Книги

Путеводный нейрон. Как наш мозг решает пространственные задачи

22
18
20
22
24
26
28
30

Если вы дочитали книгу до этого места, значит, вы уже хорошо представляете, как мы ориентируемся в пространстве, что происходит при этом у нас в мозге и какие стратегии мы используем для исследования окружающего мира и взаимодействия с ним. В следующей главе мы обратимся к самым интересным и неоднозначным вопросам: почему одним людям навигация дается легче, чем другим? Исследователи выявили существенные индивидуальные различия в навигационных способностях и в восприятии пространства. Пора выяснить, насколько велики эти различия, какова их причина и почему они важны – и как, вопреки распространенному мнению, все мы можем улучшить свою способность ориентироваться в пространстве.

6

Ты идешь своим путем, а я – своим

Не так давно младшая сестра спросила меня, где находится Ньюкасл – в Англии или в Шотландии? Англичане, читающие эту книгу, удивленно вскинут брови, узнав, что она три года проучилась в Даремском университете, расположенном в нескольких километрах к югу от Ньюкасла и в ста с небольшим километрах южнее границы с Шотландией. Но нашу семью ее вопрос нисколько не удивил. Выросшая в сельском Гемпшире, она часто звонила домой от подруг или родственников, которых ездила навестить, и просила подсказать ей путь домой, поскольку не имела представления, где находится и как туда попала. География и ориентирование никогда не были ее сильными сторонами. Нетрудно догадаться, что спутниковая навигация стала для нее настоящим спасением.

У каждого есть такой знакомый, как моя сестра, а также ее противоположность – человек с врожденными способностями к ориентированию. Например, одна из моих двоюродных сестер помнит маршруты, по которым проезжала много лет назад. Одна из главных загадок способности людей к навигации заключается именно в этом. Чем объяснить такую разницу? Исследователи, изучающие чувство направления и способность людей строить внутреннюю карту окружающего мира, обычно сообщают о заметных индивидуальных различиях. «Если вам это дано, просто удивительно, как быстро вы строите отображение окружающего мира, похожее на карту, – говорит Дэн Монтелло. – Если нет, то никакой опыт, как это ни странно, вам не поможет».

Эффективный способ оценить способности людей к навигации – просто спросить их. Мы превосходно умеем оценивать свои пространственные навыки – как-никак многолетняя практика – и не стесняемся признаваться, что вечно не можем найти дорогу. Психологи, желающие копнуть чуть глубже, обычно используют один из вариантов теста «интегрирования по маршруту»: предлагают испытуемым изучить два отдельных маршрута, соединенные дорожкой, а затем проверяют, насколько хорошо они знакомы с местностью. Например, исследователи могут попросить их представить, что они стоят рядом с ориентиром на одном маршруте, и указать на ориентир на другом, оценить расстояние между ориентирами, или нарисовать схему, иллюстрирующую взаимное расположение двух маршрутов. В большинстве исследований выясняется, что испытуемых можно разделить на три группы: одни быстро запоминают взаимное расположение ориентиров и могут построить когнитивную карту всей местности, другие хорошо запоминают ориентиры на каждом маршруте, но не связывают два маршрута, а третьи совсем безнадежны – они плохо справляются с обеими задачами[217].

Чем обусловлены эти различия в навигационных способностях и в какой степени они зависят от генетики, воспитания или опыта? Ответить на эти вопросы очень сложно, поскольку в поиске пути в незнакомой обстановке участвуют несколько отделов мозга, и решение этой задачи требует использования разных когнитивных функций. Некоторые из них, такие как принятие решений и внимание, чрезвычайно важны для навигации по очевидным причинам. Другие, например способность мысленно поворачивать трехмерный объект или представлять, как складывается лист бумаги, менее очевидны, хотя они могут помочь в таких задачах, как чтение карт, – если вы можете прочесть карту с севером вверху, а не поворачивать ее так, чтобы она соответствовала направлению, в котором вы смотрите, значит, вы должны хорошо справляться с задачами на мысленное вращение[218].

11. Стандартный тест на способности к нахождению пути

Уверенное владение одной пространственной функцией не означает, что вы так же хорошо владеете остальными: вы можете мастерски собирать мебель IKEA, но иметь слабое чувство направления[219]. Тем не менее искусные навигаторы, как правило, хорошо справляются с разными задачами. Они замечают все, что происходит вокруг. Они вовремя принимают решения. Они могут узнать места, в которых уже были, когда видят их с другого ракурса, и в целом хорошо представляют общую картину[220]. У них эффективная рабочая память, и они могут отслеживать, как далеко ушли, сколько раз повернули, а также помнить расположение ориентиров[221]. Их гиппокамп – отдел мозга, в котором обрабатывается подробная информация о пространстве, – больше средних размеров[222]. Они демонстрируют высокие результаты в тестах на «поленезависимость», измеряющих, насколько легко кому-нибудь заметить простую форму внутри большей по размерам и более сложной – это полезное умение для сведения ориентиров, дорог и других характеристик местности в когнитивную карту[223]. Еще они умеют использовать два подхода к навигации, пространственный («с высоты птичьего полета») и эгоцентрический, основанный на маршруте, и понимают, когда следует переключаться с одного на другой.

