У науці часто повторюється один цікавий сюжет: науковець, запропонувавши екстраординарну ґрунтовну концепцію, згодом сам її розвінчує. Торстен Візел, який створив догму критичних періодів, вирішив разом із Чарльзом Ґілбертом, своїм аспірантом у Гарварді, довести протилежне: зорова кора продовжує реорганізовуватися навіть у дорослому віці.

Коли я переїхав до Нью-Йорка й потрапив до лабораторії Ґілберта і Візела, де мав працювати над дисертацією, міф перевернули догори дриґом. Питання полягало вже не в тому, чи піддається мозок дорослого навчанню, а як саме це відбувається. Що змінюється в мозку, коли ми стаємо експертами в певній галузі?

▶ Ми розробили експеримент для ретельного лабораторного дослідження цієї проблеми. Довелося піти на деякі поблажки й спростити процес. Замість запрошувати професійних рентгенологів ми створили експертів із трикутників. Не дуже цінна спеціалізація, зате простий і виграшний спосіб симулювати процес навчання для лабораторного дослідження.

Ми показували групі людей однотонне зображення великої кількості різних геометричних фігур, яке через двісті мілісекунд зникало. Перед ними стояло завдання знайти в цьому хаосі трикутник. Учасники дивилися на нас, як на божевільних. Це було неможливо. Їм не вистачало часу, щоб його помітити.

Ми знали, що, якби учасники експерименту мали знайти червоний трикутник серед синіх, упорався б кожен. І зрозуміло чому. Люди мають паралельну систему, яка за вісімдесят мілісекунд може просканувати навколишній простір і виявити різницю в кольорі, але в зоровій корі немає спеціальної карти для ідентифікації трикутників. Чи реально розвинути таке вміння? Якщо так, ми зможемо зазирнути за лаштунки механізму навчання.

Протягом сотень спроб багато учасників розчарувалися, що нічого не бачать. Але після багатогодинного виконання нудної вправи сталося диво: трикутник став вирізнятися, його неможливо було не помітити, наче він іншого кольору. Так ми з’ясували, що, доклавши багато зусиль, людина здатна побачити недосяжні раніше речі. У дорослому віці. А ще змогли дослідити, що відбувається в мозку, коли людина навчається.

Кора головного мозку утворює дві великі системи. Дорсальну, яка, якщо підняти голову й подивитись на стелю, буде продовженням задньої частини тіла, і вентральну, яка опиниться спереду. З функціонального погляду це більш вдалий поділ, ніж звичні ліва й права півкулі. До дорсальної частини входять тім’яна й лобова кора, які відповідають за свідомість, рухову діяльність і повільну послідовну роботу мозку. Вентральна частина завідує автоматичними й переважно неусвідомленими функціями, а також швидкою паралельною обробкою інформації.

У церебральній активності експертів із трикутників ми виявили дві фундаментальні відмінності. Їхня первинна зорова кора у вентральній системі активувалася набагато сильніше, коли вони бачили трикутник, ніж коли траплялися всі інші фігури. Водночас лобова й тім’яна кора деактивувалися. Це пояснює, чому розпізнавання трикутників більше не вимагало зусиль. І трикутники тут не виняток. Схожа трансформація відбувається, коли людина вчиться розпізнавати будь-що: музиканти — читати ноти, садівники — знаходити паразитів на рослинах, тренери — миттєво розуміти, що їхня команда в халепі.

Кора формує дорсальну й вентральну системи. Навчання — це процес переходу від першої до другої. Коли ми вчимося читати, на зміну повільному вимушеному «літера за літерою» (дорсальна система) поступово приходить уміння швидко й легко вловлювати слово повністю (вентральна система). Але якщо умови для останньої незвичні, наприклад, букви розташовані по вертикалі, а не горизонталі, ми повертаємося до дорсальної системи, яка, попри повільну й послідовну роботу, дуже гнучка й адаптується до різних обставин. Здебільшого навчання означає автоматизацію процесу й вивільнення дорсальної системи, щоб перемикати увагу й розумові зусилля на інші проблеми.

