Навчання і мозок

Можна припустити, що поняття простору дуже просте і абсолютно очевидне. Проте, скажімо, у Стародавній Греції в нього вкладали зовсім інший, ніж сьогодні, сенс. Греки вважали, що простір відділяє тіло від навколишнього його середовища, тобто визначали його як перехід з тіла назовні. Ця антична точка зору збереглася в топологічному визначенні простору.

З плином часу поняття простору змінювалося. Школа Евкліда встановила тривимірність простору, німецька — стверджувала, що простір визначається існуючими в ньому об’єктами. Фізики і геометри розійшлися з цього приводу. З пізніших дослідників Альфред Уайтхед, наприклад, вважав, що простір — це просто якась властивість світу, яка не залежить ні від відстаней, ні від швидкостей, ні від будь-яких споріднених їм заходів.

Не менш різні і уявлення про час. Близько двох третин людей, що живуть на Землі вважають час циклічним. Багато дотримуються інших поглядів на час: зв’язують його з прийнятою системою вимірювання, вважають його релятивіським (тобто розглядають як щось відносне) і т. д. В астрономії та космології прийнято розглядати два види часу: величину, відповідну певному, «заданому» дню, та її логарифм.

Словом, властиве нам як людським істотам уявлення про час істотно відрізняється від чинної системи числення часу, тому що ми завжди по-іншому оцінюємо період, який містить яку-небудь подію: «заповнений» час завжди проходить швидше, ніж «порожній».

Хід часу не ділить його на однакові відрізки. У свій час американський психолог Вільям Вогел написав статтю про час в біології, протиставляючи свою концепцію поглядам на роль часу, розвиненим у фізиці. Він зазначив, що в біології величина проміжку часу повинна визначатися ступенем новизни, що відрізняє дві аналізовані події. Тому для дитини, якій все суще є новиною, тривалість часу виявляється багато більше, ніж для дорослої людини. Коли ми дорослішаємо і одержуємо з навколишнього середовища все менше і менше інформації, час має властивість суттєво стискатися — так воно і відбувається в дійсності.

Хоча час важко класифікувати за видами або сортами, можна виділити одну його відмітну ознаку, а саме — належність до минулого, теперішнього чи майбутнього. Який би вид часу ви не вибрали, зовнішній світ буде на вас впливати, а ви самі будете сприймати його; тому, коли йдеться про минуле, можна володіти достовірними даними; маючи справу з майбутнім, ми не володіємо інформацією про нього, але можемо спробувати впливати на нього; і, нарешті, теперішнє — це, строго кажучи, те, про що нічого не відомо і що змінити неможливо. Це важливі визначення, і в них слід уважно розібратися.

Важливо також зуміти визначити кількість інформації, яку людина може сприйняти відразу. Які б не були наші завдання, чого б не повинна була вчитися дитина, слід дробити теми на досить малі порції, інакше вона взагалі відмовиться сприймати. Необхідно виділити такі «обсяги» простору і часу, щоб важливі для дитини події відбувалися в межах цього простору за відповідний проміжок часу. Що стосується мене, то я не бачу тут особливих відмінностей між простором і часом: все визначає розмір події — в одних випадках вона може виявитися тривалою за часом, але займати невелику область простору; в інших випадках справа може бути якраз протилежним чином. Але одне обмеження все-таки є: вивчаючи поведінку людини, немає сенсу вибирати відрізки часу, менше однієї сотої секунди.

Людина протягом всього життя продовжує вчитися, удосконалюючи і коригуючи відображений у її мозку образ зовнішнього світу. В основному цей процес завершується до шістнадцяти років. Стаючи старше, людина починає втрачати старі відомості майже так само швидко, як здобуває нове знання, — вона може добитися швидкого прогресу в якійсь певній області, але втратити загальну гнучкість мислення. Таким чином, інтерес представляє той найважливіший період, який починається з народженням людини, досягає розквіту приблизно через шістнадцять літ після цієї події і потім поступово сходить нанівець.