Опытные навигаторы – не обязательно вселенские гении восприятия пространства. Они вообще могут не быть гениями: интеллект не связан с чувством направления, как любит напоминать мне сестра, получавшая в Дареме высшие баллы по естественным наукам. Но некоторые когнитивные навыки, необходимые для навигации, могут быть чрезвычайно полезными в других областях жизни. Результаты тестов на пространственное восприятие довольно точно предсказывают будущие успехи ребенка в науках, изучении техники, инженерного дела и математики – так называемых технических дисциплин – и его карьеру в этих областях. Хотите стать архитектором, графическим дизайнером, хирургом, инженером, механиком или авиадиспетчером – знайте, ваши шансы выше, если в юном возрасте вы умеете мысленно поворачивать объемные фигуры (нет нужды говорить, что не менее важна мотивация и другие факторы)[224].

Наши навыки восприятия пространства быстро развиваются к возрасту одного года, и они очень гибки и пластичны[225]. Детям никогда не рано изучать форму предметов на ощупь, строить сооружения из кубиков и разрушать их, решать пространственные головоломки, показывать жестами, что они делают, играть в активные видеоигры[226], а главное, исследовать окружающий мир[227]. Нора Ньюком, психолог из Университета Темпла в Филадельфии, на протяжении почти всей своей научной карьеры изучавшая воздействие пространственного мышления на развитие ребенка, убеждена, что родители и учителя должны всемерно поощрять такое мышление. «Пространственные задачи и вызовы окружают нас со всех сторон, – отмечала она в статье, написанной в соавторстве с коллегой Андреа Фрик в 2010 году. – Подходит ли простыня для этой кровати? Пропускать ли левый шнурок над правым или под ним и какой из них левый? Поместятся ли покупки в сумку? Какой формы получатся ломтики, если я порежу багет иначе, и влезут ли они в тостер? Для маленьких детей эти вопросы – вызов, и они дают широкие возможности исследовать пространство и размышлять о нем»[228].

Пространственная сообразительность такого уровня не переходит сама собой в способность к навигации. Когда вы оказываетесь на открытой незнакомой местности, в игру вступают многие другие качества: принятие решений, внимание, необходимость отслеживать свои передвижения. Ньюком убеждена: умение мысленно повернуть объект «коренным образом отличается» от способности найти дорогу на открытой местности. «Они зависят от разных отделов мозга. Они взаимосвязаны, но не больше, чем многие другие когнитивные конструкты», – говорит она. Авиадиспетчеры, скорее всего, хорошо манипулируют трехмерными объектами, но не обязательно должны быть искусными навигаторами.

Если мелкомасштабные пространственные навыки, такие как мысленное вращение, не могут точно предсказать навигационные способности человека, то что может? Не так давно Мэри Хегарти, создатель повсеместно используемой шкалы чувства направления, обнаружила, что большую часть различий в крупномасштабных пространственных навыках можно объяснить различием личностей. В исследовании, охватившем более 12 000 человек, она показала: люди с развитым чувством направления также набирали высокие баллы по шкале экстраверсии, добросовестности и открытости и низкие баллы по шкале невротического состояния[229].

Если подумать, здесь нет ничего удивительного. Энергия и энтузиазм (экстраверсия), усердие и внимание к деталям (добросовестность), а также любопытство и изобретательность (открытость) – все эти качества полезны в поиске пути, потому что они заставляют вас взаимодействовать с окружающим миром. А вот тревожность и эмоциональная нестабильность (невротизм) вам будут только мешать. Если вы энергичны, дисциплинированны, смелы и уверены в себе, то у вас гораздо меньше шансов заблудиться, чем если бы вы были замкнутым, рассеянным, ограниченным и испуганным (хотя смелость связана с повышенным риском сделать неправильный выбор). Аналогичным образом, невротизм не способствует исследованию окружающего мира и не дает вам возможности улучшить свои пространственные навыки[230].

Мысль о том, что навигационные навыки зависят от личности, довольно заманчива. Мы склонны рассматривать черты характера в свете того, как они определяют взаимодействие с людьми, но, как показывает исследование Хегарти, они формируют и наше взаимодействие с окружающим миром. Но личность вроде как не слишком меняется со временем! Значит, улучшить свои навигационные способности невозможно? К счастью, это не так. Во-первых, личность меняется – люди могут стать более добросовестными (например, когда состоят в отношениях), менее невротичными (после лечения) и более уживчивыми (с возрастом). Недавно были опубликованы результаты исследования, в котором участвовали 635 человек, от подростков до пожилых людей; исследователи не выявили корреляции между тем, каким человек стал в семьдесят пять и каким он был в четырнадцать[231].

Во-вторых, следует учитывать, что поведение определяется не только личностью. Многое зависит от контекста: кто рядом со мной, что у меня на душе, где я оказался… Люди, проявляющие хладнокровие в знакомых местах, могут растеряться, столкнувшись с неизвестностью. При ориентировании на местности на эффективность наших действий влияют многие факторы, часть из которых – рабочая память, восприятие пространства, умение читать карту и так далее – легко поддаются улучшению. Значит, интроверты вполне могут быть хорошими навигаторами, а добросовестные люди – плохими. Ниже мы увидим: главный враг навигатора – тревожность. Но чем больше вы тренируетесь и набираетесь опыта, тем увереннее становитесь. Несомненно, навыки навигации у людей сильно отличаются, но лучше относиться к этому различию как к возможности, а не как к проклятию. «Может ли большинство людей стать лучше? – говорит Монтелло. – Уверен, что может».

В 2016 году группа нейробиологов, психологов, специалистов в области деменции и разработчиков игр выпустила мобильное игровое приложение Sea Hero Quest, чтобы исследовать, как способности к навигации ухудшаются с возрастом[232]. Целью было найти критерий «здоровой» навигации, пригодный для диагностики болезни Альцгеймера, оказывающей губительный эффект на восприятие пространства[233]. Разработчики надеялись на то, что в программе примут участие до 100 000 человек, но популярность приложения превысила их ожидания: игра не только внесла вклад в исследование деменции, но и стала крупнейшим исследованием различий в способностях к навигации. К настоящему времени ее скачали более четырех миллионов человек.

Sea Hero Quest проверяет навигационные способности игрока (насколько хорошо он может удерживать в памяти карту и пользоваться ею при поиске контрольных пунктов), а также умение интегрировать по траектории. Как и во всех исследованиях с использованием игр, здесь остается вопрос о «реальности» этого опыта навигации: в действиях игрока участвуют только глаза и пальцы, и он не получает обратной связи от вестибулярного аппарата или движений тела – которые, как полагают исследователи, играют важную роль в интегрировании по траектории, – а может рассчитывать лишь на оптический поток[234]. Тем не менее Хьюго Спирс, который руководит анализом данных проекта, сравнил результаты, показанные в игре, со способностью к навигации в реальном мире и обнаружил значимую связь. Хорошие навигаторы успешно справляются с обеими задачами[235].

Приложение Sea Hero Quest стало ценным инструментом исследований, поскольку многие игроки согласились анонимно предоставить исследователям демографическую информацию, которая помогает объяснить распределение навигационных способностей среди населения. Спирс с коллегами стремились выяснить, связана ли наша способность ориентироваться в пространстве с нашим полом, страной проживания, местом (город или деревня), с тем, где мы выросли, уровнем образования, левши ли мы или правши, насколько хорошими навигаторами мы себя считаем, с расстоянием до работы и даже с продолжительностью сна. При диагностике деменции врачу будет полезно знать типичные навигационные возможности, скажем, пятидесятипятилетней британки с университетским образованием, левши, выросшей в сельской местности, которая спит семь часов в сутки. А остальным будет полезно понимать, как наши биология, культура, воспитание и привычки влияют на способности ориентироваться на местности.

Многие результаты вызывают удивление. Например, пространственная память и способность к интегрированию по траектории постепенно, год за годом, снижаются, начиная с девятнадцатилетнего возраста[236], – а предыдущее исследование, напротив, позволяло предположить, что такое снижение начинается только в среднем возрасте. Данные также демонстрируют существенную разницу между жителями разных стран. «Это как олимпийский медальный зачет для навигации», – говорит Спирс. Первую строчку занимает Финляндия, за ней – Скандинавские страны, США, Новая Зеландия и Австралия. Великобритания и другие страны Северной Европы, Россия и Южная Африка образуют вторую группу. Далее идет юг Европы, Южная Америка, большая часть Ближнего Востока и Юго-Восточной Азии. В самом низу таблицы располагаются Индия и Египет. Спирс обратил внимание, что это географическое распределение согласуется с величиной ВВП на душу населения, и это значит, что некоторые аспекты экономического развития могут напрямую влиять на способности к восприятию пространства. В то же время высокие результаты жителей Скандинавских стран можно объяснить популярностью такого спорта, как ориентирование: исследователи заметили корреляцию между местом страны в таблице и успехами ее спортсменов на чемпионатах мира по ориентированию[237]. Другие возможные причины – предпочтение свободной игры в детских садах или тот факт, что во многих скандинавских школах детей учат ориентироваться на местности.