Jak aktivní učení zlepšuje paměť

Nový výzkum poskytuje klinické důkazy, že určitá kontrola nad tím, jak člověk přijímá nové informace, významně zvyšuje jeho schopnost pamatovat si ho.

Studie v časopise Přírodní neurovědy, také nabízí první pohled na síť mozkových struktur, které přispívají k tomuto jevu.

"Mít aktivní kontrolu nad situací učení je velmi silné a my začínáme chápat proč," řekl profesor University of Illinois Neal Cohen, který vedl studii s postdoctorálním výzkumníkem Joelem Vossem.

"Celý mozek se nejen zapne, ale také se funkčně spojí, když aktivně objevuješ svět."

Studie se zaměřila na aktivitu v několika oblastech mozku, včetně hipokampu, který se nachází v mediálních temporálních lalocích v blízkosti uší.

Vědci již po celá desetiletí vědí, že hipokampus je pro paměť životně důležitý, zčásti proto, že ti, kdo ztratí hipokampální funkci v důsledku nemoci nebo zranění, také ztratí schopnost plně se formovat a uchovat si nové vzpomínky.

Hipokampus však nejedná sám. Robustní neurální spojení ji spojují s dalšími důležitými strukturami mozku a provoz na těchto datových dálnicích proudí oběma směry.

Studie zobrazování funkční magnetickou rezonancí (fMRI), které sledují průtok krve v mozku, ukazují, že hipokampus je funkčně propojen s několika mozkovými sítěmi - odlišnými oblastmi mozku, které společně pracují na splnění kritických úkolů.

Aby lépe pochopil, jak tyto oblasti mozku ovlivňují aktivní versus pasivní učení, navrhl Voss experiment, který vyžadoval, aby si účastníci zapamatovali řadu objektů a jejich přesná umístění v mřížce na monitoru počítače.

Šedá obrazovka s oknem v sobě odhalila pouze jeden objekt najednou. „Aktivní“ studovaní subjekty používali počítačovou myš k navádění okna k prohlížení objektů.

"Mohli si prohlédnout, co chtěli, jakkoli chtěli, v jakémkoli pořadí, jak dlouho chtěli, a bylo jim řečeno, aby si vše na obrazovce zapamatovali," řekl Voss.

„Pasivní“ studenti si prohlíželi záznam pohybů okna zaznamenaných v předchozím pokusu aktivním subjektem.

Poté byli účastníci požádáni, aby vybrali položky, které viděli, a umístili je do správné polohy na obrazovce. Po zkoušce si aktivní a pasivní subjekty vyměnili role a opakovali úkol s novou řadou objektů.

Studie zjistila významné rozdíly v mozkové aktivitě u aktivních a pasivních studentů. Vědci zjistili, že ti, kteří měli aktivní kontrolu nad zobrazovacím oknem, byli při identifikaci původních objektů a jejich umístění výrazně lepší než jejich vrstevníci.

Další experimenty, ve kterých pasivní subjekty používaly myš, která se pohybovala, ale nekontrolovala zobrazovací okno, prokázaly, že tento efekt byl nezávislý na aktu pohybu myši.

Aby identifikovali mozkové mechanismy, které zlepšily učení u aktivních subjektů, vědci opakovali pokusy, tentokrát testovali jedince, kteří měli amnézii - onemocnění charakterizované poruchou učení nových informací - v důsledku poškození hipokampu.

K překvapení vědců se těmto účastníkům nepodařilo těžit z aktivního ovládání zobrazovacího okna.

"Tato data naznačují, že hipokampus hraje roli nejen při formování nové paměti, ale možná také při příznivých účincích vůle na paměť," napsali vědci.

Mozkové zobrazování (pomocí fMRI) zdravých mladých subjektů zapojených do stejných testů aktivního i pasivního učení odhalilo, že hippokampální aktivita byla během těchto testů nejvyšší v mozku aktivních subjektů.

Několik dalších mozkových struktur bylo také více zapojeno, když subjekt kontroloval pozorovací okénko, a aktivita v těchto oblastech mozku byla více synchronizována s aktivitou hipokampu než v pasivních studiích.

Vědci zjistili, že aktivita v dorsolaterální prefrontální kůře, mozečku a hipokampu (viz karikatura) byla vyšší a lépe koordinovaná u účastníků, kterým se dobře dařilo při prostorovém odvolání. Zvýšená aktivita v dolním temenním laloku, parahippocampální kůře a hipokampu (viz karikatura) odpovídala lepšímu výkonu při rozpoznávání předmětů.

"Hle, hle," řekl Cohen, "náš přítel, hippocampus, se v aktivním učení velmi nápadně objevuje."

Nové poznatky zpochybňují předchozí představy o roli hipokampu při učení, řekl Voss. Je překvapením, řekl, že například jiné oblasti mozku, o nichž je známo, že se podílejí na plánování a strategizaci, „nemohou dělat příliš mnoho, pokud nemohou interagovat s hipokampem.“

Hippocampus není pasivním hráčem ve výuce, ale „je spíše nedílnou součástí systému navádění letadel,“ řekl Voss.

"Máte všechny tyto informace o rychlosti, máte cílový cíl a každou milisekundu získává informace o tom, kam máte namířeno, porovnává je s tím, kam musíte jít, a opravuje je a aktualizuje."

Zdroj: University of Illinois