Текст книги "Рассеянный ум"

В большинстве исследований пределов устойчивости внимания используются очень утомительные задачи, ориентированные на оценку бдительности в контексте низкого уровня стимуляции. Такой способностью должны обладать авиадиспетчеры для эффективного выполнения своей работы. Но возникают другие вопросы; к примеру, почему у разных людей такие разные способности к устойчивому вниманию? Ответы на эти вопросы чрезвычайно важны для понимания рассеянного ума. Недавнее исследование показало, что дети с диагнозом СДВГ (синдром дефицита внимания и гиперактивности) с большим трудом удерживают внимание при прохождении стандартных лабораторных тестов, зато у них нет проблем с вниманием, когда они играют в видеоигры[85]85
  S. Bioulac, S. Lallemand, C. Fabrigoule, A. L. Thoumy, P. Philip, and M. P. Bouvard, “Video Game Performances Are Preserved in ADHD Children Compared with Controls,” Journal of Attention Disorders 18, no. 6 (2014): 542–550.


[Закрыть]. Родители часто изумляются тому, что их дети с СДВГ не могут сосредоточиться на домашней работе больше чем на несколько минут, но могут часами не отрываться от видеоигр, требующих устойчивого внимания.

4. Скорость

Последнее ограничение внимания, которое мы рассмотрим здесь – это скорость обработки. Хотя каждый нейрон нашего мозга выполняет расчеты с невероятно высокой скоростью, исчисляемой тысячными долями секунды (миллисекундами), внимание, как и другие аспекты когнитивного контроля, является отражением свойств нейронных сетей, опирающихся на согласованный обмен сигналами между разными областями мозга. Передача информации, которая большей частью происходит последовательными сериями, неизбежно вызывает существенные задержки в каждом узле ретрансляции, поэтому разные виды обработки с участием внимания занимают уже десятые доли секунды. Хотя это все равно может показаться быстрым процессом, он довольно медленный, если учесть, с какой скоростью протекает наше взаимодействие с окружающей средой.

Исследователи изучали ограничения скорости обработки внимания в ходе экспериментов, рассматривающих теорию так называемого «мерцания внимания» (attentional blink)[86]86
  K. L. Shapiro, J. E. Raymond, and K. M. Arnell, “The Attentional Blink,” Trends in Cognitive Sciences, 1, no. 8 (1997): 291–296.


[Закрыть]. В этих экспериментах участники видели образы, быстро мелькающие перед ними на мониторе компьютера. Их цель заключалась в принятии решений о двух «мишенях», появлявшихся в потоке информации. Стимулы появлялись и исчезали так быстро, что они едва успевали замечать их на осознанном уровне, но скорость их обработки в мозге была достаточно высокой, если не считать тех случаев, когда две «мишени» быстро следовали друг за другом (когда интервал составлял полсекунды и менее). В таких обстоятельствах участники практически не замечали вторую «мишень». Это происходило не потому, что они моргали, но потому, что для повторной фокусировки внимания им требовалось некоторое время. Со стороны казалось, будто их мозг «мигал», и не мог сразу включиться в работу. В нашем старом сценарии, если бы из соседних кустов выпорхнула птица, мерцание внимания могло бы помешать предку определить присутствие ягуара. Легко представить, как такое ограничение скорости обработки может повлиять на нас во время управления автомобилем на оживленной автостраде.

Другой аспект ограничений скорости обработки внимания заключается в том, что время уходит не только на фокусировку внимания в нужном направлении, но и на возвращение внимания, которое было захвачено внешними восходящими стимулами[87]87
  K. Fukuda and E. K. Vogel, “Human Variation in Overriding Attentional Capture,” Journal of Neuroscience 29, no. 27 (2009): 8726–8733; K. Fukuda and E. K. Vogel, “Individual Differences in Recovery Time from Attentional Capture,” Psychological Science 22, no. 3 (2011): 361–368.


