Однажды я заметил, что мне сложно уследить за логикой внутри третьего вложенного цикла. Значения переменных в голове уплывали от меня по мере того, как я представлял, как они должны меняться по ходу кода.
После этого я задумался, как бы мне увеличить мозговой ресурс для решения подобных задач. И вбил в поисковик “Увеличение оперативной памяти человека”.
Да, можно сказать, что третий вложенный цикл – это ошибка, и лучше вернуться к началу и использовать другую структуру данных. А может, в данном случае, можно использовать дебаггер пошагово? Или, хотя бы, выписывать на бумажку. Однако это просто частный случай. Я думаю, мы все натыкались на ситуации, когда не хватает собственной «оперативки».
Через N времени гугления я наткнулся на ряд ссылок, ведущих к упражнению «Задача n-назад», наиболее распространенный вариант которой называется “dual-n-back”.
Но, прежде чем говорить об этой тренировке, поговорим о теории.
В русской литературе понятие «оперативная память» равнозначно «рабочей памяти». Поэтому я буду использовать далее второй термин, именно он и встречается во всех источниках.
Рабочая память – когнитивная система ограниченной ёмкости, временное хранилище информации, доступной для непосредственной обработки. Рабочая память концептуально отличается от кратковременной памяти, она позволяет манипулировать хранимой информацией, а кратковременная память относится только к кратковременному хранению информации. Есть исследования, которые показывают, что эти две формы памяти различны и на нейробиологическом уровне.
Полезной метафорой для рабочей памяти является "ментальное рабочее пространство", которое упоминается в работе Моррисона и Чейна, в 2010: "Гибкое, ограниченное по объему ментальное рабочее пространство, используемое для хранения и обработки информации в процессе непрерывного познания".
Объем рабочей памяти отражает способность удерживать несколько элементов информации, имеющих отношение к задаче (например, концепции, правила или образы), в условиях отвлекающей нерелевантной информации. Поскольку рабочая память делает информацию доступной для более сложной когнитивной обработки, объем рабочей памяти – количество отдельных "кусков" информации, которые вы можете удерживать в голове одновременно, – является одним из основных факторов, ограничивающих скорость когнитивных функций высшего порядка, таких как подвижный интеллект, планирование, принятие сложных решений, понимание и творческое решение проблем.
Исследование, проведённое в 2008 году Сюзанной Йегги и её коллегами, показало, что регулярные тренировки в выполнении «задаче n-назад» способны за короткий период значительно развить подвижный интеллект, расширить рабочую память человека, улучшить логическое мышление и способность концентрироваться.
В общем смысле, чем больше объем вашей рабочей памяти или "умственного рабочего пространства", тем выше ваши способности к познанию высшего порядка, а значит, и к академическим и профессиональным достижениям. Пример этой взаимосвязи показан ниже.
Конечно, есть и сомнения в том, что данная методика работает. Наряду с исследованиями, подтверждающими ее эффективность, есть и те, что ставят под сомнение.
Например, это исследование говорит о том, что рабочая память улучшается, а IQ в целом – нет.
Суть задачи dual-n-back
Как гласит Википедия, это задача непрерывного выполнения, разработанная психологом В. К. Кирхнером еще в 1958 году. В целом, она используется в нейрофизиологических исследованиях для стимулирования активности определённых зон мозга, а также в психологии для оценки и развития рабочей памяти, логического мышления и подвижности интеллекта, а так же способности к концентрации внимания.
Цель каждого уровня – запомнить состояние игры ровно на N временных шагов назад.
Игровое поле представляет собой набор из восьми (или девяти) квадратов. Они мигают в случайном порядке с интервалом в несколько секунд. Когда вы видите, что точно такой же квадрат мигал ровно N шагов назад, вы нажимаете кнопку «совпало положение».
Одновременно с этим на каждом временном шаге произносится одна буква. Когда вы видите, что та же самая буква была произнесена ровно N шагов назад, вы нажимаете кнопку «Совпала буква».
Прежде чем читать далее, предлагаю вам немного позаниматься в dual-n-back. Например, здесь. Или вы можете запросто найти любой другой вариант под вашу платформу.
Личный опыт
На своем опыте могу сказать – техника действительно улучшает способность держать больше информации в голове и обрабатывать ее.
За время тренировок у меня улучшилась продуктивность работы с кодом, его понимание на средних и больших кусках. Например, когда есть незнакомый участок кода, который еще не записался на «подкорку», то работать с ним, держа в голове бОльшее количество абстракций, несравнимо удобнее.
