Vědci testují, zda trénink mozku skutečně zlepšuje poznání

Tvrzení jsou jasná: hrajte videohry a buďte chytřejší. Přestože jsou napomenutí přijímána již deset let, stále existují jasné vědecké důkazy potvrzující slib.

Nový výzkum věří, že použití sofistikované technologie pomůže urovnat tvrzení, že trénink videohry mění mozek. Vědci také určují, komu může prospět kognitivní trénink a nové metody, které s největší pravděpodobností povedou k dlouhodobým pozitivním účinkům na poznávání.

„Doufáme, že lepším pochopením toho, jak a proč se kognitivní schopnosti mění tréninkem, můžeme lépe využít jeho širších výhod,“ říká Duncan Astle z Rady pro lékařský výzkum ve Velké Británii. Astle předsedala sympoziu o tréninku mozku během nedávné výroční konference Cognitive Neuroscience Society (CNS) v New Yorku.

Nové studie týkající se úkolů pracovní paměti u dětí a párování neinvazivní stimulace mozku s kognitivním tréninkem u dospělých ukazují slibné výsledky, říkají odborníci. I když je pro uplatnění těchto technik na tréninkové intervence v reálném světě zapotřebí více testů, studie poskytují základní úroveň neurovědeckých důkazů pro vývoj nástrojů, které přinášejí širší výhody.

Odborníci vysvětlují, že pracovní paměť je klíčem pro mnoho studií trénování mozku.

Schopnost držet informace v mysli na krátkou dobu je ústředním bodem našeho každodenního života. A Astle říká: „víme, že rozdíly v pracovní paměti během dětství jsou neuvěřitelně silnými prediktory pokroku ve vzdělávání.“

Jako kognitivní neurovědec, který se dlouhodobě zajímá o to, jak mozek v dětství rozvíjí schopnosti pracovní paměti, se Astle vydal s kolegy otestovat, zda je možné trénovat dětskou paměť.

V práci nedávno publikované v Journal of Neuroscience a také nová, dosud nepublikovaná práce, kterou Astle představil na konferenci CNS, jeho tým zkoumal úkoly ve věku 8 až 11 let s cílem posílit pracovní paměť.

Zjistili, že tréninkové úkoly přinesly zlepšení kapacity pracovní paměti, což se odrazilo také v měřeních provedených pomocí magnetoencefalografie (MEG, která využívá magnetická pole k zobrazení mozku), což ukazuje zvýšenou sílu neurální konektivity, když byl mozek v klidu.

Děti provedly ze svých domácích počítačů 20 tréninků, každé přibližně 30 minut a 8 her. Hry vyžadovaly, aby si děti pamatovaly prostorové nebo slovní informace na krátkou dobu a aby tyto informace využily při probíhajícím úkolu.

Například jedna hra zahrnovala zapamatování si umístění a pořadí asteroidů, které se postupně rozsvítily, když vířily po obrazovce. Na konci každého pokusu musely děti klikat na asteroidy, aby byly v pořádku.

V experimentální skupině byly hry obtížnější, jak se děti zlepšovaly; „S dětmi se vždy pracovalo na hranici jejich současných schopností,“ říká Astle. V kontrolní skupině zůstala obtížnost her stejná.

Údaje MEG ukázaly významné změny v propojení mezi frontoparietálními sítěmi a laterálním okcipitálním komplexem a horním spánkovým kortexem v experimentální skupině.

"Myslíme si, že výcvik zvyšuje proces pozornosti, který jsou děti schopny strategicky využívat při podobně strukturovaných, ale neškolených úkolech," říká Astle.

"Je však důležité si uvědomit, že jsme neprokázali širší výhody tohoto školení."

Věkové rozmezí od 8 do 11 let je „velmi dobré, protože děti dokážou zvládat docela složité úkoly, a přesto jsou stále daleko od úrovně výkonu pro dospělé - tj. Zbývá ještě spousta vývoje,“ říká Astle.