[Закрыть]. Представьте ситуацию, когда ваше внимание оказывается захвачено незначительной информацией: например, когда вы слышите ваше имя, упомянутое за соседним столиком. Хотя вы уже осознали, что речь идет не о вас, внимание все равно остается захваченным под влиянием мощного отвлекающего стимула (ограничение избирательности), и вам нужно время, чтобы оторваться от этого стимула и вернуть внимание к разговору с собеседником. Даже в случае простого отвлекающего стимула «время восстановления» составляет десятые доли секунды. Таким образом, скорость направления и возвращения внимания представляют собой еще одно ограничение для этой способности когнитивного контроля.

Рабочая память, как и избирательное внимание, имеет врожденные ограничения. Они разделяются на две категории: емкость и достоверность[88]88
  T. F. Brady, T. Konkle, and G. A. Alvarez, “A Review of Visual Memory Capacity: Beyond Individual Items and toward Structured Representations,” Journal of Vision 11, no. 5 (2011): 4.


[Закрыть]. Емкость обозначает объем сохраняемой информации, часто выражаемый количеством объектов или идей, которые можно удержать в уме в любое данное время. Достоверность обозначает качество или подробность сохраняемых образов этих объектов: иными словами, их соответствие реальности. Концепция достоверности также включает скорость распада сохраняющихся образов с течением времени. Все системы памяти, включая компьютерные, можно описать с помощью этих двух характеристик.

Емкость рабочей памяти была важной областью исследований когнитивной науки, особенно когда речь шла об исследованиях, нацеленных на понимание наших когнитивных ограничений. Одна из самых знаменитых статей в этой области была опубликована в 1956 году психологом Джорджем Миллером под названием «Магическая семерка плюс или минус два: некоторые ограничения нашей способности к обработке информации»[89]89
  G. A. Miller, “The Magical Number Seven, Plus or Minus Two: Some Limits on Our Capacity for Processing Information,” Psychological Review 63, no. 2 (1956): 81.


[Закрыть]. В этой статье Миллер описал нашу ограниченную способность к хранению информации как объем, часто определяемый наибольшим количеством объектов, которые человек может немедленно извлечь из памяти и перечислить в правильном порядке. Вы сами можете попробовать. Попросите друга составить список цифр и произнести их по порядку, а затем повторите список в том же порядке. Скорее всего, вы сможете вспомнить от пяти (семь минус два) до девяти (семь плюс два) чисел. Психолог Нельсон Кован пришел к выводу, что когда эксперимент исключает повторение и информацию, организованную в блоки (например, три последовательных числа, образующие телефонный код вашего региона), лимит нашей подлинной способностисоставляет четыре элемента, плюс-минус один[90]90
  N. Cowan, “The Magical Number 4 in Short-Term Memory: A Reconsideration of Mental Storage Capacity,” Behavioral and Brain Sciences 24 (2001): 87–185.


[Закрыть]. Другие исследования показали, что тип информации тоже влияет на емкость нашей рабочей памяти[91]91
  S. J. Luck and E. K. Vogel, “The Capacity of Visual Working Memory for Features and Conjunctions,” Nature 390, no. 6657 (1997): 279–281.


[Закрыть]. Например, емкость может достигать семи для чисел, но шести для произвольно перечисленных букв, пяти для слов и трех или четырех для разных предметов, а для таких сложных стимулов, как человеческое лицо, она не превышает двух. Смысл в том, что емкость нашей рабочей памяти довольно ограничена. Индивидуальные различия емкости ассоциируются с когнитивными способностями высшего порядка, связанными с нашей реальной деятельностью, такой как понимание прочитанного, учеба и логические построения, а также с оценкой интеллекта[92]92
  M. Daneman and P. A. Carpenter, “Individual Differences in Working Memory and Reading,” Journal of Verbal Learning and Verbal Behavior 19, no. 4 (1980): 450–466; A. R. Conway, M. J. Kane, and R. W. Engle, “Working Memory Capacity and Its Relation to General Intelligence,” Trends in Cognitive Sciences 7, no. 12 (2003): 547–552.


[Закрыть]. Люди, имеющие большую емкость рабочей памяти, обычно лучше владеют этими навыками и имеют более высокий уровень подвижного интеллекта.

В таких обстоятельствах участники практически не замечали вторую «мишень». Это происходило не потому, что они моргали, но потому, что для повторной фокусировки внимания им требовалось некоторое время.

