Можно ли учиться... во сне?

Вы наверняка слышали о "чудо-методиках", где предлагают слушать аудиозаписи на английском во сне и тем самым вроде как учить язык. Может, кто помнит советское кино "Большая перемена" - там так герой пытался историю учить, с ожидаемым результатом. =) Давайте посмотрим, что об этом пишут в умных книжках - можно ли учиться во сне.

Как ни странно, некоторые вещи действительно могут усваиваться даже в спящем состоянии. Например, младенец, который еще говорить сам не умеет, обрабатывает большие объемы данных - именно как сенсорные стимулы, включая речь окружающих его людей. В этой обильной речи мозг постепенно начинает замечать паттерны - например, что определенные комбинации звуков более частотны в этом конкретном языке, чем другие, а какие-то звуки вообще практически никогда не идут вместе, и эта информация помогает научиться распознавать, где начинаются и заканчиваются слова в потоке речи - пока еще непонятной по смыслу, но уже разбиваемой на фрагменты. Подобное имплицитное обучение (а это самое настоящее обучение - пусть и не совсем осознанное в прямом смысле этого слова) возможно и во сне (1).

Однако пример выше - скорее исключение. Для того, чтобы усвоить значение слова (а не только его форму) требуется многое: внимание, усилие, формирование гипотез ("значит ли это слово то-то?") и их тестирование, глубина обработки информации и связь ее с уже существующими знаниями - словом, то, что можно суммировать фразой high-level cognitive properties. Всего этого во сне особо не достигнешь, поэтому одного прослушивания записей пассивно, во сне, будет явно недостаточно.

Вообще роль сна в обучении - весьма интересная тема. Думаю, не скажу ничего неожиданного, если напишу, что для учебы важно хорошо спать. Собственно, ученые говорят о том, что и длительность, и качество сна влияют на то, насколько хорошо запоминается информация. И наоборот, кстати, это тоже работает: потребность во сне в определенной степени зависит от того, сколько стимуляции было за день и сколько новой информации надо усвоить (по крайней мере при проведении экспериментов с участием животных). С этапами сна пока непонятно, какие роли каждый из них играет, но предварительно считается, что глубокий сон способствует консолидации и генерализации знаний (семантическая и декларативная память, то есть осознанные факты - знания "о чем-то"), а быстрый сон (REM) - perceptual and motor learning (процедурная память, то есть "как что-то делается" - напр., как ездить на велосипеде или писать буквы/иероглифы на иностранном языке).

Еще занятный факт - во время сна мозг в буквальном смысле проигрывает заново то, что он воспринял за день, только раз в 20 быстрее. Узнали это тоже интересным образом: есть такие клетки, которые называются place cells, и они регистрируют положение в пространстве, то есть когда условная мышь находится в определенной точке комнаты, в голове буквально "вспыхивает" соответствующая точка на карте, которую себе построил мозг. В итоге если мышь гуляет по комнате, это отражается вполне явно регистрируемыми паттернами активации нейронов. И потом, уже во сне, мышь "проигрывает запись" - ту же самую, почти как файлик на компьютере! - с большой точностью в ускоренном режиме, тем самым обрабатывая полученный опыт и укрепляя связи, необходимые для того, чтобы впоследствии перевести это знание из кратковременной памяти в долговременную. Такой же эксперимент, кстати, проводили и с людьми: они играли в Тетрис, а потом им мозг во сне проигрывал тот же самый опыт - регистрировались те же стимулы движения фигур, вплоть до слежения за ними глазами.

Из этого ученые сделали следующий вывод: спящий мозг мало усваивает новую информацию, поэтому язык учить нужно активно и днем, но сон крайне важен для консолидации знаний.

Однако и консолидация - не единственное, что происходит со знаниями во сне. Сейчас будет несколько мудреный фрагмент, и заранее извиняюсь, если перескажу неясно, но попробуем.

