Teadlased testivad, kas ajuõpe parandab tõepoolest tunnetust

Väited on selged: mängi videomänge ja saa targemaks. Vaatamata sellele, kuigi manitsusi on tehtud kümme aastat, on lubaduse kinnitamiseks selged teaduslikud tõendid endiselt tasumata.

Uued uuringud usuvad, et keeruka tehnoloogia kasutamine aitab lahendada väidet, et videomängutreening muudab aju. Teadlased tuvastavad ka seda, kellele kognitiivne koolitus võib kasulik olla ja uued meetodid, mis tõenäoliselt põhjustavad pikaajalist positiivset mõju tunnetusele.

"Loodame, et mõistes paremini, kuidas ja miks koolitusega kognitiivseid võimeid muudetakse, saame paremini kasutada selle laiemaid eeliseid," ütleb Duncan Astle Suurbritannia meditsiiniuuringute nõukogust. Astle juhatas ajuõppe sümpoosioni hiljutise New Yorgis toimunud kognitiivse neuroteaduste seltsi (CNS) aastakonverentsi ajal.

Eksperdid ütlevad, et uued uuringud laste töömäluülesannete kohta ja täiskasvanute mitteinvasiivse aju stimulatsiooni ühendamise kohta kognitiivse treeninguga näitavad paljutõotavaid tulemusi. Ehkki nende meetodite rakendamiseks reaalses koolitusse sekkumises on vaja rohkem katsetusi, pakuvad uuringud neuroteaduslikke tõendeid põhivahendite väljatöötamiseks, mis annavad laiemat kasu.

Eksperdid selgitavad, et töömälu on paljude ajuõppuse uuringute jaoks võtmetähtsusega.

Võime hoida teavet lühikese aja jooksul meeles on meie igapäevases elus kesksel kohal. Ja Astle ütleb: "Me teame, et lapsepõlves esinevad töömälu erinevused ennustavad hariduse edenemist uskumatult."

Kuna kognitiivne neuroteadlane on pikka aega huvitatud sellest, kuidas aju lapsepõlves töömälu võimalusi arendab, on Astle koos kolleegidega võtnud eesmärgiks testida, kas lapse mälu on võimalik treenida.

Hiljuti Ajakirjas avaldatud töös Neuroteaduste ajakiri ja ka uut, seni avaldamata tööd, mida Astle CNS-i konverentsil esitles, uuris tema meeskond töömälu suurendamiseks 8–11-aastaste laste ülesandeid.

Nad leidsid, et treeningülesanded andsid tulemuseks töömälu võimekuse paranemise, mis kajastus ka magnetetoentsefalograafiast (MEG, mis kasutab aju pildistamiseks magnetvälju) tehtud mõõtmistulemustes, näidates närviühenduse tugevust, kui aju oli puhkeolekus.

Lapsed sooritasid koduarvutitest 20 treeningut, igaüks umbes 30 minutit ja 8 mängu. Mängude järgi pidid lapsed lühikese aja jooksul meeles pidama ruumilist või verbaalset teavet ja kasutama seda teavet käimasoleva ülesande täitmisel.

Näiteks pidi üks mäng meenutama asteroidide asukohti ja järjestust, mis kogu ekraani vältel vilksatasid järjest. Iga katse lõpus pidid lapsed järjekorras klõpsama asteroididel.

Eksperimentaalrühmas muutusid mängud raskemaks, kuna lapsed said paremaks; "Lapsi töötati alati nende praeguste võimete piires," ütleb Astle. Kontrollgrupis jäi mängude raskus samaks.

MEG andmed näitasid olulisi muutusi frontoparietaalsete võrkude ja lateraalse kuklakompleksi ning madalama ajalise ajukoore vahelises ühenduses katselises rühmas.

"Me arvame, et koolitus suurendab tähelepanuprotsessi, mida lapsed saavad strateegiliselt kasutada sarnase ülesehitusega, kuid koolitamata ülesannetes," ütleb Astle.

"Kuid on oluline märkida, et me ei ole selle koolituse laiemat kasu näidanud."

Vanusevahemik 8–11 on „väga hea, sest lapsed saavad hakkama üsna keeruliste ülesannetega ja on siiski veel kaugel täiskasvanute soorituse tasemest - st arenguks on veel palju arengut,” ütleb Astle.

