Новые подробности об уникальном методе обучения в стиле «Матрицы»
До впитывания навыков пилотирования вертолёта за пять
секунд ещё очень далеко, но учёные сделали крохотный шажок к будущему,
показанному в известном фильме. Они испытали оригинальную технологию неосознанного обучения мозга (кратко об этом мы уже рассказывали).
Группа исследователей из Бостонского университета (BU) и лаборатории
вычислительной неврологии в Киото (ATR CNL) решила выяснить, может ли
быстро перестраиваться зрительная кора в мозге взрослого человека, чтобы
участвовать в так называемом обучении восприятию (perceptual learning).
Рис. 1. Функциональная магнитно-резонансная томография (fMRI) позволяет
отслеживать рисунок активности нейронов в разных районах мозга
благодаря измерению кровотока через эти участки. На снимке — аппарат,
фиксирующий эту картину (кадр Boston University).
Последнее понятие относится и к зрению, и слуху, вкусу и обонянию,
осязанию… Человек после ряда тренировок быстрее и точнее распознаёт
заданный стимул в потоке других. Это может быть (в самом примитивном
случае) вертикальная черта на фоне горизонтальных, или красный круг в
череде синих. Или японская речь на фоне английской. Аналогично работает
обучение чтению, когда человек начинает узнавать на письме буквы и
целые слова.
 Рис. 2. Мгновенное распознавание образов
в ряду похожих во многом определяется
неосознанной реакцией зрительной коры.
Теперь экспериментаторы показали, как её
можно настраивать (иллюстрация Nicolle Rager
Fuller, National Science Foundation).
При обучении нейронные связи в коре перестраиваются
под нужную задачу. Идёт такая перестройка медленно. Учёные же доказали,
что современные технологии способны ускорить процесс.
«Предыдущие исследования подтвердили корреляцию между повышением
производительности в визуальных задачах и изменениями в первичной
зрительной коре, в то время как другие исследователи нашли такие
корреляции в высшей зрительной коре и областях, отвечающих за решения, —
говорит один из авторов эксперимента Такео Ватанабе (Takeo Watanabe). —
Однако ни одно из этих исследований не рассматривало напрямую вопрос о
том, достаточно ли гибка первичная зрительная область, чтобы обучаться
визуальному восприятию».
Авторы работы применили декодированную обратную нейросвязь (Decoded Neurofeedback — DecNef), работающую в реальном времени.
 Рис. 3. Схема DecNef (иллюстрация Boston University).
Принцип DecNef заключается в изменении активности мозга обучаемого таким образом, чтобы картина отклика нейронов соответствовала ранее полученному шаблону, взятому у человека, уже обладающего неким навыком.
В теории это может быть хоть игра на фортепиано. Но до такого
сложного случая экспериментаторы не дошли. Они проверили идею на
простом тесте.
 Рис. 4. В тестах приняли участие 11 мужчин и 5 женщин в возрасте от 20 до 38 лет (кадр Boston University).
Испытуемый находился в томографе, который непрерывно снимал картину
активности клеток в зрительной коре. В это время человеку показывали
серию картинок — круг с наклонными серыми полосками, ориентированными в
том или ином направлении. Задача заключалась в быстром узнавании
ориентации полос (что можно было определить по отклику мозга).
 Рис. 5. Сначала учёные просто находят соответствие стимула и картины активности мозга… (иллюстрация Boston University).
Обратная связь была устроена так: картину активности клеток компьютер
сравнивал с шаблоном и вычислял степень подобия. Чем она была выше, тем
больший стимул выдавался испытуемому. Человеку демонстрировали зелёный
круг тем большего диаметра, чем сильнее активность клеток совпадала с
шаблонной, объясняет Gizmag.
Рис. 6. …потом устраивают обратную связь между мозгом и техникой,
регистрирующей его активность. Зрительные стимулы меняют её непрерывно
(иллюстрация Boston University).
Оказалось, что после нескольких сеансов такого обучения распознавание
кружков и полосок улучшилось и оставалось таким некоторое время.
При этом выяснилось, что подход работает, даже если испытуемые ничего
не знают о поставленной задаче. Данные томографа до и после сеансов
тренировки с обратной связью демонстрируют улучшение восприятия
определённой фигуры, той, под которую был рассчитан «мозговой шаблон»
для сравнения.
 Рис. 7. Результат – улучшение восприятия целевой фигуры (иллюстрация Boston University).
Авторы технологии DecNef полагают, что она пригодится сразу в нескольких областях.
- Она могла бы помочь нейрофизиологам изучать работу мозга.
- Медики могли бы с такой методикой лечить некоторые психические
расстройства, восстанавливать моторные функции пациентов или устранять
хронические боли.
- Также подсознательную тренировку мозга с обратной связью можно было
бы попробовать применить в деле обучения специалистов специфическим
навыкам (реакциям). Тут учёные сравнивают достижение с обучением под
гипнозом или во сне.
Правда, японцы честно предупреждают, что проверили действенность
метода только на одном специфическом виде обучения. И пока не ясно,
сработает ли он в других его видах.
Подробности эксперимента представлены в статье:
Kazuhisa Shibata, Takeo Watanabe, Yuka Sasaki, Mitsuo Kawato Perceptual Learning Incepted by Decoded fMRI Neurofeedback Without Stimulus Presentation. – Science. – 9 December 2011. – Vol. 334. – no. 6061. – pp. 1413–1415; DOI: 10.1126/science.1212003.
- Источник(и):
1. membrana.ru 2. Gizmag
http://www.nanonewsnet.ru/articles/2011/novye-podrobnosti-ob-unikalnom-metode-obucheniya-v-stile-matritsy
| 
