Какая связь между обучением и нейрофизиологией?

В статье:

• Методы нейронауки
• Нейропластичность
• Исследования в области когнитивной нейронауки
• Нейролингвистика и принципы подготовки учебных материалов
• Образовательная нейронаука

О каких пластических изменениях мозга идет речь, и как помогут эти знания обычному участнику обучающего процесса? Например, что важно учесть при организации корпоративного обучения персонала?

Нейроисследователи пришли к интересным выводам относительно того, что происходит в нашем мозгу, когда мы обучаемся, и некоторые данные действительно можно учесть при подготовке и организации тренингов. Давайте сначала вспомним, что такое нейронаука и на что она способна. 

Нейронаука – это междисциплинарная область знаний, которая занимается исследованиями работы мозга и нейронных процессов. Нейронаука занимается всем, что связано с работой мозга: молекулярными структурами, нейронными процессами, связью нервных процессов с нашим поведением.

Методы нейронауки

Методы нейронауки прежде всего призваны визуализировать процессы, происходящие в мозге и нервной системе при различных состояниях человека. Возможности нейронауки достаточно широки.

С помощью МРТ можно получить изображение внутренних отделов головного мозга и изучать состояние мозга. Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) позволяет наблюдать за работой мозга в движении под воздействием тех или иных факторов и в разных состояниях. Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) позволяет исследовать внутренние органы, магнитоэнцефалография (МЭГ) – измерять магнитные поля, которые производятся в результате электрической активности мозга, электроэнцефалография (ЭЭГ) позволяет регистрировать биоэлектрическую активность головного мозга, транскраниальная магнитная стимуляция активизировать или задерживать работу определенных зон мозга, а айтрекинг, или окулография (eye tracking, oculography), позволяет фиксировать движения глаз и анализировать последовательность изучения рассматриваемого объекта.

Как видим, инструментов и методов достаточно, чтобы серьезно исследовать процессы головного мозга и учитывать полученную информацию в организации обучения.

В обучении используют несколько дисциплин нейронауки:

• Нейрофизиологию, изучающую взаимодействие нервной системы и нейронов.
• Когнитивную нейронауку, которая занимается связью активности мозга с познавательной активностью и реакциями человека, в частности исследует нейронные процессы как основу мышления.
• Нейролингвистику, предметом изучения которой является система языка и речевые механизмы мозга.

Нейрофизиология выявляет взаимосвязи между особенностями физиологии и процессом обучения. Когнитивная нейронаука изучает влияние внешних факторов на процессы мышления и принимаемые решения. Нейролингвистика выявляет особенности восприятия человеком устной и письменной речи.

Как все это учитывать? Приведем примеры.

Нейропластичность

Исследования в области нейрофизиологии привели к выводу, что при обучении в нейронной сети мозга происходят пластические изменения. Именно им мы обязаны нашей возможности учиться. Точнее особенному свойству нашего мозга – нейропластичности.

Нейропластичность – это свойство мозга меняться в результате получаемого опыта, а также восстанавливать утраченные связи при определенных обстоятельствах.

Свойство выражается в том, что процесс изучения реорганизует сложные мозговые структуры. Иными словами, когда мы учимся – в мозгу происходят физиологические изменения, примерно так, как меняется наше тело при занятиях спортом. Причем возможность мозга меняться не ограничивается возрастом.

Это свойство было открыто сравнительно недавно. Раньше считали, что структура головного мозга не меняется после того как формируется в детстве.

Это невероятное открытие! Это значит, что человек способен успешно учиться не только в детстве. Планируя корпоративное обучение и тренинги, можно смело учитывать, что эксперименты подтвердили высокую нейропластичность мозга у взрослых людей, в частности, у людей старших возрастов, причем нейропластичность в зрелом возрасте компенсирует некоторые возрастные изменения мозга и позволяет даже успешнее, чем в более молодом возрасте, решать сложные задачи.

А вы все еще считаете, что нужно успеть выучить самое важное в детстве, потому что взрослым обучение дается труднее? Как видим, это оказалось мифом.

Нейропластичность продолжает изучаться. Ожидается что углубление изучения этого свойства приведет к открытию новых, более эффективных, методик обучения.

Как была открыта нейропластичность? Однажды советский психолог, основатель отечественной нейропсихологии Александр Романович Лурия в ходе экспериментов обнаружил, что при травме одной части мозга ее функции могут брать на себя другие его части. Продолжение исследований в этом направлении привели к открытию нейропластичности.

