После интенсивных упражнений мозг может научиться выполнять несколько задач одновременно - к такому выводу пришли нейробиологи Джорджтаунского университета (США)

Полученные результаты не только показывают что многозадачность возможна, но и могут помочь в понимании компульсивного поведения.

Новое исследование ученых из Джорджтаунского университета показывает, как мозг перестраивается, чтобы автоматизировать выполнение "натренированных" навыков. Полученные результаты ставят под сомнение устоявшееся представление о том, как люди осваивают сложные навыки, и позволяют предположить, что настоящая многозадачность действительно возможна.

Исследование не только показывает, что люди действительно могут делать два дела одновременно, но и имеет важное значение для развития искусственного интеллекта, который будет опираться на предшествующее обучение - как это делает человеческий мозг.

Статья «Обширный опыт перестраивает нейронные связи, отвечающие за выполнение задач, чтобы преодолеть «узкое место» в работе лобных долей и повысить автоматизм категоризации» опубликована в Journal of Cognitive Neuroscience.

Extensive Experience Remodels Neural Task Circuitry to Escape the Frontal Bottleneck and Increase Automaticity of Categorization, Journal of Cognitive Neuroscience (2026).

Как мозг автоматизирует навыки

«Мы сделали еще один шаг к пониманию того, как мозг обучается», — сказал старший автор исследования Максимилиан Ризенхубер, PhD, профессор нейробиологии в Медицинской школе Джорджтаунского университета и содиректор Центра нейроинженерии.

«Самое обнадеживающее — это то, что вы действительно можете научиться выполнять несколько задач одновременно. На самом деле есть способ перестроить архитектуру своего мозга и задействовать другие его части».

Новое исследование основано на многолетних наблюдениях за тем, как происходит обучение в мозге.

Ученые хотели понять механизмы автоматизации и то, как мозг переходит от обучения новой задаче к более неосознанному "автоматизированному" выполнению этой задачи после накопления большого опыта.

Хороший пример — вождение автомобиля, говорит Ризенхубер. Когда человек только учится водить, это требует от него полной концентрации. Но после многих лет вождения большинство людей могут разговаривать, слушать музыку или обдумывать какую-то проблему, не отвлекаясь полностью от управления автомобилем.

«Вопрос в том, как это делает ваш мозг?» — говорит Ризенхубер.

Большинство предыдущих исследований в области обучения были сосредоточены на ранних этапах, но то, что происходит с мозгом в долгосрочной перспективе, изучать сложнее, и это менее изученная область.

Что показало исследование с интенсивным выполнением задач

В рамках нового исследования ученые обучали людей сортировать стилизованные изображения автомобилей по двум категориям, приучая их замечать едва заметные различия. Участники упражнялись выполнив более 30 000 задач за 5–10 недель с помощью приложения, которое позволяло сортировать изображения в игровой форме на телефоне. Исследователи использовали фМРТ и ЭЭГ для сканирования мозга участников до и после прохождения упражнений.

Выяснилось, что после того, как люди научались сортировать изображения, эта задача активировала их префронтальную кору. Эта область мозга отвечает за исполнительные функции и мышление, но обычно может выполнять только одну задачу за раз.

Однако когда исследователи просканировали мозг участников, которые в течение нескольких недель выполняли задание на сортировку, они обнаружили, что категоризация теперь происходит в височной коре — части мозга, отвечающей за кодирование памяти и распознавание сложных объектов.

«Предыдущие исследования показали, что у опытных наблюдателей определенные участки височной коры могут активироваться при восприятии определенных категорий объектов: птиц, автомобилей и даже покемонов. Однако все эти исследования имели один недостаток: они проводились только после того, как люди становились экспертами в своей области», — говорит первый автор исследования Патрик Кокс, PhD. Он начал работу над исследованием, будучи аспирантом в лаборатории Ризенхубера.

«Преимущество этого исследования в том, что оно лонгитюдное. Мы проводили измерения до и после упражнений, поэтому можем сказать, что интенсивные занятия фактически формируют

в височной доле область, отвечающую за распознавание категорий, которой раньше не было».

«Это имеет значение для критических ситуаций в реальной жизни, например, когда рентгенолог может довольно быстро и без долгих раздумий, благодаря многолетней практике, точно определить на рентгеновском снимке, является ли новообразование доброкачественным или злокачественным», — сказал Кокс.

В обход лобной доли головного мозга

Информация о категории из области, отвечающей за распознавание автомобилей, в височной коре проходила мимо префронтальной коры и напрямую попадала в исполнительные отделы мозга.

«Опыт перестраивает мозг таким образом, чтобы обойти это узкое место в лобной доле. Тогда префронтальная кора остается свободной для других задач, что увеличивает ваши возможности», — объяснил Ризенхубер.

Действительно, исследователи обнаружили, что чем больше задача, связанная с управлением автомобилем, "уходила" из префронтальной коры, тем лучше испытуемые справлялись с другой задачей, выполняемой параллельно с управлением автомобилем.

Это открытие ставит под сомнение давнюю теорию о том, что люди не способны к настоящей многозадачности.

«Мы показали, что нейронные связи действительно меняются, позволяя мозгу выполнять две задачи одновременно», — говорит Ризенхубер. «Это действительно настоящая многозадачность».

Последствия для привычек, искусственного интеллекта и безопасности

Полученные результаты также могут помочь в понимании компульсивного поведения, поскольку они демонстрируют, что усвоенные модели поведения закрепляются в нейронных цепях, которые менее доступны для сознательного контроля или исполнительных функций.

«Первый шаг к избавлению от привычки — понять, где именно в мозге она возникает, — говорит Ризенхубер. — Это объясняет, почему такие стратегии, как совет подумать о чем-то другом, на самом деле не помогают, ведь человек не может контролировать свое поведение на сознательном уровне».

Это также помогает объяснить, почему люди так хороши в непрерывном обучении, то есть в совершенствовании навыков, — с чем искусственный интеллект пока справляется с трудом.

По словам Ризенхубера, перенос усвоенного навыка в височную долю коры головного мозга и высвобождение места в префронтальной коре может позволить мозгу использовать старую информацию в качестве строительного блока для изучения чего-то нового. Он отметил, что современные модели искусственного интеллекта не обладают такой способностью.

Далее исследователи планируют изучить механизмы и сигналы, участвующие в переносе информации из одной части мозга в другую, а также выяснить, каковы пределы многозадачности.

«Еще один по-настоящему интересный вопрос заключается в том, какие задачи можно освоить настолько хорошо, чтобы выполнять их параллельно, — говорит Кокс. — Мы можем одновременно ехать и жевать жевательную резинку, но писать сообщения за рулем небезопасно, потому что мы отвлекаемся от дороги. Все сводится к тому, чтобы научиться тренировать полностью независимые друг от друга нейронные цепи для выполнения двух задач одновременно».

Телеграм: t.me/ainewsline

Источник: vk.com

Комментарии: