Обучение развивает мышление в биологии и культуре Все интеллектуальное является результатом обучения, которое начинается внутриутробно и продолжается на протяжении всей жизни. Чтобы понять, как, чему и почему мы учимся, исследования охватывают гены, отдельные нейроны, деятельность всего мозга, поведение и социокультурный контекст. Совместные исследования на животных и людях раскрывают механизмы и цели обучения.
Опыт фильтрует То, что Мы Видим Мозг людей лучше реагирует на действия, которые они могут выполнить, например, у танцоров балета или у тех, кто занимается капоэйрой. Восприятие - это не обработка исходных данных; оно зависит от наших целей, вопросов, которые мы задаем миру, и предыдущего опыта. Два наблюдателя с разным опытом буквально активируют разные системы мозга, глядя на одно и то же изображение.
Две парадигмы: Рефлекс против Деятельности Традиционная картезианская парадигма рассматривает мозг как чистую таблицу, составленную из стимулов, формирующих рефлекторные дуги и следы в памяти. Это мировоззрение лежит в основе современных разговоров о “реакциях” в различных науках. Противоположная деятельностная парадигма, связанная с Аристотелем, Анохиным и Бернштейном, переосмысливает поведение, функции мозга, развитие и культуру в принципиально иных терминах. Декарт и Павлов являются примерами рефлекторной традиции, которой бросает вызов деятельностный подход.
Сначала действие, Цели определяют поведение В парадигме деятельности первичным является не стимул, а действие. Действия направлены на достижение результата — новых отношений между организмом и окружающей средой, которые позволяют достичь цели. Представление о предполагаемом результате возникает до того, как он будет достигнут, и управляет поведением и нейронной активностью.
Поведенческие системы Охватывают весь Организм Функциональные системы, отвечающие за достижение результатов, не локализованы в какой-либо области мозга или даже в мозге в целом; они охватывают весь организм. Мышцы, сердце, дыхание и другие процессы организма по-разному перестраиваются для достижения различных желаемых результатов. Отслеживая периферическую физиологию, такую как частота сердечных сокращений, можно определить текущие цели и внутреннее состояние, поскольку все клетки организма настроены на достижение выбранного результата.
Отбор, а не Инструктаж, стимулирует обучение Обучение - это не среда, которая формирует память; это отбор среди нейронных вариантов, сродни дарвиновской эволюции. Этот селективистский взгляд отвергает стимулирующее “обучение” и согласуется с такими концепциями, как нейронный дарвинизм. Независимые направления работы объединились в рамках этой концепции, показав, как возникает новое поведение в результате отбора и стабилизации успешных нейронных организаций.
Опыт накапливается по мере появления Новых специализаций Каждая новая функциональная система задействует ранее неспециализированные нейроны, которые становятся специалистами по достижению определенного результата. Таким образом, развитие создает многослойный опыт, как кольца деревьев или торт "Наполеон", при этом добавляются новые слои, а не стираются старые. Последующее обучение не перезаписывает предыдущие слои, а дополняет их.
Отдельные нейроны Раскрывают приобретенные навыки Регистрируя всплески, можно связать активацию нейрона с определенным действием, которое приводит к результату. У животных, обученных добывать пищу, дергая за кольцо или нажимая на педаль, некоторые нейроны специализируются на вытягивании, в то время как другие специализируются на нажатии. Необходимые промежуточные действия окружающей среды формируют нейронных специалистов.
Концептуальные нейроны связывают видение и запоминание Редкие записи, сделанные человеком, показывают нейроны, которые реагируют только на определенные концепции, такие как определенный мультсериал, на различных изображениях. Один и тот же нейрон активируется за несколько секунд до осознанного сообщения, когда человек вспоминает эту концепцию, указывая пути поиска в этой ячейке. Такие избирательные нейроны распределены по всему мозгу, а не сосредоточены в одном месте.
Обучение добавляет, удаляет и изменяет нейроны Обучение приводит к специализации, стимулирует рождение новых нейронов даже у взрослых, а также влечет за собой гибель некоторых клеток. Ранее специализированные нейроны модифицируются по мере приобретения новых навыков. Таким образом, нейронный список и его специализации динамически изменяются.
Несоответствие Немедленно вызывает появление Ранних Генов Обучение начинается с несоответствия между требуемым результатом и имеющимися в опыте средствами. Этот диссонанс немедленно активирует ранние гены во многих нейронах — гораздо больше, чем в конечном итоге будет специализироваться. Генетическая активация сопровождает всплеск активности и запускает клеточные программы, которые обеспечивают последующую реорганизацию.
