Природничі науки. 1 частина. 11 клас. Гільберг

1,2 кг суперкомп’ютера всередині вашого черепа

Мозок — головний орган центральної нервової системи людини. Завдяки його неймовірним здібностям homo sapiens спромігся вирізнитися з-поміж своїх родичів із тваринного світу й не лише опанувати усне мовлення, а й навіть розробити низку неймовірних винаходів. Проте що ж робить його таким особливим? Попри поширене уявлення, причиною цього є далеко не розмір (мал. 10.10). Маса мозку людини варіюється від 1 кг до 2 кг, що в середньому становить близько 2 % від маси тіла дорослої людини. Це у 50 разів більше, ніж розмір мозку водосвинки (найбільший гризун), але приблизно у 20 разів менше від розміру мозку слона. Чому ж тоді слон не є розумнішим за людину? Науковці зазначають, що важливим є не об’єм мозку, а співвідношення цього об’єму з кількістю нейронів у ньому. У нашому мозку є близько 86 млрд нейронів: 69 млрд у мозочку, що відповідає за основні функції організму й рух, 1 млрд у стовбурі головного мозку й 16 млрд у корі головного мозку, яка відповідає за самосвідомість, мову, розв’язування проблем і абстрактне мислення. А у слона 251 млрд нейронів у мозочку й тільки 5,6 млрд у корі головного мозку. Для порівняння — в орангутанів і горил по 9 млрд нейронів у корі головного мозку, а в шимпанзе — 6 млрд.

Мал. 10.10. І чим наш мозок відрізняється?

Значення має також і структура. У людського мозку досить складна будова. Його можна умовно поділити на три частини — кінцевий мозок, мозочок та стовбур головного мозку. Мозочок відповідає за координацію рухів м’язів, підтримку постави та баланс. Стовбур головного мозку виконує роль передавача й з’єднує головний мозок і мозочок зі спинним мозком. Його складниками є довгастий мозок, міст і середній мозок. Стовбур головного мозку забезпечує гомеостаз і контролює низку автоматичних функцій — дихання, серцебиття, регулювання температури тіла, перетравлювання їжі, ковтання тощо.

Значення має й текстура мозку. Зморшки нашого мозку, так звані звивини, збільшують площу його поверхні, що дає змогу втримувати більшу кількість нейронів, які відповідають за пам’ять і думки.

Докладніше про будову й функції головного мозку ви зможете дізнайтеся, проаналізувавши малюнок 10.11 та скориставшись додатковими джерелами (зробіть це).

Мал. 10.11

  • Установлено, що в освіченої дорослої людини розвивається приблизно 1 трильйон дендритів у мозку, довжина всіх аксонів становить 160 934 кілометрів аксонів (ними можна огорнути Землю чотири рази).
  • Інформація в мозку проходить крізь різні типи нейронів на різних швидкостях, від 1,5 км/год до 440 км/год.
  • Щохвилини крізь мозок проходить кров об’ємом 750 мл.
  • Загальна довжина капілярів у мозку — 644 км.
  • Площа кори головного мозку в розгорнутому вигляді становить 2500 см2 (що дорівнює площі газети).
  • У мозку 86 млрд нейронів і немає больових рецепторів.
  • Інформаційна ємність мозку становить чотири терабайти.
  • Середня кількість думок, що виникають в голові за день, — 70 000.
  • Мозок споживає 20 % усього кисню й від 15 % до 20 % глюкози в організмі людини.
  • Товщина кори головного мозку становить чотири міліметри.
  • Мозок виробляє енергію, що могла б живити електролампу потужністю 25 Вт.
  • За секунду в мозку відбувається 100 000 хімічних реакцій.

«Ми — це наш мозок» — назва науково-популярної книжки нідерландського нейробіолога, фахівця в галузі досліджень головного мозку Діка Свааба (нар. 1944, Нідерланди). Автор розглядає життя від народження до смерті та приходить до висновку, що не людина керує своїм мозком, а навпаки, мозок є людиною. Причому, усі дії та поведінка повністю визначені мозком, тож у цьому сенсі свобода вибору — лише приємна ілюзія. У книжці показано, що мозок — від перших проблисків свідомості та до його смерті — повністю визначає сутність людини як біологічної істоти й особистості. Це стосується всіх інтелектуальних підйомів і деградацій, змін психіки внаслідок шизофренії і трансформації статі в гомосексуалістів, божевільних галюцинацій в наркозалежних, екстазу релігійних переживань у молитві і навіть уявлень про свободу волі.

