Изображение создано при помощи модели Шедеврум
Когнитивный резерв, поддерживающий здоровье мозга и страхующий его от старения, зависит от массы факторов: от правильного питания и физкультуры – до общения, карьеры и эмпатии. Свой вклад вносят также сон и билингвизм, которые заметно влияют на когнитивные функции – память, внимание и когнитивный контроль. Как гигиена сна и владение несколькими языками «подзаряжают» когнитивный резерв, а значит, отсрочивают возрастные когнитивные нарушения, рассказывает ведущий научный сотрудник Центра исследований интеллекта и когнитивного благополучия НИУ ВШЭ Андрей Мячиков.
Андрей Мячиков
Ведущий научный сотрудник Центра исследований интеллекта и когнитивного благополучия Института когнитивных нейронаук Высшей школы экономики, исследователь когнитивного резерва и полилингвизма, руководитель исследовательской группы «Когнитивные механизмы сознания и коммуникации» ВШЭ
Интервью продолжает серию материалов о когнитивном резерве, когнитивном благополучии, интеллекте и когнитивной гибкости.
– Во сне происходит консолидация (упорядочение) информации, полученной за день, плюс идет «очистка» нейронных связей от продуктов клеточного метаболизма, токсинов. Это помогает восстановить нормальную работоспособность тканей мозга. Но как конкретно сон влияет на когнитивный резерв? И при чем тут билингвизм?
– Совершенно верно, во время сна мозг проводит своего рода самокоррекцию, стремясь вернуться к оптимальному состоянию. Я изучаю сон с позиции его воздействия на когнитивные функции, а через них – на формирование и организацию когнитивного резерва.
Меня, в первую очередь, интересует влияние языкового поведения, особенно билингвизма и различных аспектов двуязычного опыта (степень владения вторым языком, интенсивность языковой среды и т.д.), на когнитивные функции и когнитивный резерв.
Я сотрудничал со специалистами по медицине сна, которым была интересна моя компетенция в когнитивной психологии, особенно в области внимания и когнитивного контроля. Наше совместное исследование началось с публикации нескольких работ о том, как сон влияет на систему внимания.
Мы выявили довольно специфические закономерности.
Разумеется, и до нас было известно, что плохое качество сна, недосыпание и бессонница – то есть клинические расстройства сна – негативно сказываются на когнитивных функциях в целом и на внимании – в частности. Но мы дополнили эту картину важными данными.
К примеру, мы установили, что воздействие недостатка сна на систему внимания также зависит от хронотипа человека – его циркадных ритмов (то есть от того, является ли он «совой» или «жаворонком»), и именно это наблюдение привело нас к изучению билингвизма. В целом мы обнаружили, что люди с вечерним хронотипом («совы») превосходили утренних («жаворонков») в задачах на разрешение конфликтов во время позднего вечернего тестирования (2 часа ночи), что связано с различиями в циркадной фазе и функционировании фронтальных областей мозга между хронотипами.
Почему именно билингвизм? Я начал исследовать его благотворное влияние на когнитивные функции и резерв. Затем логичным шагом стало объединение этих двух направлений: с одной стороны, есть факторы, позитивно влияющие на когнитивное функционирование, а с другой – факторы с негативным эффектом, например, недостаточный сон. Это постоянно действующий фактор, поскольку, как и язык, сон присутствует в нашей жизни ежедневно в той или иной форме и качестве.
Мы предположили, что билингвизм может оказывать компенсаторное – корректирующее – влияние на негативные нейрокогнитивные последствия депривации сна. Эта гипотеза подтвердилась.
– До объяснения этого эффекта уточним, как именно вы обнаружили, что владение вторым языком смягчает последствия недостатка сна?
– Прежде всего важно понимать: идея о том, что билингвизм положительно влияет на когнитивные функции, остается дискуссионной в научном сообществе. Одна из причин споров – индивидуальные различия. Билингвизм неоднороден, и критически важно разбираться в деталях: какие именно его характеристики мы рассматриваем.