Практика Оставляет стойкие Синаптические следы Ранняя, а затем и поздняя экспрессия генов приводит к морфологическим изменениям, в том числе к росту новых дендритных отростков в синапсах. Такие структурные изменения могут лежать в основе сохранения усвоенного материала на протяжении всей жизни. Часто забывание отражает неспособность заявить о себе или восстановить, а не потерю основного следа.
Гомункула формирует деятельность, а не анатомия Тренировка на струнных инструментах расширяет представления пальцев в кортексе, потому что отображение отражает активность, а не просто расположение тела. “Гомункулус” отражает то, что делает тело, а не просто то, чем оно является. Язык отражает эту асимметрию: с пальцами связано больше слов, чем с телом в целом, что отражает более богатый опыт работы руками.
Необратимые, но стабильные Специализации Длительные наблюдения за отдельными нейронами показывают, что их специализация сохраняется в течение нескольких месяцев и даже года. Нейрон, привязанный к определенному месту в лабиринте, может сохранять свою избирательность, несмотря на обширный опыт взаимодействия. Паттерны остаются на удивление неизменными с течением времени.
Нейроны кодируют Результаты, А Не Движения Одно и то же движение наружу кодируется разными нейронами, когда оно направлено на достижение разных результатов. Нажатие на рычаг, чтобы получить пищу, активирует один набор действий, в то время как нажатие на него, чтобы избежать боли, задействует другой. Даже одинаковые нажатия на педаль могут поддерживаться разными нейронами, когда в результате получается сочетание алкоголя и еды. Новые элементы опыта не формируются без достижения конкретного результата.
Знание равно опытному выполнению Не существует подлинного знания, кроме опыта, полученного в процессе выполнения работы и нацеленного на результат. Вопреки возвышенным представлениям о “чистом” знании и практической деятельности, обучение всегда возникает в процессе действия. Эксперименты с нейронами подтверждают, что знание - это способность достигать результата.
Обучайте, добиваясь значимых результатов Учащиеся всегда учатся для достижения результата, будь то получение похвалы и оценок или решение лично значимой проблемы. Обучение должно создавать несоответствия и согласовывать цели, чтобы результат, которого стоит достичь, соответствовал намеченному. Одна и та же формула может стать как инструментом социального одобрения, так и практическим инструментом, в зависимости от контекста цели.
Желание, А Не Принуждение Обеспечивает эффективную Работу Принуждение порождает стратегии, направленные на то, чтобы избежать наказания или добиться одобрения, а не на достижение желаемого результата. Устойчивая организация труда и обучения требует общего намерения и скоординированных целей. Люди делают то, что хотят; задача состоит в том, чтобы заставить их стремиться к нужному результату.
Новое обучение изменяет старое Необратимость не означает неизменность; консолидация перестраивает прежний опыт в свете нового. Обучение чему-то новому неизбежно изменяет то, что было изучено ранее, хотя где и насколько глубоко, остается в значительной степени неизвестным. Генетические и нейронные механизмы этой перестройки в настоящее время изучаются.
Министерство правды памяти Повторное воспроизведение изменяет форму воспоминаний, поскольку классические рисунки со временем отдаляются от исходного изображения. Целенаправленное воздействие может привести к тому, что последующие сообщения будут отличаться от того, что на самом деле видели глаза. Мозг постоянно очищает и переписывает “правду” в процессе обучения, повторяя работу Министерства правды, которое обновляет прошлое.
Каскад обучения от генов к системам Несоответствие запускает раннюю экспрессию генов и широкую нейронную активацию, за которой следуют исследовательские попытки достичь результата. Успех устраняет несоответствие и инициирует фиксацию: некоторые нейроны отмирают, поздние гены приводят к структурным изменениям, и создается новая система. Новая система интегрируется с предыдущим опытом путем ее модификации.
Справедливость развивается и ослабевает в условиях стресса Маленькие дети поддерживают свою группу, даже если это вредит окружающим, но с возрастом они судят более справедливо, в том числе и по отношению к другим людям. У взрослых стресс вызывает регресс: поддержка своей группы возрастает, даже когда она явно ошибочна, что напоминает предубеждение 3-7-летнего ребенка. Подобные регрессии проявляются при болезни, употреблении алкоголя или неуверенности, а стресс может быть использован для укрепления внутригрупповой сплоченности.
Культурные программы И нейронные специализации Культуру можно рассматривать как инструкции по достижению коллективных результатов, формирующие репертуар поведения, которому мы учимся. Разные культуры и социальные слои культивируют разный опыт, что приводит к появлению разных специалистов по нейронной сети. Перемещение между группами предполагает аккультурацию и показывает, как язык и поведение определяют различные миры опыта в пределах одного города.