Как мы уже сказали, во сне мозг проигрывает "запись" воспринятого за день - и при этом в ускоренном режиме. Это значит, что те нейроны, которые активировались днем, с большей вероятностью вспыхнут, будучи поблизости от других активных нейронов. (То есть днем это все было медленнее, через более длинные промежутки времени, а тут информация как бы сжимается, реплей ускоряется, поэтому активные нейроны "видят" больше других активных нейронов.) Это позволяет синтезировать информацию, выявлять какие-то более абстрактные смыслы - то есть мозг много-много раз просматривает новый объем данных, чтобы, грубо говоря, глубже покопаться и понять, как этот хаотичный массив можно использовать для чего-то полезного и "что все это было".

Иначе говоря, сон нужен не только для того, чтобы перенести данные из краткосрочной памяти в долгосрочную (в перспективе), но и чтобы их качественно обработать.

Но и это еще не все! (Какой-то странный текст получается - как реклама мозгов.)

Отвлечемся на минутку и упомянем искусственный интеллект. ИИ оперирует большими (огромными!) объемами данных - ему они крайне необходимы, чтобы учиться, тоже находить паттерны, делать выводы и пр. При этом данных всегда мало, и массивы нужны действительно гигантские. У мозга объем данных ограничен: день не резиновый, и уж что увидел за день, из того и надо как-то учиться. В связи с этим мозг прибегает к весьма элегантному решению: используя известную ему модель мира, он симулирует множество различных ситуаций, в которых он мог бы быть теоретически, тем самым создавая себе самостоятельно такие датасеты для самообучения. (Согласно одной из теорий, это и есть сны, и потому сны часто такие странные.) Так, известны случаи, когда научные открытия совершались во сне - приходила идея, которая "всплыла на поверхность" в результате всех этих упомянутых манипуляций. (И, наверняка, еще много каких, о которых мы не знаем.)

?Итого по предварительным данным:

- Во сне мозг почти не занимается сбором новой информации, за редкими исключениями вроде распознавания кластеров звуков младенцами.

- В изучении нового материала играют роль самые разные факторы: внимание, приложенные усилия (desirable difficulty), мотивация, deep processing и др.

- Сон (и тем более хороший сон) крайне необходим для учебы, потому что через сон информация может перейти в долговременную память; потому что вновь проигрывается выученное/воспринятое за день, что позволяет понять это глубже и увидеть связи, которые мог просмотреть до этого; потому что симуляция ситуаций, которых не было, но которые в теории могли бы быть, помогает еще лучше встроить полученные знания в свою систему мира и навыков.

?Как нам можно использовать эти знания о сне?

- Стараться хорошо спать - как в плане продолжительности, так и в плане качества.

- Попробовать повторять лексику перед сном - необязательно прямо строго перед, можно за несколько часов. Некоторые исследования показывают, что даже полуторачасовой сон у детей (и маленьких, и школьного возраста) после учебных сессий способствует намного лучшему усвоению новых слов. (2, 3) При этом, правда, такие daily naps должны быть частью привычного режима дня - внезапно заставлять спать "для лучшего усвоения" смысла особо нет.

Взрослым можно просто попробовать регулярно повторять лексику по вечерам (привет Квизлету, Мемрайзу, Анки и им подобным).

- Не заставлять подростков учиться в 7 утра: у них естественным образом происходит перестройка sleep cycle, и их организм уже не требует рано просыпаться. Если сдвинуть начало учебного дня на час (или около того) позже, то удается подольше поспать, и от этого может улучшиться успеваемость. (4)

А если вам еще не надоело слушать про сон, оставлю тут еще рекомендацию книги на тему - Matthew Walker, "Why We Sleep". Там не только про учебу, а про сон в целом, о разных его аспектах. Познавательно и увлекательно. И обложка симпатичная. =)

Пост написан по мотивам "How We Learn" Станисласа Деана.

Надеюсь, вам было интересно. =)

References:

1. Hay, J., et al. (2011). Statistical learning of syllables and words.

2. Friedrich, M., Wilhelm, I., Born, J., & Friederici, A. D. (2015). Babies generalize word meanings after sleeping.

3. Kurdziel, L. B., Duclos, K., & Schneider, E. (2015). Positive effect of naps in preschoolers.

4. American Academy of Pediatrics. (2014). Beneficial effects of delaying school start times for adolescents.

Источник: vk.com

Комментарии: