Как мы учимся. Почему мозг учится лучше, чем любая машина… пока

Если просканировать мозг ребенка, который только научился читать, что мы увидим? Помимо активации зрительных областей, отвечающих за распознавание букв, и участков височных долей, отвечающих за обработку фонем, слогов и слов, мы увидим возбуждение в теменных и префронтальных отделах коры³¹⁰. По мере консолидации навыка эта интенсивная и энергозатратная активность, отражающая усилия, внимание и сознательный контроль, постепенно исчезает (см. цветную иллюстрацию 18). У взрослого перечисленные области больше не участвуют в чтении и активируются только в особых случаях, когда мозг вынужден переключиться в медленный режим – например, если буквы р а з р е ж е н ы или ³¹¹.

Автоматизация навыка чтения предполагает создание ограниченной и узкоспециализированной нейронной сети для обработки последовательностей букв, с которыми мы сталкиваемся регулярно. По мере процесса научения в мозге возникает чрезвычайно эффективная система для распознавания наиболее распространенных символов, а также их комбинаций³¹². Наш мозг собирает статистику: он определяет, какие буквы встречаются чаще всего, где и в каких комбинациях. Даже первичная зрительная кора адаптируется к форме и положению наиболее частотных букв³¹³. Спустя несколько лет она переключается в нормальный режим и начинает функционировать без какого бы то ни было сознательного вмешательства³¹⁴. На этой стадии активация теменной и префронтальной коры уже не наблюдается: теперь мы можем читать без усилий.

Все вышесказанное относится не только к чтению, но и ко всем другим областям знаний. Учимся ли мы печатать на клавиатуре, играть на музыкальном инструменте или водить автомобиль, наши движения изначально находятся под контролем префронтальной коры: мы выполняем их медленно и сознательно, одно за другим. К счастью, повторенье – мать ученья: со временем мы перестаем прикладывать усилия и можем пользоваться этими навыками, разговаривая или думая о чем-то другом. Благодаря постоянной практике функции контроля переходят к моторной коре – прежде всего к базальным ганглиям, скоплению подкорковых связей, регистрирующих наше автоматическое и повседневное поведение (включая молитвы и ругательства!). То же самое происходит и с арифметикой. Для маленького ребенка каждый пример – Эверест, восхождение на который требует величайших усилий и мобилизации нейронов префронтальной коры. На этом этапе вычисления осуществляются последовательно: чтобы решить пример 6 + 3, большинство детей считают по одному: «Шесть… семь, восемь… девять!» По мере консолидации ребенок начинает извлекать ответ непосредственно из памяти; в это время активность префронтальной коры угасает в пользу специализированных сетей в теменной доле и вентральной части височной доли³¹⁵.

Почему автоматизация так важна? Потому что она высвобождает ресурсы мозга. Как вы помните, теменная и префронтальная кора представляют собой универсальную сеть управляющего контроля, которая не способна к мультизадачности. Пока центральный исполнительный орган нашего мозга сосредоточен на одной задаче, все остальные сознательные решения откладываются или отменяются. Таким образом, до тех пор пока некая умственная операция не автоматизирована за счет избыточного научения и, следовательно, требует усилий, она будет поглощать ценные ресурсы внимания и мешать нам сосредоточиться на чем-либо еще. Консолидация необходима, ибо позволяет направить наши драгоценные мозговые ресурсы на другие цели.

Рассмотрим конкретный пример. Представьте, что вам нужно решить математическую задачку, но ваши навыки чтения остались на начальном уровне: «Шо-фер вы-е-хал из го-ро-да А в два ча-са и в во-семь ча-сов о-ка-зал-ся в го-ро-де Б, ко-то-рый на-хо-дит-ся в пя-ти-ста ки-ло-мет-рах от го-ро-да А. Ка-ко-ва бы-ла е-го сре-д-ня-я с-ко-ро-с-ть?» Думаю, вы меня поняли: одновременно читать и считать практически невозможно. Трудности с чтением сводят на нет всякую способность к арифметическим размышлениям. Посему необходимо, чтобы наиболее полезные умственные инструменты, такие как чтение или арифметика, стали нашей второй натурой – иными словами, чтобы они работали без участия сознания и без усилий. Нельзя достичь высших уровней образовательной пирамиды, не укрепив предварительно ее фундамент.

Ключевая роль сна

В предыдущей главе мы убедились, что процесс научения протекает гораздо эффективнее, если учебная деятельность осуществляется с равными интервалами: проще говоря, вместо того чтобы пытаться усвоить весь урок за один день, лучше растянуть его во времени, разбив на несколько частей. Причина проста: каждую ночь наш мозг консолидирует то, что мы узнали днем. Это одно из важнейших открытий нейробиологии за последние тридцать лет: сон – не просто период бездействия или сбора мусора, который мозг накопил во время бодрствования. Совсем наоборот: пока мы спим, мозг остается активным; он запускает специальный алгоритм, который воспроизводит важные события прошедшего дня, и постепенно переносит их в более продуктивный отсек нашей памяти.