Есть и вторая методологическая проблема. В большинстве университетов мира экспериментальные исследования опираются на стандартную выборку – студентов 20–25 лет. Это люди на пике когнитивного развития, для которых даже сложные когнитивные задачи не представляют особой трудности.
И вот к чему это приводит при изучении билингвизма. Допустим, мы хотим выяснить, улучшает ли владение двумя языками внимание и когнитивный контроль. Чтобы зафиксировать значимые изменения, нужно каким-то образом «столкнуть» участников с их когнитивного пика.
Я использую метафору батарейки для обозначения энергии когнитивного функционирования, когнитивного резерва.
У студентов эта батарейка заряжена на 100%, и разрядить ее довольно сложно. Но именно это необходимо для исследования – создать условия, при которых можно будет увидеть, способен ли билингвизм эту батарейку «подзарядить».
Логика простая: чтобы проверить гипотезу о влиянии какого-либо фактора на когнитивное функционирование, нужно «пространство для изменений» в этой батарейке. Когда она постоянно заряжена на максимум, зафиксировать влияние становится практически невозможно. Поэтому мы предположили, что недостаток сна может выступить естественным фактором негативного воздействия, – он частично разряжает батарейку и создает то самое пространство для наблюдаемых эффектов.
– Испытуемых лишали сна на какое-то время?
– Да, в нашем исследовании мы создавали контролируемые условия депривации сна. Впрочем, в реальной жизни люди и сами регулярно сталкиваются с недосыпом. Взять хотя бы сегодняшний день: из-за перелета я спал всего три часа – пострадали и режим, и продолжительность, и качество сна. Все это неизбежно сказывается на когнитивном функционировании.
– Как отслеживается качество сна?
– Существует несколько методов. Первый – опросники, где люди сообщают о том, как они спали в последние недели или месяцы. Второй – лабораторный анализ с помощью полисомнографии. Мы ее не применяли, но ее ключевой компонент – электроэнцефалография – позволяет детально изучить структуру сна. Третий вариант – актиграфия, специальные браслеты, фиксирующие параметры сна: стадии, глубину, качество.
Наконец, можно использовать протокол депривации – не давать человеку спать в течение определенного времени. Именно так мы частично «разряжаем батарейку» когнитивного функционирования. И тогда становится видно: человек с глубоким билингвизмом – с высоким уровнем владения вторым языком и интенсивным его использованием – способен быстрее и эффективнее восстановить когнитивные ресурсы, пострадавшие от недосыпа.
Здесь мы наблюдаем так называемый эффект билингвального опережения, или билингвальной пользы.
Цитата из другого интервью Андрея Мячикова: «Этот эффект проявляется в том, что билингвы быстрее и качественнее решают когнитивные задачи. Например, мы сравнивали две группы: билингвов, постоянно использующих оба языка, и монолингвов, не владеющих вторым языком. В заданиях на когнитивный контроль и внимание – скажем, когда нужно быстро распознавать визуальные стимулы на экране или нажимать кнопки согласно инструкции – билингвы показывали лучшие результаты: работали быстрее, точнее и допускали меньше ошибок, чем монолингвы. Важно, что это были невербальные задачи на зрительное восприятие, а не языковые тесты».
– За счет чего полиглот быстро «подзаряжается»? Отчасти благодаря умению переключаться между языками?
– Да, отчасти. У билингва формируется дополнительный ресурс – по всей видимости, нейрональный, который нарабатывается, в том числе, через постоянное переключение между языками. Продолжу метафору с батарейкой: представьте, что у меня есть телефон с батареей, которая разряжается по мере использования. Но у меня также есть пауэрбанк – дополнительный источник питания. Когда телефону нужна подзарядка, пауэрбанк поможет. А если его нет – придется ждать, пока не появится возможность подключиться к розетке.
Билингвизм в данном случае работает как пауэрбанк: те, у кого он есть, способны компенсировать последствия плохого сна и бессонницы, подзаряжая свою когнитивную батарейку.
