Серия «Под микроскопом: наука для всех»

86

Как «витание в облаках» прокачивает ваш мозг

Что, если то, чему нас учили о концентрации, не совсем правда? Мы гоним прочь посторонние мысли, боремся с «блужданием ума» и корим себя за каждую минуту, когда внимание ускользает от задачи. Но что, если эти самые минуты — не сбой системы, а её секретная фича, включение особого режима работы? Последние научные данные говорят: именно когда вы «витаете в облаках», ваш мозг может учиться тому, чему не научится при полном фокусе.

Ученые давно знают, что мы проводим в этом состоянии (его называют «ментальным блужданием») от 30 до 50% времени бодрствования. И традиционно его считали врагом №1 для учебы. Пропустил объяснение учителя, потому что витал в облаках — получил двойку. Логично? Да. Но новое исследование венгерских нейробиологов ломает эту логику. Оказывается, для одного конкретного типа обучения ментальное блуждание не просто не мешает, а является суперсилой.

Учиться, не замечая этого

Представьте, что вам показывают быструю последовательность стрелок (вверх, влево, вниз и т.д.), и вам нужно как можно быстрее жать соответствующую кнопку. Скучновато, да? Вы просто реагируете. Но в этой последовательности есть скрытая вероятностная закономерность. Например, некоторые сочетания из трех стрелок подряд встречаются чаще, другие — реже.

Ваше сознательное внимание занято нажатием кнопок. Но ваш мозг-детектив на заднем плане начинает улавливать эти неочевидные правила. Это и есть неявное (скрытое) обучение — мы учимся, не ставя такой цели и даже не отдавая себе в этом отчета. Именно оно лежит в основе того, как мы усваиваем родной язык в детстве, начинаем чувствовать ритм новой игры или интуитивно понимаем правила поведения в новом коллективе.

И вот что выяснилось. В эксперименте, где люди выполняли как раз такую задачу со стрелками, их периодически спрашивали: «О чем вы думали только что? О задаче или витали в облаках?».

Парадоксальный результат

Угадайте, в какие моменты люди лучше всего улавливали скрытые вероятностные паттерны? Именно когда их мысли блуждали где-то далеко от стрелок и кнопок! Более того, самый мощный эффект наблюдался, когда это блуждание было спонтанным (мысли уплыли сами), а не намеренным (я специально начал думать о пицце). Получается, мозг сам знает, когда ему нужно ненадолго «уйти в офлайн» для обработки данных.

В это же время, что характерно, страдала точность нажатий — люди чаще ошибались. Мозг как бы перераспределял ресурсы: «Сознание, ты жми на кнопки как попало, а я тут важные статистические расчеты провожу».

Но и это не все. Ученые снимали электроэнцефалограмму (ЭЭГ) участников. И обнаружили удивительную нейронную подпись этого полезного «отключения».

Режим «сна наяву»

Когда люди начинали витать в облаках, а их скрытое обучение работало на полную, в мозге усиливались медленные волны — дельта- и тета-ритмы. Это те самые ритмы, которые характерны для первых стадий сна и состояний глубокого отдыха.

Получается картина-пазл: наше внимание отключается от внешнего мира, мозг переходит в режим, похожий на легкий сон, и в этом «офлайн-режиме» начинает эффективно обрабатывать фоновую информацию, выискивая в ней закономерности и структурируя полученный опыт. Мозг в это время тихонько «проводит сверку данных» на фоне.

Зачем нам это знать?

Это открытие переворачивает с ног на голову наше представление о продуктивности. Бесконечно мучить себя, пытаясь удержать 100%-ную концентрацию на скучной задаче, может быть не только мучительно, но и неэффективно. Нашему мозгу нужны эти перерывы «в никуда» для фоновой обработки сложной информации.

  • Не корите себя за «ленивые» минуты. Краткие эпизоды ментального блуждания после усвоения нового материала могут быть частью процесса обучения, а не его срывом.

  • Монотонная практика работает. Это открытие заставляет по-новому взглянуть на рутинную практику. Когда вы долго и нудно решаете однотипные примеры или повторяете гаммы, сознание устает и начинает блуждать. И как раз в этот момент может включиться фоновое, неявное усвоение навыка.

  • Иногда лучше «отпустить». Если вы застряли на сложной проблеме, попытки сильнее сконцентрироваться могут только навредить. Прогулка, мытье посуды или просто минута, глядя в окно, — это не прокрастинация. Это включение того самого режима, который может найти неочевидные связи.

