Rivalry2

HTML Diff

0 added 0 removed

Original 2026-01-01

Modified 2026-02-21

1 <a>#статьи</a>

2 <ul><li>15 мар 2023</li>

3 <li>0</li>

4 </ul><h2>Учёба, мозг и ДНК: как обучение влияет на нас физиологически</h2>

5 Обучение тесно связано со множеством процессов в организме. И знание об этих связях открывает широкие перспективы для проектирования образования.

6 Иллюстрация: freepik / Freepik / Дима Руденок для Skillbox Media

7 Стажёр-исследователь в научно-учебной лаборатории нейробиологических основ когнитивного развития Высшей школы экономики. Учится на магистерской программе "Обучение и оценивание как наука" Института образования ВШЭ.

8 Мы точно знаем, что диета или занятия спортом влияют на нас физиологически. Ограничение калорий в рационе поможет сбросить лишний вес, а занятия в спортзале - нарастить мышцы. А что насчёт чтения книг и решения учебных задач?

9 Оказывается, процесс обучения не только укоренён в биологических механизмах, но и активно меняет их на самых разных уровнях - начиная от внутриклеточных изменений и заканчивая функционированием всего мозга.

10 Мы привыкли думать, что ДНК даётся нам от рождения и не меняется на протяжении жизни. Действительно, последовательность нуклеотидов в нашей ДНК неизменна. Но то, как ДНК проявит себя, зависит от так называемых эпигенетических процессов, которые могут, условно говоря, "включать" одни гены и "выключать" другие.

11 Образно последовательность нуклеотидов в ДНК можно представить как пианино, а эпигенетические процессы - как проигрывание мелодии. Эта "мелодия" определяет, как наши генетические задатки проявят себя в реальности, и именно "мелодия" очень чувствительна к воздействиям внешней среды, в частности - к обучению. Как это работает?

12 Из школьного курса биологии мы знаем, что гены содержат в себе информацию, необходимую для синтеза различных белков. Эпигенетические механизмы - это особые биохимические процессы, которые происходят в непосредственной близости от ДНК и приводят к тому, что какие-то гены работают более активно (то есть на их основе производится больше белка), а какие-то - менее.

13 Говоря по-научному, эпигенетические процессы регулируют экспрессию генов. К этим процессам относятсямодификации гистонов(то есть белков, которые находятся в хроматине вместе с ДНК),присоединение метильной группы к ДНК(модификация молекулы ДНК без изменения самой нуклеотидной последовательности ДНК) и другие биохимические механизмы.

14 Обучение было бы невозможно без эпигенетических процессов - именно благодаря им мы запоминаем новую информацию. Современные исследования<a>показывают</a>, что в процессе запоминания происходит как метилирование ДНК, так и модификация гистонов. Примечательно, что долговременная и кратковременная память обусловлены различными эпигенетическими механизмами.

15 Самый изученный из генов, которые активируются при обучении, называетсяс-Fos. Он относится к так называемым ранним генам, то есть к тем, которые первыми "включаются" в ответ на особую ситуацию и запускают активацию других генов.

16 Исследования<a>показывают</a>, что при обучении с-Fos активируется в нейронах гиппокампа, миндалевидного тела и префронтальной коры. Благодаря этому нейроны начинают меняться и изменять связи друг с другом - так происходит запоминание новой информации. Интересно, что активация c-Fos также характерна на ранних этапах развития организма. Таким образом, процессы биологического развития и процессы обучения имеют общие эпигенетические маркеры.

17 Эпигенетические механизмы тесно связаны с феноменом нейропластичности, который учёные открыли относительно недавно.

18 Итак, наша нервная система состоит из нейронов - взаимосвязанных клеток, которые хранят, обрабатывают и передают информацию с помощью электрических и химических сигналов. Долгое время считалось, что нервная система статична - то есть связи между нейронами и их структура остаются неизменными, как только человек достигает зрелого возраста.

19 Однако современная наука выяснила, что это не так: нейроны способны менять свою структуру и свойства, а также разрывать старые связи и создавать новые с другими нейронами. Это происходит, когда мы осваиваем новые знания и навыки. Именно это явление и назвали нейропластичностью.

20 Нейропластичность регулируется за счёт эпигенетических механизмов и позволяет нашему мозгу меняться на протяжении всей жизни, а не только в детстве, как считалось раньше.

21 Целый ряд научных работ<a>доказывает</a>, что нейропластичность - ключевой психофизиологический процесс, благодаря которому вообще возможно обучение. И его исследование позволяет выявлять интересные закономерности. В частности, то, как развитие одних способностей может косвенно "потянуть" за собой улучшение других.

22 Так, в одном эксперименте учёные из Стэнфорда<a>провели</a>для младших школьников четырёхнедельную образовательную программу для развития когнитивных навыков счёта, сравнения и упорядочивания чисел. По итогам программы дети не только улучшили свои результаты в математике, но и заметнее проявили установку на рост - то есть у них выросла убеждённость в том, что они могут развивать свои интеллектуальные способности, прилагая усилия. Это сопровождалось изменениями в функциональной связанности таких областей мозга, как передняя поясная кора, полосатое тело и гиппокамп, а также повышением активности этих участков при выполнении когнитивных заданий.