– Как именно это выглядит? Человек с кем-то общается на иностранном языке или занимается аудированием – и в этот момент идет подзарядка?
– Нет, в эти моменты формируется сам пауэрбанк. По сути, это отдельная система. Представьте мозг как устройство с батарейкой, которая поддерживает когнитивный контроль и внимание. У активных билингвов в мозге существует дополнительная система – тот самый источник питания, способный подзаряжать основную батарейку. У тех, кто не владеет двумя языками, такого пауэрбанка нет, хотя могут быть другие ресурсы.
– Пауэрбанк – хорошая метафора. На деле это – нейрональные связи?
– На уровне мозга – да, именно так. Согласно исследованиям нашего коллеги Джубина Абуталеби, у всех людей есть общая система когнитивного контроля – структурно она более-менее одинакова. Но когда вы занимаетесь комплексной деятельностью – а билингвизм ее лучший пример, ведь языками приходится пользоваться постоянно, – то по мере роста уровня владения и беглости внутри общей системы когнитивного контроля выделяется специализированная подсистема. Это система языкового контроля – language control system. Она и есть ваш пауэрбанк..
Сеть языкового контроля (language control network) становится дополнительным материальным и поведенческим ресурсом. Поэтому мы говорим о нейрональном резерве, когнитивном или нейрокогнитивном резерве – объединяя поведенческие преимущества (билингвальную пользу) с соответствующими структурными изменениями в мозге.
В случае с билингвизмом важно, чтобы человек хорошо владел языками, регулярно ими пользовался, постоянно переключался между ними. Мы обычно учитываем несколько факторов: возраст овладения языком, беглость, уровень владения (proficiency), частоту использования. Метафорически это можно сравнить с тренажерным залом: разные тренажеры прокачивают не мускулы, а различные системы языкового контроля. Чем больше тренажеров вы используете, тем выше ваш уровень «мозговой» подготовки.
– И за счет этих тренировок старение мозга несколько отодвигается.
– Именно. Представьте, что все дополнительные источники питания складываются в целую коллекцию пауэрбанков: здоровое питание, физическая активность, социальная вовлеченность, мобильность, билингвизм и множество других факторов. Все это источники, формирующие ваш общий пауэрбанк – когнитивный резерв.
Когнитивный резерв понадобится вам в будущем, когда основная батарейка начнет разряжаться и произойдет постепенное снижение когнитивных функций.
Мы даже не говорим о деменции, хотя в большинстве исследований резерва авторы наблюдают именно за людьми с симптомами когнитивного старения. Наш подход иной: мы исходим из того, что резерв должен накапливаться заранее, и пытаемся понять, где и как это происходит в молодом возрасте.
– А в принципе когнитивный резерв аккумулируется всю жизнь.
– Да, а затем, с возрастом, вы начинаете его расходовать. Чем больше накоплен резерв, тем дольше он будет вас поддерживать.
Поэтому у билингвов симптомы когнитивного упадка проявляются в среднем на пять–шесть лет позже, чем у монолингвов (при учете других факторов). Их мозг дольше сохраняет нейропластичность.
– Как степень сходства языков «бьется» с когнитивной нагрузкой? Участники исследования владели родственными языками или далекими друг от друга? Как эта лингвистическая дистанция сказывалась на когнитивной эффективности?
– Мы изучали разные варианты, включая билингвов и трилингвов. Билингвальный опыт можно разделить на два этапа: начальный этап овладения языком (acquisition или learning) и этап использования или поддержания (maintenance).
Мы показали, что на начальной стадии большая дистанция между родным и изучаемым языком очень полезна для развития когнитивных функций.
На этапе активного использования наибольший положительный эффект дают как раз родственные языки.
Условно говоря: учить лучше языки, которые далеки от родного, а пользоваться – теми, что ближе. Хотя в целом полезно и то, и другое.
Можно говорить о высокой адаптивности мозга в условиях многоязычия.
– Близкие языки – это, например, в группе славянских языков русский и белорусский либо русский и сербский?
