Используя обманчиво простой набор экспериментов, исследователи из Johns Hopkins выяснили, почему люди изучают идентичную или аналогичную задачу быстрее во второй, третий и последующие разы. Причина: им помогают не только воспоминания о том, как выполнять задание, но и воспоминания об ошибках, сделанных в первый раз.
«При обучении новой двигательной задаче, кажется, происходят сразу два процесса», – говорит Реза Шадмер, доктор философии.D., профессор кафедры биомедицинской инженерии Медицинского факультета Университета Джона Хопкинса. «Один – это обучение моторным командам в задаче, а другой – критика обучения, во многом так, как ведет себя« тренер ». Освоение следующего аналогичного задания происходит быстрее, потому что тренер знает, на какие ошибки следует обратить внимание. Фактически, этот второй процесс оставляет память об ошибках, которые были испытаны во время обучения, поэтому повторное испытание этих ошибок ускоряет обучение.”
Шадмер говорит, что ученые, изучающие моторный контроль – то, как мозг управляет движением тела, – давно знали, что, когда люди выполняют какую-либо задачу, например, открывают дверь, их мозг замечает небольшие различия между тем, как они ожидали движения двери, и тем, как она двигалась на самом деле, и они используют эту информацию, чтобы в следующий раз выполнить задачу более плавно. Эти небольшие различия с научной точки зрения называют «ошибками предсказания», и процесс извлечения уроков из них в значительной степени неосознаваемый.
Неожиданная находка в текущем исследовании, описанном в Science Express в августе. 14, заключается в том, что такие ошибки не только тренируют мозг, чтобы лучше выполнять конкретную задачу, но они также учат его, как быстрее учиться на ошибках, даже когда эти ошибки встречаются в совершенно другой задаче. Таким образом, мозг может переходить от одной задачи к другой, сохраняя в памяти ошибки.
Для изучения ошибок и обучения команда Шадмера поместила добровольцев перед джойстиком, который находился под экраном. Добровольцы не могли видеть джойстик, но на экране он отображался синей точкой. Цель была обозначена красной точкой, и когда добровольцы перемещали к ней джойстик, синюю точку можно было запрограммировать так, чтобы она немного отклонялась от того места, куда они указывали, что создавало ошибку. Затем участники скорректировали свое движение, чтобы компенсировать нестандартное движение, и после еще нескольких попыток плавно направили джойстик к его цели.
В исследовании движение синей точки было повернуто влево или вправо на большую или меньшую величину до тех пор, пока она не отклонилась на 30 градусов от движения джойстика. Исследовательская группа обнаружила, что добровольцы быстрее реагировали на более мелкие ошибки, которые постоянно подталкивали их в одном направлении, и меньше на более крупные ошибки и те, которые двигались в противоположном направлении по сравнению с другими отзывами. «Они научились придавать частым ошибкам больше веса в качестве обучающих сигналов, игнорируя те, которые казались случайными», – говорит Дэвид Херцфельд, аспирант лаборатории Шадмера, руководивший исследованием.
Результаты также дали Шадмеру новый взгляд на его увлечение теннисом после работы. «Я намного лучше за свои вторые пять минут игры в теннис, чем за первые пять минут, и я всегда предполагал, что это произошло из-за того, что мои мышцы разогрелись», – говорит он. “Но теперь я задаюсь вопросом, действительно ли разминка – это шанс для нашего мозга снова пережить ошибку.”
«Это исследование представляет собой значительный шаг к пониманию того, как мы обучаем двигательным навыкам», – говорит Даофен Чен, доктор философии.D., программный директор Национального института неврологических расстройств и инсульта. “Результаты могут улучшить стратегии двигательной реабилитации многих людей, перенесших инсульт и другие нейромоторные травмы.”
Следующим шагом в исследовании, говорит Шадмер, будет определение того, какая часть мозга отвечает за «коучинговую» работу по присвоению веса различным типам ошибок.