23 Кстати, судя по всему, учёба и когнитивные тренировки способны даже менять объём серого вещества (то есть тел и коротких отростков нейронов) в мозге. Такие изменения<a>зафиксировали</a>испанские учёные, после того как их испытуемые прошли 200-минутный курс тренировок рабочей памяти.

24 Если человеческий мозг нейропластичен, то нейрофизиологические процессы, благодаря которым мы учимся, не зависят от возраста? К сожалению, это не так.

25 Эпигенетические изменения сопровождают не только развитие ребёнка и освоение новой информации, но и биологическое старение. Поэтому то, какие эпигенетические процессы запустятся при попытке что-то запомнить,<a>сильно зависит</a>от возраста человека. Отчасти в связи с этим у пожилых людей ухудшается память и способность к обучению. Учёные сейчас активно обсуждают создание медикаментов, которые могли бы влиять на эпигенетические процессы и тем самым улучшать когнитивные способности человека - или предотвращать их возрастную деградацию.

26 У развивающегося мозга ребёнка тоже есть свои "слабые места". Так, только по мере физиологического взросления у детей<a>возрастает</a>объём рабочей памяти - то есть число блоков информации, которое мозг способен обработать в короткий промежуток времени. Также это касаетсякогнитивной гибкости - то есть умения переключаться между различными задачами и мыслительными стратегиями. Это необходимо учитывать при проектировании учебных заданий для дошкольников и младших школьников - задачи с большим количеством переменных, а также резкая смена типов задач вызовут у детей объективные трудности.

27 Также есть данные о том, что мозг детей и взрослых качественно по-разному реагирует на новую информацию. Так, в одном<a>эксперименте</a>взрослые и дети 5-12 лет выполняли задания, задействующие моторно-речевые навыки. Учёные отметили, что в результате у взрослых проявились изменения в областях мозга, отвечающих за обработку соматосенсорной (то есть осязательной) и звуковой информации, а у детей - в соматосенсорных и моторных областях.

28 Есть и ещё один важный аспект, влияющий на успешность обучения, -баланс нейромедиаторовв организме. Это сложные органические соединения, которые обеспечивают связь между нейронами мозга.

29 Исследования показывают, что в обучении принимают роль такие нейромедиаторы, как<a>дофамин</a>(отвечает за стремление к вознаграждению, то есть мотивацию),<a>серотонин</a>, ГАМК. И согласно результатам одного из <a>исследований</a>, из-за разницы в регуляции этого нейромедиатора у детей и взрослых дети учатся более эффективно по сравнению со взрослыми.

30 В целом исследователи<a>сходятся</a>в том, что мозг детей обладает большим потенциалом к пластичности в ответ на различные вмешательства из среды (в том числе образовательные), чем мозг взрослого человека.

31 Во-первых, понимание того, что наша "физиологическая основа" на самом деле очень пластична, развеивает тот миф, что способности раз и навсегда даны от рождения, а образование и воспитание ничего не могут поделать с "дурной" наследственностью. Конечно, нам от рождения дана некая "биологическая база". Но она не остаётся статичной на протяжении жизни. Среда и, в частности, образование, может существенно её изменить.

32 Во-вторых, психофизиологические процессы обучения тесно связаны с процессами взросления и старения. При этом концепция lifelong learning - обучения на протяжении всей жизни - становится одной из главных тенденций в современном мире. И знания о возрастных изменениях в мозге помогут методистам и педагогическим дизайнерам создавать оптимальные образовательные программы для людей, которые хотят развиваться в любом возрасте.

33 В-третьих, важно помнить, что в нашем мозге заложена рефлекторная тяга к получению "лёгких удовольствий". Такое удовольствие, например, обеспечивает выброс дофамина в ответ на взаимодействие в соцсетях - и этот механизм уже давно эксплуатируют разработчики. В образовательной практике он тоже реализуется в форме геймификации, когда выполнение учебных заданий награждается чем-нибудь приятным, например, начислением очков и повышением в рейтинге.

34 Однако выброс дофамина способны вызывать и "сложные удовольствия", связанные с интеллектуальной деятельностью. Если ученик видит ценность в обучении, оно имеет для него личный смысл, то у него возникает не только внешняя мотивация (связанная с внешними стимулами, например, с получением высоких оценок), но и внутренняя - интерес и удовольствие от самого процесса познания. Поэтому педагогу стоит уделять внимание тому, как формировать этот вид мотивации у учащихся.

35 И конечно, очень важно обучать детей и подростков навыкам саморегуляции. К таким навыкам относятся, например, умение отложить игру и сосредоточиться на уроках, грамотное распределение времени при подготовке учебного проекта.

36 Наконец, внедрение нейроисследований в науки об образовании поможет понять, как образовательные программы активируют пластичность отделов мозга, ответственных за те или иные когнитивные процессы. В перспективе это, возможно, позволило бы оценивать эффективность и качественные характеристики разных программ. Например, убедиться, что курс А в большей степени развивает рабочую память, а курс Б - когнитивную гибкость.

37 Понимание, что и как развивают конкретные программы, в свою очередь, дало бы возможность проектировать сбалансированные учебные планы, направленные на комплексное развитие личности и учитывающие возрастную специфику аудитории.

38 <a>Научитесь: Профессия Методист с нуля до PRO + ИИ Узнать больше</a>