Миф о многозадачности оказался ошибочным: выяснили нейробиологи

Ученые Медицинского центра Джорджтаунского университета (США) показали, что мозг способен глубоко перестраиваться, чтобы человек мог выполнять две сложные задачи одновременно. Это исследование, опубликованное в журнале Journal of Cognitive Neuroscience, ставит под сомнение старую идею, что мозг просто быстро переключается между делами, а не делает их по-настоящему параллельно.

Как мозг переводит навыки на автопилот

Каждый из нас сталкивался с этим на практике. Когда человек только садится за руль, все силы уходят на то, чтобы следить за дорогой, педалями и зеркалами. Но спустя годы вождения многие спокойно беседуют с пассажиром, слушают подкаст или обдумывают рабочие вопросы, почти не задумываясь о самом процессе управления машиной.

Максимилиан Ризенхубер, профессор нейробиологии и ведущий автор работы, говорит:

«Вопрос в том: как ваш мозг это делает?»

Раньше нейроученые в основном изучали первые дни и недели обучения — когда все ново и требует максимальной концентрации. Долгосрочные изменения в мозге оставались малоизученной территорией, потому что такие эксперименты требуют месяцев работы и серьезных ресурсов.

Подробности эксперимента

В новом исследовании решили исправить этот пробел. Участников на протяжении пяти-десяти недель обучали тонкому различению изображений автомобилей. Задача выглядела как мобильная игра: нужно было сортировать слегка измененные фотографии машин по двум категориям, замечая едва уловимые различия в форме, деталях или пропорциях. Каждый человек выполнил более 30 тысяч таких заданий.

До начала тренировок и после их завершения мозг участников сканировали с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), которая показывает активность разных зон, и электроэнцефалографии (ЭЭГ), фиксирующей электрическую активность нейронов.

Переезд задачи в другую часть мозга

На начальном этапе сортировка автомобилей сильно активировала префронтальную кору — переднюю часть лобных долей. Эта область отвечает за исполнительные функции: планирование, внимание, принятие решений в сложных ситуациях. У нее есть серьезное ограничение — она может качественно обрабатывать только одну такую задачу за раз, работая как узкое место всей системы.

После нескольких недель интенсивной практики все изменилось. Задача «переехала» в височную кору — область, которая специализируется на распознавании сложных объектов, лиц, сцен и хранении долговременной памяти.

Патрик Кокс, первый автор статьи, который начинал работу еще аспирантом в лаборатории Ризенхубера, а теперь работает доцентом психологии в Университете Лихай, объясняет:

«Интенсивная тренировка по сути создала в височной доле область, избирательно реагирующую на определенные категории объектов, которой раньше не было».

Теперь информация от этой специализированной зоны напрямую шла к моторным и выходным отделам мозга, обходя префронтальную кору. Чем сильнее разгружалась префронтальная область от задачи с автомобилями, тем успешнее участники справлялись с дополнительным заданием одновременно.

Реальное значение открытия

«Мы показали, что нейронные связи изменяются таким образом, что мозг может выполнять две задачи одновременно. Это и есть настоящая многозадачность», — подчеркивает Ризенхубер.

Результаты помогают понять, почему опытные специалисты, например рентгенологи, после многих лет практики почти автоматически определяют на снимках, является ли новообразование опасным или нет. Они видят нужные признаки быстро, без долгого сознательного анализа.

Открытие проливает свет и на компульсивное поведение. Когда привычки или модели действий глубоко уходят в височную кору, они становятся менее доступными для сознательного контроля. Именно поэтому простые советы «просто подумай о чем-то другом» часто не работают — поведение уже живет в других нейронных цепях.

Кроме того, работа интересна для создателей искусственного интеллекта. Человеческий мозг умеет использовать старые хорошо отработанные навыки как готовые блоки для освоения нового. Современные нейросети пока плохо справляются с таким эффективным накоплением и переносом знаний.

«Наше исследование показало, что мозг гораздо пластичнее, чем мы привыкли считать. При достаточном количестве осознанной практики он находит способ освобождать ресурсы и делать больше, сохраняя высокое качество выполнения задач», — заключают ученые