Влияние тренировки рабочей памяти на производительность памяти у студентов медицинского университета

Рабочая память отвечает за наши когнитивные функции, в том числе управляет вниманием, и играет важнейшую роль в осуществлении многих интеллектуальных операций и логическом мышлении. Рабочая память представляет собой центральную теоретическую концепцию как для когнитивной психологии так и для нейронауки. Кроме того, неврологические исследования показывают связь между рабочей памятью, обучаемостью и вниманием. Ученые также проводят исследования об установлении связи между объемом рабочей памяти и процессом обучения. В настоящее время существуют обширные доказательства того, что рабочая память связана с ключевыми результатами обучения грамотности и чтения.

Актуальность темы:

Современное качественное медицинское образование основано на углубленном, творческом изучении студентами, как теоретических, так и практических аспектов современной медицины. Известно, что процесс обучения зависит во многом от способностей студентов осваивать различный материал. Это зависит от многих факторов: от объема рабочей памяти, влияния стресса, наследственной предрасположенности, и т.д. [1,2]. Большинство преподавателей могут засвидетельствовать тот факт, что у некоторых студентов имеется дефицит рабочей памяти, который приводит к более медленному и менее точному процессу обучения. Это те студенты, которые имеют проблемы с определением наиболее релевантной информации, с проверкой и "блокированием" неактуальной информации, а также проблема, которая уменьшает объем их рабочей памяти. По этой причине ограниченный объем рабочей памяти студентов часто связан с академическим дефицитом в чтении, математике, письме, а также в области социальных навыков [3]. Рабочая память характеризует способность человека манипулировать информацией, хранящейся короткое время в его памяти. Такая манипуляция лежит в основе процессов мышления: рассуждения, обучения, понимания. Рабочая память включает три служебные подсистемы (буферы повторения): артикулярную петлю, сохраняющую в течение короткого времени (порядка двух секунд) продукты фонематического анализа; зрительно-пространственный блокнот, удерживающий в течение нескольких секунд зрительную (форма и цвет) или пространственную информацию и эпизодический буфер, обеспечивающий взаимодействие рабочей и долговременной памяти. Контроль, распределение внимания, переработку и перезагрузку информации в буферах повторения осуществляет «управляющий орган» - центральный администратор рабочей памяти [2]. Как синоним иногда используется термин «кратковременная память», однако понятие «рабочая память» лучше подчёркивает её предназначение и сейчас стало общепризнанным. Рабочая память характеризует способность человека манипулировать информацией, хранящейся короткое время в его памяти. Такая манипуляция лежит в основе процессов мышления: рассуждения, обучения, понимания [1].

Многие исследования изучили, что тренировка рабочей памяти приводит к улучшению академической успеваемости, особенно по математическим дисциплинам: повышается уровень сложности задач, доступных для решения и понимания, усвоение нового материала происходит быстрее и большими порциями, легче воспринимается и запоминается прочитанное. С помощью тренажеров рабочей памяти развивается способность человека работать в многозадачном режиме: быстро переключать внимание с одной проблемы на другую, и обратно, не теряя информации, одновременно решать несколько вопросов, анализировать разнородные потоки информации.

В научной литературе описано множество случаев изменения возможностей человеческого мозга. Так, хорошо известно, что люди потерявшие зрение, начинают лучше слышать. У пианистов при прослушивании фортепьяно активированные области мозга на 25% больше, чем у других людей [4,5]. Обучение жонглированию в течение шести недель вызывает изменение структуры мозга. У добровольцев, которые участвовали в эксперименте ученых из Оксфорда в 2009 году, в среднем на 5% увеличилось количество испытуемых повторно месяц спустя, достигнутые изменения остались [6].

Не только обучение, но и компьютерные игры оказывают влияние на структуру мозга. В 2009 группа американских ученых под руководством доктора Ричарда Хэйера провели исследование, в ходе которого 26 девочек подросткового возраста ежедневно по полчаса играли в тетрис на протяжении трех месяцев [7]. До и после эксперимента было проведено МРТ сканирование мозга участников, которое показало увеличение некоторых участков коры головного мозга у экспериментальной группы по сравнению с контрольной, а также изменение уровня активации разных зон мозга во время игры.

Тот факт, что при определенных регулярных нагрузках мозг перестраивается, чтобы повысить свою эффективность в выполнении задач, означает, что мы можем оказывать на мозг тренировочное воздействие специальными упражнениями примерно так же, как человек тренирует свои мышцы, занимаясь спортом [8].

Цель исследования:

Определить влияние тренировки рабочей памяти на производительность памяти у студентов медицинского университета

Материалы и методы:

409 студентов медицинского университета приняли участие в исследовании: 191 в основной группе и 218 в контрольной группе. В основной и контрольной группах были сравнительно равные по возрасту и полу студенты. Объем оперативной памяти до тренировки и после оценивался при помощи программы N-back (dual).