В дополнение к емкости, другое значительное ограничение рабочей памяти связано с достоверностью информации, которая хранится в уме, а также со скоростью распада информации в течение определенного времени. Даже на основе собственного опыта мы можем судить, что наши внутренние репрезентации информации не обладают такой же степенью детализации, как в реальности при восприятии первоначального стимула. Это было формально продемонстрировано в экспериментах, показывающих, что переход от непосредственного восприятия к рабочей памяти сопровождается заметной утратой деталей[93]93
  T. F. Brady, T. Konkle, J. Gill, A. Oliva, and G. A. Alvarez, “Visual Long-Term Memory Has the Same Limit on Fidelity as Visual Working Memory,” Psychological Science 24, no. 6 (2013): 981–990.


[Закрыть]. Посмотрите на многолюдное помещение, задерживая взгляд на стоящих и разговаривающих людях. Можете ли вы увидеть точный моментальный снимок этой сцены, когда закрываете глаза? А если вы держите глаза закрытыми в течение десяти секунд? Информация в рабочей памяти подвержена быстрому распаду.

Источник этого распада до сих пор остается предметом дискуссии. Действительно ли он связан только с течением времени, или же его причиной служит интерференция? Судя по всему, происходит и то, и другое. Удерживание информации в уме – это активный процесс, требующий ресурсов, сходных с сосредоточенностью внимания на внешних стимулах. Поэтому даже в отсутствие интерференции воспоминания подвержены распаду из-за нашей ограниченной способностихранить информацию в рабочей памяти в течение долгого времени. Причем, этот процесс подвержен не только сбоям, но и отвлечениям. Во время эксперимента, сходного с экспериментом лаборатории Газзали «Лицо и пейзаж» (описанном в предыдущей главе), мы просили участников в течение семи секунд удерживать в памяти образ лица, после чего проверяли достоверность их воспоминаний[94]94
  W. C. Clapp, M. T. Rubens, and A. Gazzaley, “Mechanisms of Working Memory Disruption by External Interference,” Cerebral Cortex 20, no. 4 (2009): 859–872.


[Закрыть]. Уловка заключалась в том, что в некоторых испытаниях мы мельком показывали образ другого лица; это происходило во время паузы, пока участники удерживали нужное лицо в памяти. Им заранее сообщали, что это может произойти, и что второе лицо нужно игнорировать. Несмотря на предупреждение, их воспоминание о первом лице слабо, но последовательно ухудшалось при появлении нового. Это показывает, что даже здоровые молодые люди легко отвлекаются при выполнении очень простого теста на рабочую память. Далее мы обнаружили, что те участники, у которых при реакции на отвлекающие лица наблюдалась усиленная активность зрительной коры, хуже справлялись с тестом на рабочую память[95]95
  W. C. Clapp and A. Gazzaley, “Distinct Mechanisms for the Impact of Distraction and Interruption on Working Memory in Aging,” Neurobiology of Aging 33, no. 1 (2012): 134–148.


[Закрыть]. Этот результат показывает, что обработка неактуальной информации уменьшает достоверность актуальных образов в рабочей памяти. Эдвард Вогель с коллегами доказал, что такая отвлекаемость влияет и на емкость рабочей памяти: люди, которые больше отвлекаются на неактуальную информацию, могут запомнить меньше объектов[96]96
  Vogel, McCollough, and Machizawa, “Neural Measures Reveal Individual Differences in Controlling Access to Working Memory.”


[Закрыть].

Наша способность сохранять информацию в уме очень уязвима для интерференции в виде отвлечений и сбоев. Попробуйте вспомнить, как трудно удерживать в уме подробный маршрут поездки, пока вы находитесь в плотном потоке движения с высокой целевой интерференцией. Добавьте включенное радио и вибрацию мобильного телефона от поступающих сообщений, вы окончательно потеряете свой путь.

Когда мы принимаем решение о достижении более чем одной цели за ограниченное время, нам приходится выбирать между двумя вариантами действий: либо многозадачность, либо переключение между задачами. Иногда мы решаем заниматься двумя делами одновременно, например, разговаривать по телефону, читая электронную почту (многозадачность), а иногда выполняем дела последовательно: например, пишем статью, а затем переключаемся на чтение электронной почты (переключение между задачами). Многозадачность и переключение между задачами – это отдельные виды поведения, но их осуществление в головном мозге в целом происходит с помощью одного механизма: переключения нейронных сетей.