Для чого природа наділила людину таким мозком? Як його використовувати повноцінно?

Вища нервова діяльність людини, на відміну від тварин, базується на аналізі інформації, що надходить у мозок через дві сигнальні системи. Перша сигнальна система представлена органами чуття, друга — мовою. Мовні функції людини пов’язані з функціонуванням багатьох структур мозку — формування усної мови відбувається переважно завдяки роботі лобової частки лівої півкулі головного мозку, письмової — скроневих і тім’яних часток. Слова, які людина вимовляє, чує або бачить написаними, є умовними подразниками, які сприймає і розрізняє кора великих півкуль головного мозку. Це сигнали, символи конкретних предметів і явищ навколишнього середовища. Слова для людини — це не тільки звуки, а й поняття. Людина узагальнює поняття не тільки про предмети, їхні властивості, явища, а й про свої відчуття, переживання, почуття. Людина думає словами, завдяки чому абстрагується від дійсності (абстрактне мислення). За допомогою мови аналізують і узагальнюють інформацію, розмірковують, роблять висновки. Мова є основою мислення, що притаманне тільки людині.

Мислення — це одна з найголовніших функцій мозку, яка дає змогу людині за допомогою слів та образів (символів) уявити й виразити своє ставлення до реальних й уявних предметів, явищ навколишнього середовища, стану свого організму. У результаті поєднання безпосередніх і словесних подразників з різноманітними формами діяльності організму виникають тимчасові зв’язки, що є фізіологічним апаратом мислення. Тимчасові зв’язки не тільки нагромаджуються, а й добуваються з пам’яті. Це забезпечує створення нових зв’язків. Такому механізму мислення притаманні активність і саморегуляція.

Пам’ять є однією з найважливіших якостей нервової системи зберігати й відтворювати інформацію без зміни її характеру і змісту. Мозок людини має певну інформаційну ємність. Виокремлюють кілька видів пам’яті людини. Рухова пам’ять лежить в основі навчання рухам, вироблення навичок письмової мови, а також трудових, побутових, спортивних тощо. Образна — запам’ятовування й відтворення в уяві запахів, звуків, місцевості, обстановки, форм різних предметів, обличчя людей. Емоційна — зберігання в пам’яті пережитих почуттів, чому допомагають біологічно активні речовини, що виділяються під час емоційного збудження. Словесна — запам’ятовування, збереження слів.

За тривалістю зберігання розрізняють сенсорну, короткочасну й довготривалу пам’ять. Сенсорна й короткочасна пам’ять пов’язана із циркуляцією імпульсів у нейронних сітках. В основі довготривалої пам’яті лежать структурні зміни в нейронах і синапсах.

Усі види пам’яті взаємопов’язані, ту саму інформацію можна запам’ятовувати за допомогою кількох видів пам’яті.

Пізнавальна діяльність людини починається з відчуттів і сприймання. Уся необхідна інформація зберігається в пам’яті. Проте таких знань про об’єктивний світ людині недостатньо. Вичерпні знання про об’єкти дійсності, їхню внутрішню, безпосередньо не дану у відчуттях і сприйманні сутність людина дістає за допомогою мислення.

Щоби зрозуміти певний об’єкт, потрібно знати факти, що його характеризують. Перехід від фактів до розкриття їхньої сутності, до узагальнювальних висновків здійснюється за допомогою розумових і практичних дій.

Ці дії відбуваються подумки за допомогою мовлення. Перш ніж діяти з предметами, людина це робить подумки, не вступаючи в контакт з цими предметами. Дії мислення формуються на основі зовнішніх практичних Дій.

Операційний компонент мислення, що забезпечує його процесуальність, становлять розумові операції (складники розумових дій).

Аналіз і синтез — дві основні розумові операції, які виникли на основі практичних дій — з реального розкладання предметів на частини і їхнього сполучення. Аналіз — уявне розчленування об’єктів свідомості, виокремлення в них частин, аспектів, елементів, ознак і властивостей.