Задача n-назад (англ. n-back) - известная задача непрерывного выполнения (англ. Continuous Performance Task, CPT), разработанная психологом В. К. Кирхнером в 1958 году. Применяется в нейрофизиологических исследованиях для стимулирования активности определённых зон мозга, а также в психологии для оценки и развития рабочей памяти, логического мышления, способности к концентрации внимания и в целом подвижного интеллекта (англ.fluid intelligence, Gf; способность мыслить логически, воспринимать и запоминать новое, решать новые непривычные проблемы). Испытуемому предъявляется последовательность образов (визуальных, звуковых или иных). Его задача состоит в том, чтобы указать, совпадает ли предъявляемый образ с тем, что показывался 1 позицию назад (задача 1-назад), 2 позиции назад (задача 2-назад), или 3 позиции назад (задача 3-назад), и так далее. Успешность в выполнении задачи n-back имеет выраженную корреляцию с показателями текучего и кристаллизировавшегося интеллекта (Friedman et al., 2006). В двойной задаче n-назад испытуемому необходимо следить за двумя рядами стимулами, в тройной за тремя и т.д. В программе Brain Workshop всегда используется один и тот же стартовый n-back уровень, одно и то же количество попыток и времени для них, что позволяет легко следить за собственными достижениями. В программе Brain Workshop используется адаптивная модель регулировки уровней, повышающая или понижающая n-back уровень в зависимости способностей.

• Выполнение на 80% и выше: n-back уровень повышается;
• Выполнение на 50-79%: n-back уровень остается неизменным;
• Выполнение на 50% и ниже: n-back уровень понижается [9,10,11].

Тренировка оперативной памяти проводилась по методике reading span test (RST) [12,13]. Для RST заранее были приготовлены наборы предложений, распечатанные на бумаге для последующей раздачи студентам. Тренировка памяти осуществлялась в основной группе в течение 5 недель только в рабочие дни (выходные дни – отдых). В это же время когда студенты основной группы проводили тренировки памяти, студенты контрольной группы играли в компьютерную игру «раорао»

Результаты:

В основной группе среднее правильных ответов в предварительном испытании было 62,5 ± 12,3 и после тренировки он увеличился до 73,6 ± 12,3 (р <0,001). В контрольной группе в пре- и пост-тестах были 63,3 ± 11,5 и 63,7 ± 12,4 (р = 0,303) соответственно. В сравнении между группами средняя правильных ответов в основной группе была выше на 17,8% (р <0,001). Вывод:

Мы нашли не только увеличение объема рабочей памяти у студентов после 5-недельного обучения, но также мы обнаружили, что после тренировки рабочей памяти развиваются и другие когнитивные функции - повышение слуховой, пространственной и визуальной памяти.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Barrouillet P., Lecas J.-F. (1999). Mental models in conditional reasoning and working memory. - Think. Reasoning. - 5. - Р. 289-302.
2. Bleckley M. K., Durso F. T., Crutchfield J. M., Engle R. W., Khanna M. M. (2003). Individual differences in working memory capacity predict visual attention allocation. - Psychon. Bull. Rev. - 10. - Р. 884-889.
3. Zaid ZA, Chan SC, Ho JJ. Emotional Disorders among Medical Students in a Malaysian Private Medical School. Singapore Med J. -2007. - 48(10). - Р. 895-899.
4. Bengtsson, S.L., Nagy, Z., Skare, S., Forsman, L., Forssberg, H. & Ullen, F. Extensive piano practicing has regionally specific effects on white matter development. Nature Neuroscience. - 2005. - Р. 45-51.
5. Xin Zhao, Renlai Zhou, Li Fu (2013). Working Memory Updating Function Training Influenced Brain Activity. PLoSOne. - 27. - 8(8). - e71063. doi: 10.1371/journal.pone.0071063.
6. http√/news.bbc.co.uk/2/hi/health/8297764.stm.
7. Richard J Haier, Sherif Karama, Leonard Leyba and Rex E Jung. MRI assessment of cortical thickness and functional activity changes in adolescent girls following three months of practice on a visual-spatial task. - BMC Research Notes. - 2009. - Р. 18-22.
8. Hikaru Takeuchi, YasuyukiTaki, Hiroshi Hashizume, Yuko Sassa, Tomomi Nagase, RuiNouchi, and Ryuta Kawashima (2012). Effects of Training of Processing Speed on Neural Systems. Rev Neurosci. 23(3):289-301. doi: 10.1515/revneuro-2012-0035.
9. Buschkuehl, M., Jaeggi, S. M., Kobel, A., Perrig, W. J. (2007). BrainTwister - Aufgabensammlung fur kognitives Training, Version 1.0.1. Manual und CD: Institute furPsychologie, Universitat Bern.
10. Jaeggi S. M., Buschkuehl M., Jonides J., Perrig W. J. (2008). Improving fluid intelligence with training on working memory. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 6829-6833. doi: 10.1073/pnas.0801268105.
11. Lindsey Lilienthal, Elaine Tamez, Jill Talley Shelton, Joel Myerson, Sandra Hale. (2013) Dual n-back training increases the capacity of the focus of attention. Psychonomic Bulletin & Review. Volume 20, Issue 1, pp. 135-141.
12. Daneman, M., Carpenter, P. A. (1980). Reading span task (RST) Individual differences in working memory and reading. Journal of Verbal Learning and Verbal Behavior, 19(4), 450-466.
13. Collette Mann, Benedict J. Canny, David H. Reser, and Ramesh Rajan (2013), Poorer verbal working memory for a second language selectively impacts academic achievement in university medical students. Peerj. 1: e22. Published online 2013 February 12.