Вполне очевидно, что мы переключаемся между потоками обработки информации, когда пишем статью и отвечаем на электронную почту или когда управляем автомобилем и пишем текстовое сообщение. При этом используется одна и та же сенсорная система; фактически, нам нужно оторваться от одного источника и направить взгляд на другой. Но то же самое происходит, когда мы пытаемся одновременно говорить по телефону и отвечать на электронную почту, или когда мы управляем автомобилем и одновременно разговариваем по телефону с гарнитурой для громкой связи. Мы быстро переключаемся между этими занятиями, даже если делаем это безсознательно. Это не многозадачность, а неосознанное переключение между задачами. Попробуйте слушать телерепортера и одновременно читать онлайн. Можете ли вы понять, что говорит репортер, пока вы читаете? Наверное, многие из вас пытались проверять электронную почту, одновременно разговаривая по телефону. В какой-то момент вы теряете нить разговора, но потом снова «включаетесь», не понимая, что временно отвлеклись на что-то другое.

Наш мозг не занимается параллельной обработкой информации во время повседневных занятий, если эти занятия требуют когнитивного контроля. Таким образом, неспособность нашего мозга к подлинной многозадачности на нейронном уровне является значительным ограничением нашей способности к управлению задачами. Процесс переключения нейронных сетей сопряжен с уменьшением точности для обеих задач, и с задержкой во времени, сравнимой с последовательным выполнением задач. Это издержки переключения, которые можно представлять как цену, которую вы платите за выполнение нескольких дел одновременно.

Интересно, что термин многозадачность появился не в психологии или неврологии, но был позаимствован из мира компьютеров, где означает параллельную обработку задач[97]97
  Bernard I. Witt and Ward Lambert, IBM Operating System/360 Concepts and Facilities, http://bitsavers.informatik.uni-stuttgart.de/pdf/ibm/360/os/R01-08/C28-6535-0_OS360_Concepts_and_Facilities_1965.pdf.


[Закрыть]. Хотя некоторые мощные компьютеры на самом деле параллельно совершают многочисленные операции и являются в подлинном смысле многозадачными, не каждый из них способен на это. Однопроцессорные компьютеры, включая планшеты и смартфоны, больше похожи на наш мозг, которому мы предлагаем одновременно выполнить целый ряд операций. Компания Apple поделилась интересным описанием этого феномена в рекламном сопровождении операционной системы iPhone 4. Они с гордостью заявили о запуске нового компонента, пользующегося высоким спросом: «многозадачности». В рекламе Apple утверждалось, что новая операционная система iOS использует многозадачные методы для экономии заряда батареи. Как это получилось?

«Причина проста: это не стопроцентная многозадачность. Все системные ресурсы доступны для всех приложений, в то время как система играет роль контролера информационного трафика, при необходимости отдавая большее или меньшее предпочтение тем или иным задачам»[98]98
  Jesus Diaz, “How Multitasking Works in the New iPhone OS 4.0,” Gizmodo.com, April 8, 2010, http://gizmodo.com/5512656/how-multitasking-works-in-the-new-iphone-os-40.


[Закрыть].

Именно таким образом наш мозг управляет множественными задачами, требующими когнитивного контроля: префронтальная кора играет роль «регулировщика движения», быстро переключаясь между нейронными сетями, связанными с выполнением каждой задачи. Занимательно читать объяснение Apple, почему компания пошла таким путем вместо внедрения настоящей многозадачности в своих смартфонах.

«Общедоступная многозадачность поглощает слишком много ресурсов, особенно памяти. Это вызывает системные сбои с учетом ограниченной памяти устройств. Высокая нагрузка также ложится на центральный процессор, что приводит к более быстрому истощению заряда батареи и одновременно замедляет фоновые приложения»[99]99
  Diaz, “How Multitasking Works.”


[Закрыть].