Так что в следующий раз, когда поймаете себя на том, что смотрите в окно, а не в учебник, не спешите себя одергивать. Возможно, прямо сейчас ваш мозг, как суперкомпьютер, обрабатывает фоновые данные и учится чему-то важному, пока вы просто думаете о космосе. Главное — вовремя вернуться.

Оригинальная статья об исследовании и его результатах (англ.)

Показать полностью 4
57

Сладкий сюрприз с астероида Бенну

Возможно, некоторые помнят тот самый астероид Бенну, с которого в 2020 году станция OSIRIS-REx умудрилась стащить немного космической пыли и камней. Ну так вот, пока все гадали, могла ли жизнь прилететь к нам «извне», ученые разбирали этот инопланетный подарок по молекулам. И буквально на днях они нашли в нём то, чего так не хватало для полного комплекта — сахар. Да-да, самый обычный сахар, который есть в каждой нашей клетке.

Что уже было в «посылке с Бенну»

Когда капсула с образцами наконец приземлилась в 2023 году, учёные разослали крохотные крупицы по самым продвинутым лабораториям мира. И понеслось: сначала там обнаружили воду и углерод, потом — целую россыпь органических молекул, аминокислоты, формальдегид и пр. Картина складывалась эпичная, но неполная. Для того чтобы построить молекулы, хранящие информацию, нужен особый «клей» — сахар. В РНК это рибоза, в ДНК — дезоксирибоза. И его-то как раз и не хватало.

Как нашли «сладкий» секрет

Команда японского учёного Ёсихоро Фурукавы взяла щепотку грунта с Бенну, буквально растёрла его в пыль, обработала кислотой и водой, а потом прогнала через суперчувствительный анализатор — газовый хроматограф-масс-спектрометр. И вуаля! В образце чётко проступила сигнатура рибозы — того самого сахара, который составляет основу РНК. Заодно «всплыли» и другие сахара: ликсоза, ксилоза, арабиноза, глюкоза и галактоза. А вот дезоксирибозы для ДНК, что интересно, не нашлось.

Почему это взрывная новость?

Во-первых, теперь у нас на руках полный набор «ингредиентов для супа жизни» из одного источника — астероида. Это серьёзный аргумент в пользу теории, что всё необходимое для старта биологических процессов могло быть доставлено на молодую Землю такими же космическими курьерами.

Во-вторых, это здорово поддерживает так называемую «гипотезу мира РНК». Согласно ей, самые первые живые системы на нашей планете были основаны не на ДНК, а на более простой молекуле РНК, которая умела и информацию хранить, и реакции катализировать. То, что на Бенну нашли именно рибозу (для РНК), но не нашли дезоксирибозу (для ДНК), очень в эту теорию укладывается.

«Это блестящий результат, — говорит Сара Расселл из Музея естественной истории в Лондоне, тоже изучающая образцы Бенну. — Не хватало только сахара, и вот он! Теперь мы знаем, что все компоненты РНК могут быть в примитивных астероидах».

Космическая кухня

Учёные предполагают, что сахара могли образоваться в солёных водоёмах внутри родительского тела Бенну — более крупного астероида, от которого он когда-то откололся. Там были подходящие условия: жидкость, тепло и куча химических реакций с формальдегидом.

«Мы уже находили в образцах соли, — отмечает Расселл. — Это намёк на то, что на прародителе Бенну когда-то были солёные лужи. Идеальные природные лаборатории для создания сложной органики».

Такие же «лужи» сейчас подозревают на спутнике Сатурна Энцеладе и карликовой планете Церера. Так что, возможно, «стройматериалы» для жизни разбросаны по всей Солнечной системе.

А не земная ли это «подстава»?

Раньше сахара уже находили в метеоритах, упавших на Землю. Но всегда оставался вопрос: а не попали ли они туда уже здесь, от нашей биосферы? Теперь, когда рибозу обнаружили в образце, взятом прямо в космосе и доставленном в стерильных условиях, сомнений почти не остаётся. Это аутентичный космический продукт.

Так что, похоже, астероиды действительно могли быть теми самыми вселенскими поставщиками, которые завезли на нашу планету ключевые компоненты для самого удивительного эксперимента — жизни. Осталось только понять, как эти детали собрались воедино и запустили процесс. Но это уже совсем другая история.

Показать полностью 5
Отличная работа, все прочитано!