„Me arvame, et see on tõesti oluline vanusevahemik, kus mõista töömälu ja treeninguefekte. Siiski on suur vajadus neid protsesse kogu eluea jooksul paremini mõista, seetõttu uurime alati kirjandust laiemalt, et näha, kuidas meie leiud sobivad teiste vanusevahemikke uurivate rühmadega. "

Kerge elektrostimulatsioon võib ka aju võimsust suurendada, kuna teadlased hindavad tDCS (transkraniaalne alalisvoolu stimulatsioon) efektiivsust - aju mitteinvasiivne stimulatsiooni tehnika, mis hõlmab väga nõrga alalisvoolu läbimist ajus.

"Ehkki pole kohe selge, kuidas vool mõjutab närviaktiivsust, on valitsev arvamus, et see muudab neuronid kas vastuvõtlikumaks tulele või vähem vastuvõtlikeks, sõltuvalt sellest, milline elektrood kuhu asetatakse," ütleb John Jonides Michigani ülikoolist.

Kesknärvisüsteemi konverentsil esitletud uues töös Jonides on ta ja tema kolleegid leidnud, et tDCS-il on töömälule jõuline mõju koos täiustustega, mis kestavad mitu kuud.

"Varasemad uuringud on olnud üheselt mõistetavad, kas tDCS suurendab treeninguid, ja pole olnud pikaajalisi uuringuid selle kohta, kui kaua see koolitusefekt püsib," ütleb Jonides.

Uues uuringus said 62 osalejat juhuslikult tDCS-stimulatsiooni kas paremale või vasakule prefrontaalsele ajukoorele või said näivstimulatsiooni, tehes kogu ruumilise töömälu ülesannet.

Pärast 7 treeningut olid tDCS-stimuleerimise saanud töömälu võimalused suurenenud isegi mitu kuud pärast koolituse läbimist. Samuti leidsid nad, et neil, kes saavad stimulatsiooni paremal prefrontaalsel ajukoorel, oli valikuline võime töömälu treenimata ülesannetele üle kanda.

"Koolituse pikaajaline mõju oli täiesti ootamatu," ütleb Jonides.

"Uurisime seda suures osas lõoke kohta, lootmata, et leiame palju, kuid asjaolu, et treeninguefekt kestab kuni mitu kuud, on nii üllatav kui ka väga provokatiivne, sest see avab tDCS-i kasutamise pikaajalise õppimise parandamiseks."

Jonides ütleb, et tema uuring on vaid üks andmepunkt nende tehnikate mõistmisel, märkides, et see on endiselt aju stimulatsiooni uurimise alguspäev. Stimuleerimise pikaajaliste mõjude ja parimate sihtmärkide testimise jätkamiseks on vaja replikatsiooni ja üldistamist muudele koolitus- ja ülekandeülesannetele.

"Me vajame kõrgetasemelist ja ranget valideerimist, mis keskendub toimemehhanismi mõistmisele, eeliste ülekandmisele ja mõju jätkusuutlikkusele erinevates populatsioonides," ütleb Adam Gazzaley San Francisco California ülikoolist.

Konverentsil tutvustas Gassaley jõupingutusi suletud ahelaga videomängude kui kognitiivse täiustamise tööriistade väljatöötamiseks ja valideerimiseks. Suletud ahelaga lähenemine võimaldab teadlastel sekkuda, registreerida sekkumise mõju ja seejärel neid andmeid protsessi tsükliliseks kordamiseks ja optimeerimiseks uuesti kasutada.

Tema meeskond kasutab tDCS-i ja tACS-i (alternatiivse vooluga), et suurendada selle ajukoores plastilisust. "Eesmärk on kiirendada õppemängu ajal toimuvat õppimisprotsessi, eriti kahjustatud inimeste jaoks," ütleb Gazzaley.

"Selles lähenemises on palju lubadusi ja põnevust, kuid me oleme alles lapsekingades ja meil on nii arendamise kui valideerimise osas palju õppida," ütleb Gazzaley.

Sellegipoolest teavad teadlased, et neil peab olema oma väidete toetuseks tõendeid.

"Kahjuks on seda valdkonda ümbritsev hype kaotanud sideme oma teaduslike alustega. Seetõttu on ahvatlev kogu ettevõtmine kraavi lasta. Vastupidi, arvan, et see peab innustama teadlasi investeerima kvaliteetsetesse koolitusuuringutesse, ”selgitab Astle.

Allikas: Kognitiivsete neuroteaduste selts / EurekAlert