Мозг - Это Специализированный, А Не Универсальный Анализатор Один "анализатор спектра" не может объяснить когнитивные способности человека; для разных задач требуются разные нейронные анализаторы. Культура обучает разные наборы нейронов различным песням, играм и навыкам. Со временем эта специализация наполняет мозг модулями, специфичными для конкретной предметной области. Люди, воспитанные в разных культурных условиях, в конечном итоге обладают существенно разным мозгом.
Вера формирует сигналы об ошибках и моральный язык Когда происходят ошибки, верующие и неверующие демонстрируют разную амплитуду мозгового потенциала. Моральные суждения расходятся: православные христиане чаще оценивают выбор как "запрещенный", в то время как неверующие предпочитают "обязательный". В России моральные принципы неверующих больше соответствуют англоязычному населению. Религия отражает преобладающий менталитет, а не диктует его.
Идеология отражается на активности мозга, его структуре и генах При переходе от либерализма к консерватизму амплитуда негативизма, связанного с ошибками, в мозге уменьшается. Конкретные структуры мозга различаются по размеру в разных группах: у консерваторов одни структуры больше, а другие меньше. Характер моргания и проводимость кожи также различаются, что отражает физиологические особенности. Исследования разлученных близнецов выявили генетическую составляющую политической ориентации.
Фон класса модулирует семантическую обработку Учащиеся с одинаковыми учебными планами, но с разными семейными классами по-разному реагируют на абсурдные предложения из списка N400. Участники из среднего класса демонстрируют сильную негативную реакцию, в то время как сверстники из рабочего класса демонстрируют более слабый эффект. Семейный опыт накладывает отпечаток на стиль восприятия информации, который сохраняется даже в пределах одного колледжа. Таким образом, Class фильтрует, как интегрируются языковые несоответствия.
Пространственные потребности увеличивают гиппокамп таксистов Гиппокамп, отвечающий за пространственное картографирование, увеличивается у профессиональных навигаторов. У водителей такси объем гиппокампа больше, чем в среднем. Увеличение размера свидетельствует о годах, проведенных в городах. Интенсивная ориентация в пространстве изменяет морфологию мозга.
Основные Когнитивные способности Различаются В Разных Культурах Зрение, память, обучение, пространственное мышление, моральная аргументация и концепции причинно-следственной связи, времени и вероятности - все это варьируется в зависимости от культуры. Найти различия легко, а найти инварианты сложно. Распространенная вера в единообразные базовые процессы, которые лишь слегка корректируются культурой, неверна. Культура пронизывает весь когнитивный стек.
Гендерные различия в математике зависят от эмансипации По мере усиления гендерного равенства показатели девочек по математике приближаются и могут превышать показатели мальчиков, что наблюдается в странах с высоким уровнем равноправия. В Рединге рассказывается другая история: девочки везде опережают мальчиков. Размер и направление разрыва в математике свидетельствуют о социальной эмансипации. Результаты образования зависят от культуры, а не фиксированы.
Возраст Снижает Утилитарную Готовность, Культура Компенсирует Ее С течением жизни люди становятся все менее готовыми пожертвовать одной жизнью ради спасения пяти. Западные группы населения в любом возрасте остаются более утилитарными, чем русские. С возрастом ценность жизни возрастает, что усложняет убийство даже в просоциальных целях. Культурные предпосылки смещают всю кривую.
Реляционная и таксономическая группировка Выявляет менталитет Учитывая корову, курицу и траву, аналитические умы относят корову и курицу к животным. Холистические умы связывают корову и траву через их взаимоотношения. Русские и китайцы чаще выбирают родственную пару, в то время как жители Запада предпочитают таксономическую группировку. Стиль категоризации раскрывает глубинные когнитивные способности.
Эмпатия благоприятствует знакомому Нейронные реакции на боль различаются в зависимости от того, является ли человек членом своей группы или нет. Люди больше находят общий язык с теми, кто разделяет их культурную или этническую принадлежность. Разрыв в эмпатии проявляется непосредственно в активации мозга. Социальные границы регулируют отражение эмоций.
Аналитический индивидуализм против холистического коллективизма Культуры склоняются к аналитическому, объектно‑ориентированному, индивидуалистическому мышлению или к холистическому, контекстно‑зависимому, коллективистскому мышлению. Люди обоих типов существуют в каждом обществе, но преобладают по-разному. Наблюдение за глазами подтверждает разделение: американцы зацикливаются на объектах, в то время как китайцы ‑ на окружающем контексте. Тесты могут определить людей по этому аналитико–холистическому спектру.