Такое описание вполне могло бы соответствовать работе нашего мозга, а не iPhone. Вполне вероятно, что наш мозг не эволюционировал до состояния подлинной многозадачности, поскольку конкуренция между ресурсами когнитивного контроля тоже привела бы к системному сбою из-за истощения энергии.

Чтобы добиться лучшего понимания ограничений когнитивного контроля, сотрудники лаборатории Газзали оценили разные виды издержек переключения и проверили, что происходит с мозгом, когда мы пытаемся выполнять несколько задач одновременно. Мы доказали, что при удержании информации в уме одновременное выполнение вторичной задачи, требующей избирательного внимания, ухудшает эффективность рабочей памяти. Это происходит независимо от того, держим ли мы в уме нечто сложное, вроде образа лица, или очень простое, вроде направления движущихся точек[100]100
  Clapp, Rubens, and Gazzaley, “Mechanisms of Working Memory Disruption by External Interference”; A. S. Berry, T. P. Zanto, A. M. Rutman, W. C. Clapp, and A. Gazzaley, “Practice-Related Improvement in Working Memory Is Modulated by Changes in Processing External Interference,” Journal of Neurophysiology 102, no. 3 (2009): 1779–1789.


[Закрыть]. В обоих случаях записи мозговой активности показывают, что чем больше отвлекающая задача подвергалась обработке в зрительной коре, тем хуже обстояли дела с текущей задачей, сохраняемой в рабочей памяти. Кроме того, участники, пытающиеся восстановить нейронную сеть префронтальной коры, отвечающую за выполнение задания, задействовавшего рабочую память после того, как их прервали, показали худший результат. Эти исследования продемонстрировали, что нейронные механизмы, приводящие к издержкам переключения, участвуют в обработке вторичной задачи и являются причиной неудачного переключения на первоначальную задачу.

Мы также исследовали другой вариант многозадачности, который имел прямое отношение не к рабочей памяти, а к соперничеству между двумя задачами за избирательное внимание во время видеоигры[101]101
  J. A. Anguera, J. Boccanfuso, J. L. Rintoul, O. Al-Hashimi, F. Faraji, J. Janowich, E. Kong, Y. Larraburo, C. Rolle, E. Johnston, and A. Gazzaley, “Video Game Training Enhances Cognitive Control in Older Adults,” Nature 501, no. 7465 (2013): 97–101.


[Закрыть]. В этом исследовании мы предлагали участникам быстро и точно реагировать только на контрольные знаки (например, зеленые) и игнорировать отвлекающие знаки (например, красные), что требует избирательного внимания. В некоторых сериях эксперимента им приходилось выполнять эту задачу и одновременно управлять виртуальным автомобилем в трехмерной анимации, требующей высоких затрат избирательного внимания для удержания на дороге. Мы обнаружили, что двадцатилетние люди, несмотря на огромную уверенность в своих способностях к многозадачности, терпят значительные издержки переключения: при одновременном управлении виртуальным автомобилем точность определения знаков снижалась на 27 %. Таким образом, достижение целей, требующих когнитивного контроля, будь то рабочая память или избирательное внимание, испытывает разрушительное воздействие вторичных целей, которые так же нуждаются в нем.

Интересно, что термин «многозадачность» появился не в психологии или неврологии, но был позаимствован из мира компьютеров, где означает параллельную обработку задач.

Впрочем, вам не нужно пытаться одновременно выполнить две или более задач, чтобы испытать на себе издержки переключения. Они настигают нас даже в том случае, когда мы решаем переключаться между задачами. Это справедливо даже для простых задач, если они хотя бы в какой-то мере требуют когнитивного контроля. Можете убедиться сами, если выполните следующее упражнение:

Сначала вслух сосчитайте от одного до десяти. Потом произнесите буквы алфавита от «А» до «Ж». Это две очень простые задачи. Но теперь попробуйте комбинировать их, быстро переключаясь между ними: произносите «А1, Б2, В3» и так далее, пока не дойдете до конца. Скорее всего, вы почувствуете ограничения, налагаемые переключением между сетями для обеих целей, а также отметите издержки: возможно, даже сделаете две-три ошибки, если попробуете быстро воспроизвести такую последовательность.