Нам відомо, що саме в цей час формується більша частина нервових зв’язків. В основному цей процес закінчується до шістнадцяти років, принаймні в тій ділянці мозку, яка керує мовою людини. До цього часу дитина вже в змозі віддавати собі звіт в тому, що вона збирається робити, інакше вона ніколи не зможе прогнозувати свої вчинки. Вона перестає рухатися до мети на дотик — вона її визначає і фіксує: «Ось в чому полягає моє завдання, і я маю намір вирішити його таким-то й таким-то способом і т. п.». Подібна ситуація виникає у шістнадцять років, іноді — в дванадцять, а іноді — і у вісімнадцять.

Не можна стати хорошим скрипалем або танцюристом, не вступивши на це поприще в досить юному віці. Пізніше, коли цей короткий відрізок людського життя пройде, ви вже не зможете стати «майстром», до вісімдесяти років людина перестає відчувати бажання вчитися. Ми все ще здатні засвоювати зокрема те, що відноситься до нашої вузької сфери діяльності, проте ми робимо це зовсім не тими способами, що використовує дитина при навчанні. Таким чином, найважливішу роль у людському житті відіграють перші роки (приблизно п’ята частина всього життя), причому, чим ближче до моменту народження — тим більше значення вони набувають.

Стаючи старше, людина відмовляється не тільки від способів навчання, властивих дитині, — простір, в якому вона може оперувати, стискається. Людина втрачає мобільність, і доступний їй світ звужується. З іншого боку, дитина судить про величину свого світу, порівнюючи найменший і найбільший предмети з тих, що вона може побачити і в змозі сприйняти. На перших порах цей світ не дуже великий — протилежна стіна кімнати обмежує його, і все, що лежить поза межами видимості, може взагалі не існувати для дитини. У цей період простір порівняно невеликий, а відрізки часу тривають щонайбільше — секунди, для немовляти це, у всякому разі, не хвилини. Зв’язки між початком і кінцем події, що тривають хвилину, втрачаються безповоротно. Отже, не усвідомивши ситуацію швидко, дитина не зможе встежити за її розвитком.

По всій імовірності, в юності людина володіє найбільшим простором. В сферу її дії входять безліч ділянок простору, однак її увага до них не настільки пильна, щоб вона могла обговорювати їх властивості. Дитина «збирає» інформацію та встановлює зв’язки між об’єктами зовнішнього світу, формуючи власну модель цього світу. Між сімома і одинадцятьма роками укладено найважливіший період цього процесу, бо те, чого дитина не досягла до дванадцяти років в цьому відношенні, втрачено для неї назавжди.

Саме в цей період утворюється велика частина мієлінової оболонки мозку — до сімнадцяти років формується 95 відсотків її. Говорячи про утворення мієлінової оболонки, ми маємо на увазі наступне. Існують особливі клітини — нейроглії, які приклеюються до аксона нейрона і обвиваються навколо нього: в результаті аксон виявляється «оплетеним» шаром глії — особливих клітин, які є тільки в мозку. У людському організмі кожна з таких клітин може оповитися навколо одного аксона, і утворений з них ланцюг збільшує швидкість проведення і обмежує область поширення нервового імпульсу. Цей механізм забезпечує виникнення специфічних трактів в нервовій системі. До 16-17 років, таким чином, нервова система набуває дуже струнку структуру. У більш пізньому віці її формування пов’язане з надзвичайними труднощами.

Результати останніх досліджень показують, що людський мозок містить понад тисячу мільярдів нейронів: кількість клітин глій ще більше, причому деякі з них є «годувальницями» нейронів: ні за яких обставин нейрон не має безпосереднього контакту з кровоносною судиною — зв’язок здійснюється лише через глію. Всі кровоносні судини оточені клітинами нейроглії, які виділяють з крові і транспортують до нейронів необхідні їм поживні речовини, «очищають» мертві та такі, що припинили розвиток нейрони, а також регулюють ріст нейронів.