Розрізняють два види аналітичних операцій: по-перше, можна подумки розкладати сам предмет, явище на складники (аналіз хімічного складу речовини). По-друге, можна подумки виокремлювати в предметах і явищах ті чи інші ознаки, властивості, якості (наприклад, дослідження стилю твору, його композиції).

Синтез — це уявне поєднання окремих частин, аспектів, ознак об’єктів у єдине ціле.

Синтетичні операції бувають тих самих видів, що й аналітичні, описані вище.

Аналіз і синтез взаємодіють і лежать в основі всіх інших розумових операцій, зокрема порівняння.

Порівняння — розумова операція, за допомогою якої пізнають схожі та відмінні ознаки й властивості предметів. Людина може порівнювати наочно реальні або уявлювані предмети, створюючи їхні образи. Складним є процес порівняння людей, літературних персонажів, суспільних явищ тощо.

Під час порівняння предметів і явищ доводиться на першому етапі аналізувати, а потім синтезувати. Важливо дотримуватися правила: порівнювати за тією самою ознакою.

До аналітико-синтетичного процесу відносять також і такі складні розумові операції, як абстрагування й узагальнення.

Абстрагування — уявне відокремлення одних ознак і властивостей предметів від інших і від самих предметів, яким вони властиві. Під час спостереження різних прозорих об’єктів — повітря, скла, води — ми виокремлюємо в них загальну ознаку — прозорість і можемо розмірковувати про прозорість узагалі. Так само за допомогою абстрагування дістають уявлення про довжину, висоту, об’єм, трикутник, число, дієслово тощо.

Узагальнення — це продовження і поглиблення синтезувальної діяльності мозку за допомогою слова. Узагальнення зазвичай проявляється у висновках, визначеннях, правилах, класифікаціях. Узагальнення потребує виокремлення в предметах не просто загальних, а істотних ознак.

Конкретизація — це перехід від загального до одиничного, яке відповідає цьому загальному. У навчальній діяльності конкретизувати — означає навести приклад, факт, який підтверджує загальне, теоретичне положення. Конкретизація має велике значення, оскільки пов’язує наші теоретичні знання з життям і практикою, допомагає правильно зрозуміти дійсність.

Мислення — це процес руху думки від невідомого до відомого, який починається там, де перед людиною постає щось нове, незрозуміле. Розумова діяльність виникає й формується як процес за умови створення проблемної ситуації — суперечності між обставинами й умовами, між тим, якими знаннями володіє на сьогодні суб’єкт, і тим, до чого він прагне (мал. 10.12).

Мал. 10.12. Схема розв’язування розумового завдання

Проблемну ситуацію людина сприймає й усвідомлює як завдання, розв’язування якого полягає в пошуку відповіді на певне запитання. Для мислення усвідомлення запитання — це ніби сигнал до початку активної розумової діяльності. Наступний етап полягає в пошуку способів аналізу поставленого запитання і побудови гіпотези (припущення). Після цього перевіряють гіпотези на практиці або подумки. Якщо гіпотеза виявляється неправильною, її переосмислюють.

Перевірка ефективності висунутих гіпотез є завершальним процесом розв’язування розумового завдання. Буває так, що людина діє методом спроб і помилок. Іноді процес розв’язування завдання може відбуватися як творчий процес, деколи допомагає інсайт (від англ. insight — осяяння).

Розв’язування завдання потребує від людини значних вольових зусиль. Важливу роль у стимулюванні розумової діяльності в процесі розв’язування завдань відіграють почуття (здивування, допитливості, нового тощо).

Досвід, набуті знання і здатність швидко й доцільно використовувати їх у нових ситуаціях, які досі не траплялися, а також під час розв’язування складних завдань утворюють інтелект (від лат. intelectus — розуміння) людини — відносно стійку структуру розумових здібностей людини. Кількісну оцінку рівня інтелекту людини (коефіцієнт інтелекту (англ. IQ — intelligence quotient) можна визначити за допомогою спеціальних тестів. І, звісно, розвивати свої розумові здібності.