Из минусов: для поддержания уровня необходимо заниматься регулярно. Некоторые источники сообщают, что можно пройти 40 занятий по 20 раундов в день, а затем поддерживать уровень занимаясь несколько дней в неделю (план такой тренировки я опишу в конце статьи). Другие рекомендуют заниматься постоянно, не менее 5 дней в неделю, те же 20 раундов.
В моем случае 20 раундов – это примерно 30-40 минут. В нашем ритме жизни это очень много, и приходится дисциплинированно и осознанно выделять это время для тренировок, чтобы добиться результата. По этой причине может быть полезно воспользоваться приложением для отслеживания целей и привычек (я использую “игру в список дел” на Habitica.com), которое поможет вам достичь определенной цели. Например, тренироваться 40 дней подряд.
Стратегии тренировки
Причина, по которой я сел писать эту статью – это отсутствие материалов на русском о стратегиях тренировки в dual-n-back.
Начиная заниматься в dual-n-back, новички, как правило, применяют стратегию "внутреннего счета", повторяя буквы и мысленно визуализируя их расположение после каждого нового появления. Некоторые используют "интуитивную" стратегию, позволяя своему подсознанию направлять их.
Цель использования dual-n-back – расширение объема рабочей памяти.
Прежде чем рассуждать, какие стратегии лучше всего прокачивают рабочую память и прочий мозг, опять вернемся к теории.
В рабочей памяти есть два отдельных кратковременных хранилища для двух типов информации: вербальной и визуально‑пространственной. Их иногда называют «фонологической петлей» и «визуально‑пространственным блокнотом».
Существует также «суперсистема» под названием «Центральный исполнительный аппарат», которая контролирует поступление информации в эти два кратковременных хранилища и отсеивает нерелевантную информацию, чтобы сосредоточиться и запомнить информацию, которая помогает в достижении наших целей и решении текущих задач. Это система управления вниманием, или иначе, концентрацией.
Существует два основных типа стратегий для программ тренировки рабочей памяти: strategy training и core training.
Ключевое различие между ними заключается в том, что strategy training ученые-когнитивисты называют "специфическим для конкретного домена", а core training – "общим для домена". Т.е. первый относится к информации определенного типа, визуальной/пространственной или вербальной/аудиальной. А второй к любому типу информации.
Виды strategy training
Репетиция
Для аудиостимулов это воспринимается как внутренний голос или "субвокализация" – когда повторяется про себя строка букв, чтобы держать их в памяти. Список непрерывно обновляется по мере появления новых букв. При использовании этой стратегии буквы можно даже произносить вслух. Для визуально-пространственных стимулов это проявляется в точечном "сканировании" различных мест расположения квадратов. Это может включать в себя представление местоположения в воображении или реальное движение глаз. И субвокализация, и сканирование – это стратегии "репетиции", и они могут улучшить объем рабочей памяти и эффективность работы центрального исполнительного аппарата.
Группировка
Иногда во время выполнения задачи dual-n-back буква или местоположение могут повторяться два или даже три раза. Когда это происходит, выполнять упражнение на n-back становится легче, потому что при наличии только одного "держателя места" (place holder) приходится кодировать меньше информации для выполнения задания. В других случаях это может быть осмысленная строка букв, образующая слово или аббревиатуру. Или последовательность мест образует известную форму. Когда предметы можно сгруппировать таким образом, облегчив нагрузку на нашу систему памяти, это называется "Группировка" (Chunking).
Переключение внимания
По мере приобретения опыта тренировки в dual-n-back можно направлять свое внимание на полезные строки букв или квадраты, чтобы поддерживать или повышать уровень n-back. Используя стратегию "переключения внимания" (attention jumping ), вы не обновляете элементы в своей рабочей памяти непрерывно, а "перебираете" определенную строку элементов, а затем обновляете ее с самого начала для следующей строки. Например, вы запоминаете группу из N элементов, и держите в памяти эту группу, постепенно обновляя элементы группы. В случае стратегии “репетиции” на этом примере необходимо было бы запоминать 2 группы – предыдущую и текущую.
Игра на удачу
Еще одна стратегия, которая может быть использована в dual-n-back – это "умное угадывание", когда, например, не запоминается точное местоположение, но предполагается, что стимул был слева или справа. Это дает больше шансов достичь необходимого уровня точности, чтобы сохранить или повысить уровень.
Какой из методов strategy training лучше всего подходит для развития вашей рабочей памяти и общих когнитивных способностей?
На этот вопрос есть однозначный ответ: репетиция. Репетиция может способствовать повышению общей эффективности и производительности вашей системы рабочей памяти.
Использование других стратегий является контрпродуктивным. И вот почему. Эти стратегии на самом деле являются обходом (то есть компенсацией) ограничений объема рабочей памяти для повышения производительности n-back. Но тренировка этих стратегий не помогает увеличить объем рабочей памяти как таковой.