– Да. Причем даже внутри одной языковой группы есть более близкие и более далекие пары. Представьте, что вы сейчас общаетесь на одном из языков, которыми владеете. Важно понимать: при этом активируются и другие ваши языки. Это создает конкуренцию между единицами разных языков (например, словами). Чем ближе друг к другу два слова, тем сильнее эта конкуренция и тем больше усилий требуется, чтобы подавить то слово, которое вам в данный момент не нужно. И это отличная тренировка для мозга.
Контроль близкородственных языков более сложен с точки зрения когнитивной нагрузки, поскольку требует тонкой дифференциации схожих единиц. Эта повышенная нагрузка усиливает тренировочный эффект на когнитивные функции.
То есть если на этапе овладения языком вы изучаете два очень разных языка и процесс идет по нарастающей, то чем чаще вам приходится переключаться, тем интенсивнее тренируются системы внимания и памяти. А на этапе использования (maintenance) задействуется в большей степени система когнитивного контроля: нужно подавлять один язык и активировать другой.
На начальном этапе подобная система подавления почти не нужна: слова «стол» и table не конкурируют между собой, потому что вы только что выучили второе слово. Но когда вы одинаково бегло пользуетесь предложениями с этими словами на русском и английском, они вступают в конкуренцию. Тогда и требуется когнитивный контроль. А он задействуется сильнее, когда два варианта близки друг к другу. «Обеденный стол» и «абедзенны стол» (белорусский) конкурируют между собой сильнее, чем «стол» и table, – именно на этапе активного использования.
– Вернемся к гигиене сна в связи с когнитивными функциями. Можно ли посмотреть качество консолидации информации, происходящей во сне?
– Да, этим занимаются целые исследовательские группы. Например, группа Гэррета Гэскелла (Garret Gaskell) в Университете Йорка занимается именно изучением связи сна и языкового научения – в частности, тем, как сон влияет на консолидацию и запоминание языковой информации.
Мы знаем, что сон абсолютно необходим для того, чтобы накопленная в течение дня информация успешно консолидировалась в долгосрочную память.
Поэтому я всегда рекомендую студентам не учить материал всю ночь перед экзаменом. Можно заниматься весь день, но обязательно нужно выспаться – чтобы закрепить информацию. Иными словами, процесс научения происходит днем, а консолидация – закрепление этой информации – осуществляется во время сна.
– В исследовании со сном и билингвизмом смотрели ли вы разные фазы сна – медленную, быструю?
– Мы как раз планируем этим заняться. В том числе, создать в нашем Центре лабораторию сна, чтобы совместно с коллегами-сомнологами изучать, как изменения качества сна в динамике влияют на когнитивные функции, в частности, в связи с билингвизмом. Пока мы не проводим полисомнографические исследования – это самый сложный уровень. По всей видимости, мы начнем с актиграфии: это дешевле и проще.
– Лаборатория сна будет располагать клинической базой?
– В идеале хотелось бы заниматься клиническими или, как минимум, субклиническими исследованиями. Диагностировать мы ничего не собираемся, а вот наблюдать субклинические проявления, изучать, что происходит у людей, например, с уже диагностированной бессонницей, – вполне возможно. В будущем было бы хорошо интегрировать экспертизу наших коллег-клиницистов.
Возможно, мы также займемся исследованиями с применением различных методов стимуляции. Речь идет, например, о том, как с помощью определенных воздействий улучшить качество сна или повысить эффективность запоминания информации. Это может включать звуковую стимуляцию во время определенных фаз сна, световую терапию для регуляции циркадных ритмов или даже методы нейростимуляции. Такие работы, конечно, ведутся и в других лабораториях, но для нас это будет совершенно новое направление исследований.
В подписке — дайджест статей и видеолекций, анонсы мероприятий, данные исследований. Обещаем, что будем бережно относиться к вашему времени и присылать материалы раз в месяц.
Спасибо за подписку!
Что-то пошло не так!