Ви математик чи гуманітарій? Барбара Оклі1 (нар. 1955, США) переконує, що таких понять немає. Ми вважаємо себе затятими гуманітаріями й оголошуємо математику ворогом № 1. А все тому, що ми не вміємо вчитися. І тому, що мозок — страшенний ледар і брехун. У кожного є внутрішній потенціал, щоби засвоїти будь-які знання. Головне — навчитися вчитися й запустити свій мозок на повну. Навіть більше, одноманітний і цілеспрямований рух до розв’язання проблеми — не завжди найліпший спосіб. Інколи варто зробити крок назад, щоби поглянути на завдання з іншого боку, запустити свою креативність, навіть якщо ви розв’язуєте математичну задачу.

10 ПРАВИЛ, ЯК ТРЕБА НАВЧАТИСЯ

Поновлюйте в пам’яті вивчене.

Прочитавши сторінку, відкладіть її та пригадайте основні думки. Не робіть багато підкреслень, не виділяйте те, що спершу не закріпили в пам’яті через пригадування. Уміння пригадувати — самостійно формулювати основні ідеї матеріалу — одна з головних ознак ефективного навчання.

Перевіряйте самого себе.

У всьому. Завжди. Допомогти в цьому можуть картки з інформацією.

Класифікуйте способи розв’язування.

Намагайтеся зрозуміти послідовність розв’язування задачі й оформити його в пам’яті так, щоби за потреби воно спадало на думку як готовий шаблон. Упоравшись із чимось, потренуйтеся ще трохи. Переконайтеся, що ви без проблем можете виконати цю вправу, кожен із кроків. Уявіть, що це мелодія і навчіться «прокручувати» її в уяві знову й знову, щоби ця інформація оформилася в завершений фрагмент пам’яті, який ви за потреби можете легко звідти дістати.

Розподіляйте загальний навчальний час на інтервали.

Вивчайте все невеликими частинами щоденно, як це роблять спортсмени на тренуваннях. Ваш мозок схожий на м’яз: він спроможний лише на обмежену кількість зусиль над тією самою темою в той самий час.

Виконуйте різні завдання.

Не практикуйте той самий метод розв’язування занадто довго в межах одного заняття: через якийсь час ви почнете просто механічно наслідувати те, що вже робили. Працюйте над завданнями різного типу. Так ви зрозумієте, як і коли застосовувати певний метод.

1 Барбара Оклі — професорка інженерних наук Оклендського університету, авторка популярного курсу на Coursera про те, як навчитися вчитися. Здобула диплом зі славістики у Вашингтонському університеті, служила в армії. Військова служба підштовхнула її до вивчення технічних наук, а згодом - до розкриття таємниць мислення.

Робіть перерви.

Немає нічого дивного в тому, що інколи вправи нового для вас типу ви не одразу можете розв’язати. Саме тому щодня займатися потроху — це значно ефективніше, ніж багато, але рідко. Якщо вам не вдається впоратися з якимось завданням, зробіть перерву, щоб інші частини мозку могли попрацювати над цим питанням на підсвідомому рівні.

Формулюйте уточнювальні запитання і шукайте прості аналогії.

Якщо якась тема вам важко дається, запитайте себе: «Як можна це пояснити, щоби зрозуміла десятирічна дитина?». Використання аналогій справді допомагає: наприклад, електричний струм можна порівнювати з потоком води. Розтлумачуйте не тільки в голові: озвучте пояснення або запишіть на папері. Додаткові зусилля на промовляння або написання допоможуть міцніше закріпити вивчене, тобто оформити його в нейронні структури пам’яті.

Не відволікайтеся.

Вимкніть усі звукові сигнали й вібрацію на смартфоні й комп’ютері, запустіть таймер на 25 хвилин. Зосередьтеся й старанно попрацюйте протягом цього часу. Коли 25 хвилин мине, вигадайте собі якусь невелику дотепну винагороду. Кілька таких сеансів щодня справді допоможуть вам у навчанні. Спробуйте визначити години й місця, де ви зазвичай навчаєтеся, а не відволікаєтеся на комп’ютер або смартфон.

«З’їдайте всіх своїх жаб уранці».

Зробіть найважчі справи вранці, коли ви ще в хорошій формі.

Створюйте в уяві контрасти.