Вы всегда можете избежать “переключения внимания”. Иногда невозможно не воспользоваться "группировкой", потому что повторения или значимые комбинации элементов или паттернов просто случайно возникают время от времени. Это нормально. Но не стоит стремиться к поиску закономерностей и практиковаться в этой стратегии.
Преимущества strategy training
Существуют доказательства того, что тренировка методом репетиции может распространяться на другие задачи рабочей памяти и улучшать память на другие типы информации. Например, тренировка репетиции букв может привести к улучшению памяти на слова или числа. Это может быть полезно в повседневной жизни для запоминания инструкций, телефонных номеров или паролей.
Есть также некоторые свидетельства (в исследованиях с детьми) того, что тренировка с использованием стратегии репетиции улучшает ментальную арифметику и способность следовать инструкциям.
Сообщалось, что обучение стратегии репетиции улучшает рабочую память и повседневную память у пожилых людей.
Core training
Core training нацелена на общий домен – Центральный исполнительный аппарат вашей системы рабочей памяти. А не на две подсистемы по отдельности, которые мы рассматривали в модели. Именно центральный исполнительный аппарат отвечает за контроль внимания, который управляет движением информации в вашем рабочем пространстве – то, как вы фильтруете, обновляете и контролируете информационный поток как для аудиальных, так и для визуально-пространственных объектов.
Тренировка основной рабочей памяти (Core working memory training) целенаправленно "напрягает" способность вашего мозга обрабатывать информацию с помощью высокой "когнитивной нагрузки". Тренировка требует относительно больших усилий и затрат энергии.
Вы уже занимаетесь Core training, когда выполняете упражнения dual-n-back. Но есть способы, которые помогут добиться максимальной эффективности тренировки:
Когда чувствуете, что выполняете тренировку "интуитивно" (а не с помощью репетиции), при условии, что вы не используете стратегию "переключения внимания" и ваш уровень dual-n-back улучшается, вы выполняете core training. Если сочетать репетиции с интуицией, тренировки будут наиболее эффективными. Если вы чувствуете, что переключили внимание, вернитесь к репетиции. В противном случае экспериментируйте с интуицией.
Убедитесь, что вы постоянно прилагаете усилия, а задача всегда сложна и увлекательна.
Убедитесь, что вы успешно игнорируете отвлекающую информацию, концентрируясь только на том, что необходимо для достижения цели. Когда уровень помех высок, сосредоточьтесь и поддерживайте высокий уровень точности.
В непрерывном потоке информации постоянно обновляйте содержимое "рабочего пространства" своей рабочей памяти, следя за порядком.
Старайтесь не использовать иные стратегии, кроме репетиции.
Не существует линейной зависимости между уровнем dual-n-back и уровнем IQ. Но если вы сделаете все возможное, чтобы улучшить свой уровень dual-n-back, это окупится ростом IQ.
Не концентрируйтесь на уровне dual-n-back в ущерб вышеуказанным принципам. Правильная стратегия важнее уровня.
Итого
Исследования и мой личный опыт указывают, что благодаря dual-n-back:
Увеличивается рабочая память
За счет увеличения рабочей памяти увеличивается тот IQ, который называется подвижным интеллектом
Улучшается концентрация
Улучшается понимание прочитанного
Улучшается память в принципе
Уменьшаются симптомы СДВГ и других расстройств внимания
Для того, что бы получить такой профит, необходимо придерживаться стратегии репетиции, не хитрить с использованием других стратегий и заниматься регулярно и методично. То есть, придерживаясь плана тренировок.
Бонус. План тренировки «40 занятий»
Тренировки должны проходить по следующему плану:
После короткого периода подготовительных тренировок, которые познакомят вас с принципами dual-n-back, вам нужно выделить время на 6-10 занятий в неделю, чтобы завершить цель в течение 4-6 недель.
Вы можете совмещать две тренировки – одну утром и одну днем/вечером.
Вы можете делать перерывы в тренировках, если общее количество занятий в неделю соответствует вашей цели.
После завершения 40 занятий ваши тренировки приведут к долгосрочным изменениям нейропластичности. Однако рекомендуется продолжать тренировки по 1-2 часа в неделю, чтобы поддерживать результаты на максимальном уровне.
Ссылки
Работа Моррисона и Чейна, на которую ссылаются многие статьи о пользе dual-n-back
Исследование Сюзанны Йегги и её коллег, показавшее пользу тренировок n-back для рабочей памяти
Статья "How to optimize your dual n-back training?" с описаниями стратегий
dual-n-back.io. Описание тренировки и ее пример
