Перегруженный мозг. Информационный поток и пределы рабочей памяти

Психолог Майкл Познер провел серию простых, но эффектных экспериментов[20]. Они выполняются на компьютере. Каждое задание требует различной степени концентрации. В одном из заданий на экране монитора возникает «цель» — небольшой квадратик. Участник эксперимента должен — как можно скорее — нажать на клавишу. Таким образом измеряется скорость реакции на внешний стимул, или уровень произвольного внимания. В другом тесте на дисплее всплывает треугольник, который предупреждает о том, что скоро на экране появится «цель». Таким образом, измеряется уровень бодрствования. В третьем задании на экране возникает стрелка — за несколько секунд до того, как появится «цель». Стрелка не только предупреждает о событии, но и подсказывает, где именно его следует ждать. Теперь участник эксперимента может заранее направить свое внимание туда, где возникнет цель.

Измеряя скорость реакции, можно измерить и уровни разных типов внимания. Примечательно, что разные типы внимания функционируют независимо друг от друга. А это означает, что человек может испытывать затруднения только с одним типом внимания, а с заданиями, требующими другого типа внимания, справляется вполне успешно[21].

Австралийские ученые провели серию экспериментов. Дети, страдающие синдромом дефицита внимания, и здоровые дети играли в две видеоигры[22].

Первая игра называется «Выстрел в упор» («Point Blank»). Цель ее — обнаружить и обстрелять мишени, которые по очереди появляются на дисплее. Дети наперебой нажимают на клавиши. Результат игры зависит от уровня внимания и скорости реакции.

Вторая игра называется «Бандикут по имени Крэш» («Crash Bandicoot»). Герой игры, бандикут, австралийский барсук, прокладывает дорогу через джунгли, стараясь не угодить в западню, и попутно выполняет разные задания. Смысл игры заключается не только в том, чтобы своевременно направить внимание на определенный объект, но и в том, чтобы следить за его перемещениями по экрану.

В игре «Выстрел в упор» дети из обеих групп показали одинаковые результаты. Однако со второй игрой — «Бандикут по имени Крэш» — они справились по-разному. Дети, страдающие синдромом дефицита внимания и гиперактивности, получили намного меньше баллов, чем дети из контрольной группы: они часто ошибались, и бандикут у них то и дело погибал.

Полученные данные свидетельствуют о том, что разные системы — непроизвольного и произвольного внимания — функционируют по-разному. И это в свою очередь может означать, что разные области или разные процессы в мозге отвечают за внимание разного типа. Каковы биологические механизмы внимания и концентрации?

Прожектор

Представьте себе, что вы находитесь в большой комнате с белыми стенами, которая выглядит как экспериментальная лаборатория. У стен стоят полки, на которых штабелями лежат коробки, доверху набитые пластиковыми перчатками, медицинскими пластырями, лентами и подушками. В комнате есть также белые и голубые пластмассовые шары различного размера и объекты, похожие на огромные решетчатые шлемы. У объектов, которые стоят штабелями возле стен, есть одно свойство, которое их объединяет: они не являются магнитными. Посреди комнаты стоит белый куб — приблизительно два на два метра, он оснащен электромагнитом, создающим мощное магнитное поле, способное превратить маленький стальной кислородный баллончик в настоящий снаряд.

Чтобы создать такое сильное магнитное поле, требуются электромагниты, которые охлаждаются жидким гелием при температуре минус 296 °C. В центре куба есть цилиндрическое отверстие, а также выдвигающаяся кушетка, на которой можно поместить пациента и транспортировать его внутрь куба, с тем чтобы составить карту его мозговой активности.

Куб — это магнитно-резонансный томограф, один из самых сложных и умных приборов, позволяющих нам проследить, как функционирует человеческий мозг и, в частности, как функционирует механизм внимания. Поместив пациента в томограф, экспериментаторы давали ему разные задания, например переключить внимание с одной части картины на другую. А камера тем временем фиксировала состояние мозга. Примерно через полчаса после начала эксперимента была получена информация, позволившая точно определить, какие именно области мозга активизировались.

Техника позволяет проследить за процессами кровотока в мозге. Когда нейроны в отдельно взятой области мозга активизируются, туда устремляется поток крови, обогащенной кислородом.

В 1990-е годы ученые обнаружили, что поскольку гемоглобин воздействует на магнитное поле по-разному, в зависимости от того, присутствует ли в гемоглобине молекула кислорода или нет, магнитно-резонансная камера может использоваться для получения изображений мозговой активности. Камера также позволяет получить детализированные снимки мозга, с тем чтобы определить местонахождение опухолей и других аномалий. Но чаще всего, используя эффект обогащенного кислородом гемоглобина, ученые пытаются проанализировать функциональную деятельность мозга.