Для будь-якого виду людської діяльності, в тому числі і для кожного етапу навчання людського життя знаходиться найбільш відповідний період. Так, наприклад, починати займатися мовами краще всього до десяти років. Це відноситься і до рухової активності. У Монтинегро селянки сповивають дітей, прив’язуючи їх до дощок, які носять у себе за спиною до тих пір, поки дитині не виповниться півтора року. Все, «виношені» таким чином, ходять багато гірше таких, що розвиваються зазвичай.

Процес навчання нерозривно пов’язаний з утворенням мієлінових оболонок. Після того, як мієлінова оболонка утворюється, процес навчання перестає бути тактичним і приймає стратегічний характер. Ця обставина проявляється в тому, що є період, до настання якого вивчення даного поняття нам недоступне — яка б не була наша попередня підготовка або що б там не було, система повинна «дозріти» для того, щоб допустити даний вид навчання. Крім того, є й такі періоди, після яких виключається можливість формування певних понять. Є також строгі послідовності, яких слід дотримуватися при навчанні: є речі, якими ми повинні навчитися перш, ніж перейти до вивчення якихось інших. Дуже важливо стежити за розвитком дитини з тим, щоб об’єкти вивчення відповідали ступеню зрілості її нервової системи. Йти вперед можна тільки тоді, коли нервова система готова до цього кроку. Дитина не засвоює певних понять до тих пір, поки вона не усвідомила те, що передують їм до такої міри, що може вільно оперувати ними.

Вона, наприклад, може говорити на декількох мовах і знати, як цьому навчитися, однак вона буде розбиратися в їх граматиці, тільки ставши дорослішою, так як граматика не є способом говорити на якій-небудь мові, але представляє наші міркування про те, як це слід робити.

Дитина менше трьох років просто не в змозі називати кольори або числа. Чисто «механічно» вона може щось запам’ятати в цей період, але вона не надає символам ніякого кількісного значення, і поняття числа у неї тому відсутнє. Поняття про однозначну відповідність різних предметів виникає у дитини приблизно в три роки. У більш ранньому віці відсутня здатність до «переносу», тобто до зіставлення, наприклад, сприйняття на дотик і зорової форми предмета.

Шимпанзе на відміну від дитини так ніколи і не знайде цю здатність. До трьох років відповідні нервові зв’язки мозку ще не мають мієлінових оболонок — їх формування відбувається приблизно в три роки. Ми не можемо навчити дитину ходити перш, ніж пірамідний пучок в її спинному мозку покриється мієліновою оболонкою. Зорове впізнання трикутника (на відміну від тактильного) вимагає наявності провідного пучка в кутовій мозковій звивині, як від центрального поля звивин, так і від зорового поля (нижній відділ тім’яної частки) кори головного мозку, але ці поля утворюються не раніше, ніж дитина досягає трьох років.

Дитина вчиться постійно. Вона продовжує удосконалювати та коригувати збережену в її мозку модель зовнішнього світу, яка формується за допомогою двох механізмів — пам’яті і навчання. В якомусь з відділів мозку запам’ятовуються відомості — «пам’ять» — зберігаються.

Ввівши певний факт у нервову систему — щось; відповідне чомусь у зовнішньому світі, можна раз і назавжди створити свого роду «ключ», який буде відтворювати у системі цей факт у будь-який момент, коли це буде необхідно. Таким чином, те, що сталося одного разу, фіксується назавжди.

Яка природа цього процесу? Очевидно, що пам’ять не є просто фотографією навколишнього світу. Очевидно, що пам’ять не локалізована в якійсь певній
точці мозку або нейроні. Людська пам’ять настільки грандіозна, що Бертран Рассел, наприклад, до дев’яноста років взагалі не вірив у її існування, вважаючи, що ми маємо справу з процесами зовсім іншої природи — ментальної, або ідеальної.