У зоровій корі мозок має низку карт, які забезпечують швидке й ефективне виконання деяких функцій. Тім’яна кора вміє використовувати різні їх комбінації, але процес дуже повільний і вимагає зусиль.

Проте людський мозок здатен змінювати асортимент автоматичних функцій. Якщо повторити якийсь процес багато тисяч разів, вентральна система поповниться новим умінням. Це своєрідний аутсорсинг, за якого свідома частина мозку ніби делегує повноваження вентральній корі. А ресурси свідомості, які потребують розумових зусиль і обмежені потужністю лобової й тім’яної часток, перенаправляються на виконання інших завдань. Так ми вчимося читати й навчаємося взагалі. Просунуті читачі, які легко ковтають книги, делегують читання, а ті, хто лише вчиться, — ні, тому свідомий розум останніх повністю зосереджується на завданні.

Процес автоматизації гарно видно на прикладі математики. Коли діти вперше додають три до чотирьох, вони рахують на пальцях і сильно напружують тім’яну кору. Але на якомусь етапі «три плюс чотири дорівнює сім» стає мало не віршиком. Мозок перестає по одному пересувати уявні предмети чи реальні пальці, а користується таблицею в пам’яті. Додавання переведено на аутсорсинг. Починається нова стадія. Ті самі діти повільно й вимучено (за допомогою лобової й тім’яної кори) розв’язують приклад 4 × 3: «Чотири плюс чотири дорівнює вісім. А вісім плюс чотири дорівнює дванадцять». А потім знову автоматизують процес, вивчивши табличку множення, і переходять до складніших обчислень.

Майже аналогічний процес пояснює приклад віртуозів, поданий вище. Коли гросмейстери розв’язують складні шахові задачі, найсильніше активується їхня зорова кора. Тобто вони не більше думають, а краще бачать[79]. Таке трапляється і з видатними математиками, які активують зорову кору, доводячи складні теореми. Інакше кажучи, віртуози пристосовують кору, первісно створену для ідентифікації облич, очей, рухів, точок і кольорів, до більш абстрактної сфери.

Принцип, відкритий під час експерименту з експертами з трикутників, може також пояснити, мабуть, головну трансформацію в освіті: перетворення візуальних каракуль (літер) на вимовлені слова. Оскільки читання — це універсальне вікно у світ знань і культури, з-поміж усіх людських умінь воно найбільш необхідне.

Чому ми починаємо читати в п’ять років, а не в чотири чи шість? Так краще? Доцільніше вчитися читати, розбиваючи кожне слово на літери, чи, навпаки, проговорюючи його повністю й співвідносячи зі значенням? Ураховуючи важливість читання, такі рішення варто приймати не з позиції мені здається, а на підставі вагомої сукупності фактів, що поєднують багаторічний досвід і знання про церебральні механізми, на які спирається розвиток читання.

Як і в інших сферах, просунутий читач делегує процес. Той, хто погано читає, не просто робить це повільніше, його найбільше стримує зосередженість системи зусиль і концентрації на літерах, а не на значенні слів. Часто через дефіцит розуміння прочитаного діагностують дислексію. Вона ніяк не корелює з інтелектом людини, а лише означає, що її зусилля спрямовані на щось інше. Щоб відчути це на собі, спробуйте запам’ятати слова дерево, велосипед, горня, вентилятор, персик, капелюх, читаючи наступний абзац.

Іноді, читаючи іноземною мовою, яку тільки почали вивчати, ми усвідомлюємо, що розуміємо дуже мало, бо вся увага зосереджена на перекладі. Ця концепція підходить для будь-якого процесу навчання. Коли людина починає грати на барабанах, вона повністю концентрується на новому ритмі. На певному етапі цей ритм стає інтерналізованим та автоматичним, і тільки тоді ударник може перемкнути увагу на паралельну мелодію, гармонійне звучання акомпанементу чи інші ритми, які вступають у діалог з основним.