Наш мозг состоит из взаимосвязанных нервных клеток – нейронов, и клеток глии. Во время процесса обучения прочность связей между нейронами меняется и связи начинают разрушаться и создаваться. Кроме того, происходит нейрогенез – процесс создания новых нервных клеток в уже зрелой нервной системе! Вот и еще один миф развенчан. Вы считали, что нервные клетки не восстанавливаются? Оказывается, в ходе обучения, создаются новые нервные клетки! Да, тренинги для руководителей, периодические деловые игры для взрослых сотрудников, включая коллег в почетном возрасте вполне успешно создают новый опыт, дают новые знания, обогащают нервную систему! Все эти удивительные открытия позволяет сделать именно нейронаука.

Весь 20-й век люди думали, что структура ствола мозга и неокортекса не меняется после того, как завершает формироваться в юном возрасте. Долгое время считалось, что возможности учебы взрослого человека ограничены, тогда как области, отвечающие за память и восстановление нервных клеток высокопластичны на протяжении всей жизни.

Благодаря нейропластичности происходят клеточные изменения мозга, и даже переопределение ролей в коре мозга, если повреждены определенные отделы мозга. Физиологических изменений в мозгу можно достичь путем многократного повторения материала в процессе переживания разных ситуаций с повторяющимися паттернами. Если требуется не просто объяснить, но и научить, вызвать не просто узнавание, но и запоминание и использование полученного материала, необходимо определенное количество повторений, что позволит сформировать устойчивые навыки.

Вот почему игры для компании на закрепление знаний, полученных во время тренинга, способствуют научению, и вот почему бизнес тренинги для руководителей нужно проводить периодически и в разных форматах, причем, независимо от возраста руководителя.

Это позволят сформировать изменение топологии нейронной сети мозга. И вот что важно. Важно не просто повторять, поскольку не сами повторения приводят к обучению, а повторять по-разному. К закреплению знаний приводят ситуации, при которых на каждом новом цикле действие повторяется иначе, учитываются ошибки предыдущего цикла и дается новое направление попыток следующего цикла.

Эти знания позволяют оптимизировать учебный контент и дополнять педагогический дизайн новыми требованиями с целью повышения эффективности восприятия учащихся.

Все это возможно благодаря открытиям в нейрофизиологии.

Исследования в области когнитивной нейронауки

В когнитивной нейронауке тоже происходят открытия, влияющие на эффективность учебного и многих других процессов, включая рекламу и маркетинг. Так нобелевский лауреат Д. Канеман доказал, что людям свойственно опираться на ограниченное число эвристических принципов.

Иными словами, людям свойственно автоматически упрощать сложные задачи оценки вероятностей и прогнозирования и сводить их до более простых, буквально примитивных и поверхностных операций суждения.

Это приводит к тому, что люди совершают массу нерациональных поступков, неспособны контролировать свое мышление, принимают неверные решения при определенных условиях. Этот феномен Канеман описал в своей книге «Думай медленно… Решай быстро». Выводы ученого могут привести к прорывным идеям в области обучения.

Ведутся исследования по выявления триггеров принятия решений в ходе учебного процесса.

Нейролингвистика и принципы подготовки учебных материалов

Открытия в области нейролингвистики позволяют повышать эффективность учебных материалов, особенно онлайн-программ. Сейчас доступны результаты исследований на основе отслеживания, куда смотрит человек, изучающий учебный материал, будь то видео или текст, на чем останавливает взгляд и в связи с чем лучше запоминает. Наблюдение за активностью зон мозга во время узнавания, запоминания, осознания и прочих процессов дают богатую почву для оптимизации структуры учебных курсов.

Используя возможности ЭЭГ и айтрекинга, уже сейчас созданы нейрокомпьютерные интерфейсы, которые позволяют организовать связь между человеком и машиной. Благодаря установленной коммуникации между сознанием (мозгом) и электронным устройством, человек умеет буквально управлять техническим средством «силой мысли». Такие конструкции уже используются в обучении и в медицине.

Образовательная нейронаука

Появилось научное направление, которое объединило педагогические, психологические, методические и нейродисциплины, чтобы исследовать взаимосвязи между процессами мозга и процессом обучения, и чтобы находить способы повысить эффективность образовательного процесса. Это направление получило название нейропедагогика.

В учебных заведениях создаются исследовательские центры образовательной нейронауки. Работают международные структуры, посвященные нейронауке. Сейчас нейронаука вошла в стадию внедрения в практику результатов исследований, которые готовы к использованию. Читайте также о нейромифах и путях повышения эффективности обучения на основе нейрооткрытий.