Исследования в Sandia National Laboratories показали, что можно предсказать, насколько хорошо люди будут запоминать информацию, отслеживая активность их мозга во время обучения.
Команда под руководством Лауры Матцен из группы когнитивных систем Sandia была первой, кто продемонстрировал прогнозы, основанные на результатах мониторинга добровольцев с помощью датчиков электроэнцефалографии (ЭЭГ).
Например, "если кто-то изучает новый материал, и вы записываете ЭЭГ, вы можете сказать им: «Вы забудете это, вам следует изучить это снова» или сказать им: «Хорошо, вы получили это и уходите. перейдем к следующему, ‘" Мацен сказал.
Команда отслеживала мозговую активность испытуемых, когда они изучали списки слов, а затем использовала ЭЭГ, чтобы предсказать, кто запомнит больше всего информации. Поскольку исследователи знали средний процент правильных ответов в различных условиях, у них был базовый уровень активности мозга для хорошей и плохой работы памяти. Компьютерная модель предсказывала, что пять из 23 человек, прошедших тестирование, будут работать лучше всех. Модель верна: они запоминают в среднем 72 процента слов по сравнению с 45 процентами всех остальных.
Исследование является частью долгосрочной цели Мацена – понять разницу, связанную с последующей памятью, или эффектом Dm, индексом кодирования активности мозга, который отличает впоследствии запоминаемые предметы от впоследствии забытых. Измеримая разница дает когнитивным нейробиологам возможность проверять гипотезы о том, как информация кодируется в памяти.
Она интересуется, что вызывает эффект и что может его изменить, и надеется, что ее исследование в конечном итоге приведет к улучшению того, как учащиеся учатся. Она хотела бы узнать, как тренировки помогают людям работать на разных уровнях и подходят ли конкретные тренировки для определенных групп.
Исследование, финансируемое программой Sandia’s Laboratory Directed Research and Development Programme (LDRD), состояло из двух частей: прогнозирование того, насколько хорошо кто-то запомнит то, что изучается, и прогнозирование того, кто получит наибольшую пользу от тренировки памяти.
Матцен представил результаты первой части исследования в апреле на конференции Cognitive Neuroscience Society в Чикаго. Этим летом она представила предварительные результаты второй части внешнему консультативному совету по когнитивной науке и технологиям, в состав которого входят представители университетов, промышленности и лабораторий, которые консультируют команду инвестиционной области, управляющую портфелем LDRD.
Во второй части тестировались различные типы тренировки памяти, чтобы увидеть, как они влияют на производительность памяти и активность мозга участников. Одна из целей Матцена – выяснить, может ли запись активности мозга человека, когда он использует свой естественный подход к обучению, предсказать, какой вид тренировки лучше всего подойдет для этого человека.
Она все еще анализирует эти результаты, но сказала, что предварительные результаты обнадеживают. Компьютерная модель из более раннего исследования использовалась, чтобы предсказать, кто лучше всего справится с заданиями на память, а самые успешные участники справились даже лучше после тренировки памяти.
"Это многообещающе, потому что одна из вещей, которые мы хотим сделать, – это посмотреть, можем ли мы использовать активность мозга, чтобы предсказать, как люди реагируют на тренировку, будет ли она для них эффективной," Мацен сказал.
Следующим шагом будет "использовать более реальные задачи по работе с памятью, например, что военнослужащие должны будут выучить в качестве новобранцев, и посмотреть, применимы ли те же шаблоны к более сложным типам обучения," она сказала.
Около 90 добровольцев потратили от девяти до 16 часов в течение пяти недель на тестирование методов тренировки памяти. Их первая сессия позволила определить, насколько хорошо они запоминают слова или изображения. Большинство из них прошли трехнедельную тренировку памяти и прошли повторное тестирование.
Контрольная группа не обучалась. Вторая группа практиковала стратегию мысленных образов, придумывая яркие образы для запоминания слов и картинок. Последняя группа прошла "рабочая память" обучение, чтобы увеличить объем информации, который они могут обрабатывать за раз. Мацен сказал, что в среднем около семи элементов, таких как цифры в телефонном номере.
Каждый доброволец, запертый в звукоизолированной кабине, наблюдал за экраном, на котором в течение одной секунды отображались слова или изображения, прерываемые периодическими опросами о том, насколько хорошо человек запомнил то, что было показано.
"Это действительно сложно, потому что нам нужно много возможностей для улучшения после тренировки памяти," Мацен сказал. Тест был разделен на пять частей, каждая продолжительностью около 20 минут, за которыми следовала пауза, чтобы волонтеры были в напряжении.
Каждый раздел тестировал разные типы памяти. Первый, средний и последний разделы состояли из единственных существительных. Во время викторин добровольцы нажимают кнопки для ответа «да» или «нет», указывая, видели ли они это слово раньше. В двух других разделах были объединены прилагательные и существительные или пары не связанных между собой рисунков, и добровольцы снова проверили, что они запомнили. В разделе изображений проверялась ассоциативная память – память на две несвязанные вещи. Мацен сказал, что это сложнее всего, потому что он связывает произвольные отношения.
Когда производительность сравнивалась до и после тренировки, контрольная группа не изменилась, но производительность группы мысленных образов улучшилась по трем из пяти задач.
"Изображения – действительно мощная стратегия для группировки вещей и создания более запоминающихся," Мацен сказал.
Группа с рабочей памятью хуже справилась с четырьмя из пяти заданий после тренировки.
Добровольцы, обученные рабочей памяти – запоминанию информации на короткие периоды – улучшили задачу, над которой они тренировались, но обучение не переносилось на другие задачи, сказал Матцен.
Она считает, что все сводится к стратегии: группа по обучению воображению изучала стратегию, а тренировка рабочей памяти просто пыталась раздвинуть пределы емкости памяти.
Хотя группа снимков в целом показала лучшие результаты, они сделали больше ошибок, чем другие группы, при тестировании на "приманки" которые были похожи, но не то же самое, что и предметы, которые они запомнили.
"Они изучают такие вещи, как «надежный клей» и «секретный пароль», а затем я могу проверить их на «надежном пароле», которого они не видели, но видели обе его части," Мацен сказал. "Люди, которые прошли тренинг по работе с образами, совершают гораздо больше ошибок в рекомбинации, которые сохраняют ту же концепцию. Если что-то соответствует их мысленному образу, они скажут «да», даже если это не совсем то, что они видели раньше."