Издержки переключения между задачами часто оцениваются в лаборатории как разница во времени между тем, когда вы выполняете задачу сразу же после выполнения идентичной задачи, и тем, когда вы выполняете задачу сразу же после выполнения другой задачи. Издержки, вычисляемые таким образом, показывают, что потеря времени происходит даже в том случае, если вы знаете заранее, когда нужно будет переключиться с одного на другое. Хотя издержки возникают даже при выполнении простых задач, они несомненно возрастают при их усложнении[102]102
  J. S. Rubinstein, D. E. Meyer, and J. E. Evans, “Executive Control of Cognitive Processes in Task Switching,” Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance 27, no. 4 (2001): 763.


[Закрыть]. Таким образом, ограничения в управлении задачами существуют независимо от того, пытаемся ли мы решать их одновременно или переключаемся между задачами.

Мы описали многочисленные ограничения наших когнитивных способностей в области внимания, рабочей памяти и управления задачами. Вот резюме ограничений, перечисленных в этой главе.

Внимание

1. Избирательность ограничена чувствительностью к восходящим воздействиям.

2. Распределение внимания приводит к уменьшению эффективности в отличие от сосредоточенного внимания.

3. Устойчивость внимания ограничена во времени, особенно в монотонных и скучных ситуациях.

4. Скорость обработки ограничивает эффективность сосредоточения и переноса внимания.

Рабочая память

1. Емкость, или количество объектов, активно удерживаемых в уме, имеет жесткие ограничения.

2. Достоверность, или качество информации, сохраняемой в рабочей памяти, подвержено распаду с течением времени и в результате интерференции.

Управление задачами

1. Многозадачность ограничена нашей неспособностью к эффективной параллельной обработки двух и более задач, требующих внимания.

2. Переключение между задачами приводит к издержкам в смысле точности и скорости выполнения задач.

Понимание ограничений когнитивного контроля чрезвычайно важно для оценки конфликта между нашими целями и ограничениями. В следующей главе мы расскажем, что феномен рассеянного ума не является постоянной сущностью; скорее, он варьирует от человека к человеку и находится в постоянном движении.

Глава 5
Вариации и колебания

Если мы хотим разработать эффективный подход к смягчению симптомов рассеянного ума, нам нужно понимать, что он не является статичной и неподвижной сущностью. Наши способности когнитивного контроля и их оборотная сторона – ограничения когнитивного контроля не являются неизменными чертами нашей личности. Скорее, они находятся в постоянном движении, попадая под влияние многочисленных факторов и изменяясь в течение нашей жизни. Вариации и колебания являются правилом, а не исключением.

Одним из наиболее хорошо изученных аспектов рассеянного ума является изменение способностей когнитивного контроля в течение нашей жизни. Они хуже всего развиты у маленьких детей, когда когнитивные ограничения расстраивают большую часть целенаправленной активности, которая начинает появляться в развивающемся мозге. Когнитивный контроль постепенно и неуклонно усиливается, созревает вместе с развитием мозга и достигает кульминации после двадцати лет. Разумеется, даже у молодых людей в пору расцвета он находится под колпаком врожденных ограничений, описанных в предыдущей главе. Этот пик когнитивного контроля сменяется постепенным спадом, когда мы достигаем среднего возраста, и почти повсеместным упадком по мере приближения старости.

Ограничения когнитивного контроля обусловлены не только ходом времени, но и многочисленными патологиями, связанными с заболеваниями, нарушающими функционирование мозга в разные периоды жизни. Пять распространенных состояний, которые мы опишем здесь: СДВГ, ПТСР, травматическое повреждение мозга (ТБМ), депрессия и деменция ассоциируются с ослаблением способностей когнитивного контроля и обостряют состояние рассеянного ума.

Даже в здоровом мозге любого возраста способности когнитивного контроля испытывают ежедневные колебания и изменяются даже втечение одного дня. Это результат множества мощных воздействий, таких как недосыпание, психологический стресс и алкогольная интоксикация. Понимание того, какое влияние оказывают эти факторы, немаловажно для «контролирования когнитивного контроля», о чем мы будем говорить в последних двух главах. Давайте начнем с обзора известных данных о связанных с возрастом изменениях когнитивного контроля, начиная с детства и заканчивая преклонным возрастом.