Ментальная карта мира Соединенные Штаты находятся на острие индивидуализма и аналитического стиля. Россия занимает промежуточное положение. Китай более коллективистичен и целостен, чем Россия. Национальные менталитеты географически объединяются в узнаваемые группы.
Экономическая экология развивает когнитивный стиль Занятия требуют четкого сотрудничества и планирования, что формирует мышление. В Китае регионы, где выращивают пшеницу, развивают аналитическое мышление, в то время как выращивание риса способствует целостному коллективному восприятию. Скотоводство и земледелие в других местах отличаются друг от друга. Модели деятельности формируют специализированный нейронный репертуар.
Общие истории, Синхронизированные мозги При просмотре одного и того же фильма мозг людей, мыслящих целостно, лучше синхронизируется друг с другом, чем мозг мыслителей, мыслящих аналитически. В Финляндии эти различия проявляются в рамках одной национальной культуры. Когнитивный стиль определяет способ анализа повествований. Восприятие выравнивается в группах единомышленников.
Правила приема на работу: Учетные данные или соответствие требованиям В западных странах выбирают кандидатов с более высокими формальными показателями, даже если соперник кажется более привлекательным, отчасти для того, чтобы избежать обвинений в непрофессиональной предвзятости. В незападных странах предполагаемое соответствие человека организации может перевесить более высокие оценки. В экспериментах повторяются как решения, так и обоснования в разных культурах. Критерии отбора отражают когнитивные приоритеты общества.
Два этапа познания: Понимание и контроль Целостная интуиция порождает гипотезы, направления и прорывы. Аналитическая проверка проверяет, уточняет и превращает идеи в приложения. Культура уделяет особое внимание еще одному этапу, но оба они необходимы. Экономическая отдача концентрируется на втором этапе, стимулируя инициативы по поддержке прикладных исследований.
Инновации основаны на индивидуализме и отношении к рациональности В более индивидуалистических обществах регистрируется больше патентов и инноваций; Соединенные Штаты занимают лидирующие позиции, а Россия находится посередине. Российская наука склонна отдавать предпочтение фундаментальным знаниям, а не потребностям рынка. Русское языковое мировоззрение часто с подозрением относится к "рациональному" и стремлению к наживе. Такая культурная позиция ослабляет процесс внедрения.
Разнообразие взглядов укрепляет организации Фирмы, объединяющие различные когнитивные стили, переживают однородные. Взаимодополняемость охватывает как исследовательские открытия, так и применение их в целях эксплуатации. Смешанный менталитет повышает устойчивость и способность решать проблемы. Долговечность организации возрастает, когда присутствуют оба этапа познания.
Обучение перестраивает Нейронные системы Преследуя новые цели, мы формируем новые нейронные специализации и перестраиваем существующие. Культура предоставляет задачи и инструменты, которые управляют этим процессом. Мозг формирует репертуар для рыбалки, учебы, медицины, искусства и многого другого. Социальное обучение формирует архитектуру мышления.
Как меняются Воспоминания, когда их вспоминают Восстановление памяти снова делает ее неустойчивой, позволяя обновлять данные перед повторным объединением. Новые впечатления закрепляются на разной глубине в зависимости от предыдущей организации. Домены домена привязывают большинство новых материалов к связанным сетям. Люди, вероятно, различаются в том, насколько сильно поиск изменяет сохраненные знания.
Ранние взрывы, приспособления на протяжении всей жизни В раннем возрасте всплеск нейронной специализации определяет большую часть поведенческого репертуара. Данные, полученные на животных, свидетельствуют о том, что примерно две трети специализированных клеток формируются в первые месяцы жизни, а у людей наблюдаются аналогичные критические периоды. После этого обучение продолжается путем добавления и настройки клеток. Пластичность никогда не исчезает, даже когда ранние окна доминируют над объемом.
Апоптоз: Альтруистическая перезагрузка мозга Нейроны могут самоуничтожаться, чтобы защитить сеть, например, блокировать распространение нейровирусов. Обучение может вызвать апоптоз, когда старые клеточные режимы вступают в противоречие с новыми требованиями к цепи. Контролируемая потеря данных позволяет улучшить глобальную организацию. Целостность системы иногда требует самопожертвования.
Единая система: Гены, культура, экономика и мозг Экология и модели деятельности формируют ментальные правила, которые согласуются с административными и экономическими системами. В разных странах существуют независимые классификации менталитетов и институтов. Мозг, практика и структуры взаимодействуют, управляя как индивидуальной, так и коллективной адаптацией. Обучение служит выживанию в различных культурных нишах.