водить, это требует полной концентрации. Но после многих лет вождения большинство людей могут разговаривать, слушать музыку или обдумывать проблему, не сосредотачиваясь полностью на управлении транспортным средством.
«Вопрос в том: как мозг это делает?»
Большинство предыдущих исследований в области обучения были сосредоточены на ранних этапах, но то, что происходит с мозгом в долгосрочной перспективе, изучать сложнее и сама эта область крайне плохо изучена. А то, что исследуется, крутится вокруг дофамина. Хотя его роль критически важна для понимания смыслов деятельности.
Как исследуется многозадачность?
Ученые обучали людей сортировать измененные изображения автомобилей по двум категориям. Но для сортировки важно было видеть тонкие различия. Участники выполнили более 30 000 заданий в течение 5-10 недель, но проходили его в формате игры на телефоне. Исследователи использовали функциональную МРТ и ЭЭГ для сканирования мозга участников до и после выполнения заданий.
В начале исследования, когда люди учились сортировать изображения, это активировало их префронтальную кору. Префронтальная кора сама по себе отвечает за исполнительные функции и мышление, но может выполнять только одну задачу за раз.
Однако, когда исследователи провели сканирование мозга участников, которые в течение нескольких недель сортировали картинки, то обнаружили, что активность при сортировке происходит в височной коре. Той части мозга, что отвечает за кодирование памяти и распознавание сложных объектов.
Комментарий исследователей
Предыдущие исследования показали, что части височной коры могут активироваться определенными категориями объектов у опытных наблюдателей: орнитологи так моментально распознают птиц, любители авто – сходу выделяют любимую модель, что уж и говорить про коллекционеров покемонов и т.д. Но недостаток исследований, которые брали эти группы людей за основу в том, что такие исследования проводились только после того, как люди становились экспертами в своей сфере.
В этом преимущество нового исследования. Оно лонгитюдное, измерения проводятся до и после обучения, поэтому ученые и проследили метаморфозы на уровне организации нейронных связей в разных участках мозга.
Как результат, наш опыт буквально перестраивает мозг, чтобы обойти бутылочное горлышко в виде лобных долей. Так префронтальная кора остается свободной зоной для восприятия нового опыта. Как своего рода «огромный буфер восприятия и интерпретации», который с огромным трудом и под огромным давлением интегрирует наше восприятие в автоматические привычки.
Опровержение мифов про мультизадачность
Полученные данные опровергают давнюю теорию о том, что люди не способны к истинной многозадачности. Ранее подразумевалось, что мозг быстро переключается между двумя задачами. Тем самым имитируя продуктивность и вовлеченность.
Но вот перенос автоматических задач в височные области мозга – это и есть то самое распараллеливание процессов и истинная мультизадачность.
Полученные результаты также важны для понимания компульсивного поведения, поскольку они демонстрируют, что усвоенные модели поведения перемещаются в мозговые цепи, которые защищены от вмешательств со стороны сознательного мышления или исполнительных функций.
Это также помогает объяснить, почему люди так хороши в непрерывном обучении или развитии навыков. Тех областях, с которыми у ИИ до сих пор возникают проблемы.
Перемещение усвоенного навыка в височную кору и освобождение места в префронтальной коре позволяет мозгу использовать старую информацию в качестве строительного блока для изучения чего-то нового. Такая архитектура не свойственна ИИ. Пока еще.
Но, несмотря на оптимизм, есть нюансы. Например: какие именно задачи можно освоить достаточно хорошо, чтобы выполнять их параллельно? Мы можем идти по улице и жевать жвачку, но писать сообщение со смартфона за рулем, никогда не будет безопасно, потому что мы отвлекаемся от дороги. И вот здесь можно исследовать процессы, которые помогут отстроить полностью отдельные нейронные цепи для двух задач, позволяя тем течь параллельно.
Ответы на ключевые вопросы
В: Каким образом человеческий мозг физически меняет свою форму, чтобы стать многозадачным?
О: Путем создания группы нейронных связей в специально выделенной под это области, избирательно реагирующей на определенные стимулы. Исследование Джорджтаунского университета показало, что многократная отработка навыка десятки тысяч раз перестраивает мозг, позволяя задаче переместиться из переполненной префронтальной коры в височную долю, создавая постоянную, автоматизированную схему.
В: Почему это открытие объясняет трудности избавления от навязчивых привычек?
О: Эти глубоко закрепленные привычки перемещаются в области мозга, активность которых обходит наш «центр управления сознанием». Поскольку эти автоматизированные действия обрабатываются в височной коре, а не в префронтальной исполнительной сети, простая попытка «подумать о чем-то другом» неэффективна, потому что такое поведение выполняется в рамках цепи, отдельной от сознательного мышления.
В: Чему инженеры в области искусственного интеллекта могут научиться у того, как человеческий мозг переключает задачи между различными областями?
О: Как освоить непрерывное обучение, не стирая прошлые данные. Освобождение места в префронтальной коре путем переноса усвоенных навыков в височную кору позволяет людям использовать старые воспоминания в качестве модульных строительных блоков для изучения новых вещей – структурный прием, который современным моделям ИИ пока сложно воспроизвести.
Свои вопросы вы можете смело оставить в комментариях к статье, и я на них отвечу. Больше переводов новостей – вы найдете в профиле на этом ресурсе.
Связаться напрямую можно или по почте: filipp.donchev@gmail.com
Или в Телеграме
Понимать сильные стороны своих недостатков, улучшать адаптивность и применять знания о мозге на практике – обо всем этом читайте на канале.
ссылка на оригинал статьи https://habr.com/ru/articles/1044480/