На одной мозговой волне: как наши разумы способны синхронизироваться друг с другом

Оказывается, человеческие мозги умеют физиологически подстраиваться друг под друга для более эффективного сотрудничества. Исследование этого феномена – передний край нейронауки, на котором трудятся и некоторые наши соотечественники. В серии бесед с «ХаАрец» они рассказали о последних открытиях и о том, что еще только предстоит выяснить.

Как один вид приматов – человек – стал всемогущим правителем планеты? У профессора нейробиологии Рут Фельдман есть удивительный ответ на этот вопрос. «То, что позволяет нам править, – это, конечно, не наша физическая сила и не наш интеллект, – объясняет она, – а тот факт, что мы обладаем лучшей способностью синхронизировать умы. Благодаря этому люди умеют сотрудничать быстрее и эффективнее всех».

Еще недавно нейробиологи не выходили за рамки процессов, происходящих в индивидуальном мозге. Но значительная часть человеческой деятельности совершается сообща. Современные технологии, позволяющие измерять мозговую активность в относительно естественной обстановке, позволили ученым исследовать сознание людей, когда они взаимодействуют.

Так было обнаружено, что в некоторых случаях между мозговой активностью разных личностей происходит координация. Возникают совпадения в характере мозговых волн, и, возможно, нервные клетки в одних и тех же областях мозга активизируются одновременно. Другими словами, мозги «синхронизируется». Так появилось новое направление исследований – коллективная нейронаука.

Профессор Фельдман возглавляет Междисциплинарный центр Симс/Манн в Университете Райхмана, занимающийся исследованием развития ребенка, материнства, семьи на стыке биологии и психологии. У человека, как и у других млекопитающих, процесс синхронизации впервые возникает в младенчестве в формирующих мозг социальных отношениях, например в общении с матерью и отцом, объясняет она.

• Читайте также:
• Как в Израиле изучают влияние музыки на мозг
• Где в нашем мозге «лежит» язык и как мы его учим?
• Искусственный интеллект научился читать мысли

В некоторых ее экспериментах использовалась технология функциональной нейровизуализации. Испытуемые надевали нечто вроде резиновой шапочки для бассейна, в которую встроены маленькие источники, облучающие мозг светом с длиной волны, близкой к инфракрасной. Это позволяет смоделировать то, что происходит в мозге, неинвазивным способом. Исследователи использовали эту аппаратуру, чтобы понять, что происходит в нескольких мозгах одновременно.

Выяснилось, что синхронизация – обычное явление, которое возникает почти автоматически. «Даже когда вы покупаете кофе и смотрите на продавца, ваши умы в некотором роде синхронизируются», – говорит Фельдман.

Было обнаружено, что чем теснее социальное взаимодействие, тем глубже синхронизация. То есть она включает в себя больше областей мозга и больше частот мозговой активности. Играет роль и обстановка, в которой происходит общение.

В исследовании, результаты которого были опубликованы несколько месяцев назад в журнале NeuroImage, Фельдман сравнивала степень синхронизации, возникающей между матерью и подростком при разговоре лицом к лицу, с той, что происходит во время созвона в Zoom.

Выяснилось, что при прямом контакте образовывалось девять синхронизирующих связей между обширными областями мозга матери и ребенка. Четыре из них соединяли правые полушария матери и ребенка, которые, согласно исследованиям, отвечают за обработку невербальных социальных и эмоциональных сигналов. Напротив, при общении в Zoom возникало одно-единственное синхронизирующее соединение между правым полушарием мозга матери и левым полушарием мозга ребенка.

«Об этом важно знать родителям, – отмечает Фельдман. – С подростком надо общаться, находясь в одном пространстве».

Ученые полагают, что межмозговая синхронизация развилась, потому что способствовала эволюции социальности. «В состоянии синхронизации вы можете, например, лучше охотиться или ловить рыбу», – говорит Фельдман.

В другом эксперименте, проведенном ее командой, люди должны были выполнять задания на моторику в парах. Межмозговая синхронизация между людьми, находившимися в близких и длительных отношениях, была сильнее, чем между парами незнакомцев. Более синхронизированные пары выполняли задание быстрее и с меньшим количеством ошибок.

«Еще 20 лет назад мозг вообще не изучался во время взаимодействия, – рассказывает Фельдман. – Это смена парадигмы, и есть много вещей, которые мы еще не знаем».

Например, до сих пор непонятно, возникает ли синхронизация в неблагоприятных и пугающих ситуациях.

Центральный же вопрос, которым задаются ученые: можно ли разработать методы для усиления синхронизации. Сейчас это пытаются проверить в лаборатории Симон Шамай-Цури в Школе психологических наук Хайфского университета, где она пробует учить людей синхронизации с помощью техники под названием «нейрофидбэк».

«Участник эксперимента в режиме реального времени получает визуальные или звуковые сигналы, отражающие уровень активации некой области мозга, – объясняет этот подход исследовательница. – Так вы можете научить человека изменять активность этой области. Обучение нейрофидбэком уже используется для лечения тревожных расстройств и синдрома дефицита внимания и гиперактивности».