Людська пам’ять має одну цікаву особливість. Вона протягом усього життя людини зберігається і навіть у старості легко відновлює частину (від двох до семи відсотків) подій, що відбувалися в дитинстві. Створюється враження, що ця частина пам’яті не змінюється, на неї не впливають навіть ушкодження мозку.

Цей ефект досягається за рахунок якогось відновного процесу. Все це, однак, не найважливіші проблеми пам’яті. Розглянемо деяку фіксовану послідовність подій. Припустимо, людина стає свідком якоїсь події — вбивства, наприклад, і потім намагається відновити її початок. Для цього вона повинна повернутися до моменту, з якого подія почалася, або їй безпосередньо передувала, і відновити всю послідовність. Тут ми стикаємося з таким різновидом пам’яті, при якому можливий лише один спосіб повернутися до цікавого для нас моменту часу. Послідовний перебір при пошуку потрібної події — характерна особливість «мимовільної» пам’яті і заучування напам’ять. Не можна, однак, цей метод вважати адекватною моделлю людської пам’яті.

Ще один різновид — пам’ять з довільним порядком вибірки. Ми можемо запам’ятовувати щось, зберігаючи це в деякій ділянці мозку. Наступний приклад ілюструє подібну систему. Згадуючи адресу якої-небудь певної людини, ми повинні як ніби перебрати всі відомі нам адреси і, знайшовши потрібну, отримати в руки всі подробиці. Але така методика погано підходить для організації нашої пам’яті. Багато імовірніше, що вона заснована на принципі взаємозв’язку. Навіть був запропонований термін — «асоціативна пам’ять».

Розглянемо експеримент, в якому випробовуваний повинен запам’ятати інформацію про якусь кількість, наприклад дванадцять об’єктів, не маючи вказівок про спосіб або порядок запам’ятовування. Згадуючи, він зазвичай відтворює інформацію про чотири або п’ять. Якщо ж забезпечити його особливим асоціативним правилом, випробуваний згадує майже все. Дійсно, ми зазвичай запам’ятовуємо по асоціації і завжди намагаємося виявити в навколишньому світі взаємозв’язки. Саме взаємозв’язки лежать в основі тієї моделі зовнішнього світу, яку ми формуємо і коректуємо по мірі набуття життєвого досвіду. Пам’ять має справу тільки зі взаємозв’язками і не звертає уваги ні на що інше.

Коли людина мислить, вона формує певний зоровий, слуховий або який-небудь образ, яким оперує. Для цього не придатні природні мови — продукти наших звичаїв і способу життя, що живляться з багатьох джерел копалин цивілізації. Вони надзвичайно легко виявляються неспроможними і повні двозначностей. Ні, природна мова — це зовсім не та модель або образ, який хотілося б мати посередником при мисленні. Кожен знаходить власну структуру, модель — і з їх допомогою «мислить». Обчислення, по всій ймовірності, — одна з перших і найважливіших уявних моделей; для того, щоб відобразити подію, використовувалася купа камінчиків. Людина завжди намагалася зберегти спогад про які-небудь предмети чи події «всередині себе», тобто подумки. Саме для цього в мисленні і використовуються моделі. Якщо ми вміємо робити це (тобто формувати подібні моделі), значить, ми можемо вчити цього інших.

Автор: У. Мак-Калох, переклад з англійської.

P. S. Про що ще говорять британські вчені:, про те, що саме навчання позитивно впливає на роботу нашого мозку, і фактично чим ми більше вчимось, тим легше нам стає вчитись. Тож саморозвиток актуальний завжди, а не лишень у шкільні та студентські роки, скажімо будь-яка доросла людина теж має багато можливостей для навчання (скажімо є гарні курси Львів), поглиблення своїх знань і як наслідок покращення роботи власного мозку.