Пригадайте своє теперішнє життя і побачте контраст з тими мріями, реалізація яких стане можливою завдяки навчанню. На робочому місці помістіть якесь зображення або текст, які нагадуватимуть вам про бажане. Коли мотивація згасатиме, дивіться на ці слова або зображення. Ваша праця піде на користь як вам, так і тим, кого ви любите.

8 ПРАВИЛ, ЯК НЕ ТРЕБА НАВЧАТИСЯ

Уникайте пунктів із цього переліку! Вони можуть марнувати ваш час, хоча вам здаватиметься, що ви навчаєтеся.

Пасивно перечитувати — це просто «пробігати» очима сторінки.

Поки ви не пересвідчитеся, що засвоїли матеріал, тобто доки не пригадаєте основні думки без зазирань у книжку, перечитування буде звичайним марнуванням часу.

Вірити в текстові помітки.

Якщо ви робите підкреслення в прочитаному, можете зіткнутися з оманливим відчуттям, ніби щось справді засвоюєте, хоча насправді просто рухаєте рукою. Помітки в тексті час від часу зовсім не шкодять — інколи навіть допомагають знаходити важливі місця. Але якщо хочете використати підкреслення як засіб для запам’ятовування, переконайтеся, що позначена вами інформація залишається у вашій голові.

Розглядати розв ’язану задачу з думкою, що ви це розумієте.

Ви маєте бути спроможні самостійно виконати вправу крок за кроком, не дивлячись у готове розв’язання.

Навчатися в останні хвилини.

Якби ви готувалися до спортивних змагань, то чи відкладали б тренування на останній день? Ваш мозок схожий на м’яз, тобто спроможний лише на обмежену кількість зусиль над тією самою темою в той самий час.

Розв’язувати забагато вправ того типу, який ви вже опанували.

Це можна порівняти з баскетболістом, який готується до гри, тренуючи тільки техніку ведення м’яча.

Ходити на групові заняття, які перетворюються на теревені.

Якщо звіряти відповіді з друзями, перевіряти знання одне одного, можна зробити процес засвоєння приємнішим, а також виявити прогалини у ваших знаннях і поглибити розуміння предмета. Але якщо спільні заняття перетворюються на забави ще до завершення роботи, ви просто марнуєте час. Варто пошукати іншу групу.

Думати, що опанувати матеріал можна навіть із численними відволіканнями.

Кожне невелике відривання від заняття — на повідомлення або розмову — забирає розумову енергію, яку ви могли би спрямувати на навчання. Переривання концентрації руйнує нейронні структури в зародковому стані, коли вони ще не встигли закріпитися.

Не спати.

Коли ви спите, мозок обдумує і сортує те, що ви заклали в нього протягом дня. Постійне виснаження призводить до нагромадження в мозку токсинів, які руйнують нейронні структури, потрібні для швидкого мислення.

Тренуймо свій мозок. Ось список корисних книжок:

  • Роджер Сайп «Розвиток мозку. Як читати швидше, запам’ятовувати краще й досягати великих цілей»;
  • Чарльз Філліпс «Супертренажер для мозку»;
  • Метью Макдональд «Навчи свій мозок працювати»;
  • Рюта Кавашима «Японська система розвитку інтелекту і пам’яті. Програма „60 днів”»;
  • Ольга Конякіна «Мозок на 100 %. Інтелект. Пам’ять. Креатив. Інтуїція. Інтенсив-тренінг з розвитку суперздатностей»;
  • Джошуа Фоер «Ейнштейн гуляє Місяцем. Наука й мистецтво запам’ятовування»;
  • Террі Хорн, Саймон Вуттон «Супертренінг для мозку»;
  • Девід Рок «Мозок. Інструкція по застосуванню. Як використовувати свої можливості по максимуму і без перевантажень»;
  • Меріл Хеннер «Суперпам’ять»;
  • Він Річард «Фактор Ейнштейна, або як розвинути феноменальну пам’ять і швидкість читання»;
  • Барбара Оклі «Навчитися вчитися. Як запустити свій мозок на повну».

Мал. 10.13. І можливо хтось із вас стане успішним перекладачем і видавцем, щоби ці й інші світові бестселери можна було прочитати українською. А хтось — знаменитим нейробіологом і напише власну книжку!

Чи, можливо, незабаром книжки замінять чіпи? Імплантував собі — і всі знання, що накопичило людство, у твоїй голові?