Недавно технологию адаптировали, чтобы измерять активность двух мозгов, вычисляя в режиме реального времени уровень синхронизации между ними. Выглядит это так: испытуемые видят на экране компьютера плывущую рыбу. Чем более они синхронизированы, тем быстрее та плывет. Ученые проверяют, могут ли эти двое в попытке заставить рыбу плавать еще быстрее, научиться усиливать синхронизацию между своими мозгами.

Если окажется, что людей можно научить этому, такая методика пригодится в ситуациях, когда синхронизация затруднена.

«Например, известно, что детям с расстройствами аутистического спектра труднее синхронизироваться с другими», – говорит Шамай-Цури. Найдется место для этой технологии в разрешении конфликтов и в парной терапии.

На такой вариант применения указывает другой эксперимент Шамай-Цури, в котором участвовали гетеросексуальные пары. Женщина получала стимуляцию, вызывающий физическую боль, а ее партнер был проинструктирован, что нужно делать. Когда он подавал партнерше руку, синхронизация между ними усиливалась, а боль женщины уменьшалась. В других исследованиях было обнаружено, что степень синхронизации мозга в паре связана с уровнем удовлетворенности партнеров их отношениями.

Еще одно направление исследований Шамай-Цури – влияние синхронизации на процессы обучения. «В последние годы произошел переход к учебе в дистанционном формате. Мы хотим проверить, насколько важны для обучения взаимодействия учителя и ученика и какую роль в обучении играет синхронизация», – объясняет ученый.

В этой связи доктор Яара Йешурун из Школы психологических наук и Школы нейробиологии Саголь Тель-Авивского университета рассказывает об эксперименте, проведенном в США в 2017 году, результаты которого были опубликованы в журнале Current Biology. В ходе него все ученики в классе, а также учительница сидели на занятиях с устройствами для отслеживания мозговой активности.

На одном уроке учительница читала по бумажке, на другом выступала с устной лекцией, на третьем все вместе смотрели видео, а на последнем устроили обсуждение в классе. Самая глубокая мозговая синхронизация между учениками наблюдалась на последнем уроке. И там же ученики получали наибольшее удовольствие, а заодно и лучше усвоили знания.

Межгрупповая синхронизация мозга может происходить и во время публичных мероприятий. Так, по словам Йешурун, ученые сравнивали реакцию людей на записи речей политиков, и было обнаружено, что более талантливые ораторы вызывали более сильную мозговую синхронизацию между присутствующими в аудитории.

В другом исследовании, опубликованном в 2015 году в журнале PNAS, испытуемых разделили на группы по трое и попросили вместе подумать над тем, что они возьмут с собой на необитаемый остров. В конце обсуждения им было предложено выбрать лидера, который решит, какие из всех обсуждавшихся вещей попадут в финальный список. Вывод с политическим значением заключался в том, что лидером выбирали человека, чья синхронизация с двумя другими была самой сильной.

«Умелые политики, вероятно, делают две вещи, – заключил Йешурун. – Они синхронизируют свою аудиторию – снижают или повышают активность мозга у всех до одинакового уровня. А когда взаимодействуют с кем-то напрямую, то умеют подстраиваться под человека, с которым разговаривают».

Как происходит синхронизация и как отдельные мозги учатся действовать согласованно, пока остается загадкой для ученых. У Йешурун есть простое объяснение: согласование между разумами становится результатом общего опыта – люди видят или слышат одно и то же, поэтому их мозг работает сходным образом: «Если это так, то синхронизация происходит от внешней стимуляции, а не от некоего социального механизма в мозгу».

Тем не менее исследователи ищут подтверждение того, что такой механизм, предназначенный для улучшения социального взаимодействия, все-таки существует, что синхронизация не просто побочный продукт восприятия одной и той же реальности.

«Одно из подтверждений гипотезы, что это реальный мозговой механизм, мы получим, если нам удастся усилить синхронизацию с помощью тренировок», – констатирует Йешурун.

Доктор Шир Ациль с факультета психологии Еврейского университета предлагает другое оригинальное объяснение феномена синхронизации. По ее мнению, это поведенческий механизм, цель которого – регулирование одним человеком телесной и мозговой физиологии другого.

«Как социальные животные мы рождаемся совершенно беспомощными и зависим от тех, кто заботится о нас, – объясняет Ациль. – Младенец не умеет сохранять тепло тела, и, когда папа или мама берут его на руки, они следят за регуляцией его температуры, синхронизируя его тело со своим. Точно так же неразвитая иммунная система ребенка синхронизируется с иммунной системой родителей благодаря физической близости и грудному вскармливанию. Если следовать этому подходу, физиологическая и ментальная синхронизация – не самоцель, а путь к регуляции как тела, так и разума».

Да, взрослые меньше зависят от социальной регуляции, продолжает Ациль, но, поскольку общение так важно для нашего вида, даже во взрослом возрасте наше физическое и эмоциональное состояние лучше настраивается, когда мы с кем-нибудь взаимодействуем. Например, группе Ациль удалось выяснить, что мужчин и женщин больше привлекают партнеры, которые физиологически синхронизированы с ними.

Н.А., Гидеон Лев, «ХаАрец». Фото: Depositphotos.com, Мегед Гозани √