"Myslíme si, že toto je opravdu důležité věkové rozmezí, ve kterém rozumíme pracovní paměti a tréninkovým efektům." Existuje však velká potřeba těmto procesům lépe porozumět po celou dobu jejich životnosti, a proto neustále prozkoumáváme literaturu v širším měřítku, abychom zjistili, jak naše nálezy zapadají do dalších skupin, které studují jiné věkové skupiny. “

Mírná elektrická stimulace může také zvýšit výkon mozku, protože vědci hodnotí účinnost tDCS (transkraniální stimulace stejnosměrným proudem) - neinvazivní techniky stimulace mozku, která zahrnuje průchod velmi slabého stejnosměrného proudu mozkem.

"I když není okamžitě jasné, jak proud ovlivňuje nervovou aktivitu, převládá názor, že neurony jsou buď náchylnější ke střelbě, nebo méně náchylné, v závislosti na tom, která elektroda je kde umístěna," říká John Jonides z University of Michigan.

V nové práci, kterou Jonides představil na konferenci CNS, on a jeho kolegové zjistili, že tDCS má silný vliv na pracovní paměť a vylepšení trvají několik měsíců.

"Předchozí výzkumy byly nejednoznačné o tom, zda tDCS zvyšuje trénink, a nebyly provedeny žádné dlouhodobé výzkumy, jak dlouho tento tréninkový efekt trvá," říká Jonides.

V nové studii 62 účastníků náhodně dostalo stimulaci tDCS buď do pravé nebo levé prefrontální kůry nebo dostalo simulovanou stimulaci při provádění úkolu visuospatiální pracovní paměti.

Po sedmi trénincích měli ti, kteří dostali stimulaci tDCS, zvýšené pracovní pracovní schopnosti, a to i několik měsíců po dokončení tréninku. Zjistili také, že ti, kteří dostávají stimulaci v pravé prefrontální kůře, měli selektivní schopnost přenášet pracovní paměť na netrénované úkoly.

"Dlouhodobý účinek tréninku byl zcela neočekávaný," říká Jonides.

"Zkoumali jsme to z velké části na skřivánku, nečekali jsme, že toho najdeme mnoho, ale skutečnost, že tréninkový efekt trvá tak dlouho, jak měsíce, je překvapivá a velmi provokativní, protože otevírá použití tDCS pro dlouhodobé zdokonalování učení."

Jonides říká, že jeho studie je pouze jedním datovým bodem v porozumění těmto technikám, a upozorňuje, že je to ještě počátky studia mozkové stimulace. Aby bylo možné pokračovat v testování dlouhodobých dopadů a nejlepších cílů pro stimulaci, je nutná replikace a zobecnění na jiné úkoly spojené s výcvikem a přenosem.

„Potřebujeme přísné ověřování na vysoké úrovni, které se zaměřuje na pochopení mechanismu působení, přenosu výhod a udržitelnosti účinků u různých populací,“ říká Adam Gazzaley z Kalifornské univerzity v San Francisku.

Na konferenci představil Gassaley úsilí o vývoj a ověření videohier s „uzavřenou smyčkou“ jako nástrojů kognitivního vylepšení. Přístup uzavřené smyčky umožňuje vědcům zasáhnout, zaznamenat dopad zásahu a poté tato data znovu použít k cyklické iteraci a optimalizaci procesu.

Jeho tým používá tDCS a tACS (s alternativním proudem) ke zvýšení plasticity v mozkové kůře. "Cílem je urychlit proces učení, ke kterému dochází během hry, zejména u osob s poškozením," říká Gazzaley.

"V tomto přístupu je velký příslib a důvod pro vzrušení, ale stále jsme v plenkách a máme se co učit jak po stránce vývoje, tak i validace," říká Gazzaley.

Vědci nicméně vědí, že musí mít důkazy na podporu svých tvrzení.

"Je smutné, že humbuk kolem pole ztratil kontakt se svými vědeckými základy." Výsledkem je, že je lákavé zbavit se celého úsilí. Naopak si myslím, že to musí pobídnout vědce, aby investovali do vysoce kvalitních výcvikových studií, “vysvětluje Astle.

Zdroj: Kognitivní neurovědecká společnost / EurekAlert