Помощь! Мозговая перегрузка

По мере увеличения количества задач способность нашего мозга к жонглированию снижается. Нейроэргономическая тактика может облегчить когнитивную нагрузку.
Практически у каждого родителя будет своя версия этого сценария, особенно во время пандемии COVID-19 : вечер после долгого рабочего дня. Вы начинаете обедать, но это все равно, что пытаться готовить в метель. Плачут дети, на плите кипят спагетти, телефон начинает гудеть от долгожданного звонка после собеседования, только что позвонили в дверь, а ты единственный взрослый в доме.

А теперь представьте, что кто-то подошел к вам посреди всего этого и сказал: «Эй, у меня есть шоколадка. Я могу дать тебе эту шоколадку прямо сейчас за пять баксов или, если ты подождешь полчаса, я дам тебе шоколадку и 10 баксов». Когда вы осторожно пытаетесь снять малыша со своей голени, пытаясь выключить конфорку, вы говорите: «Положи шоколад и 5 долларов на прилавок и уходи». Принятие этого быстрого решения означает, что вам нужно думать на одну вещь меньше — и на одного человека на кухне меньше. У вас нет времени, чтобы сделать то, что выглядит как лучший выбор из такого же количества шоколада, но в два раза больше денег, если бы вы только могли подождать.

Теперь представьте системы поддержки, чтобы снять часть этой нагрузки. Печь, которая выключает горелки, когда датчики обнаруживают кипящую воду на ее поверхности. Цифровой помощник, который принимает звонки после трех гудков и говорит: «Извините, я недоступен всего несколько минут — перезвоните, пожалуйста, через пять». Датчик переднего крыльца с записанным строгим голосом (и, возможно, фоновым шумом громкого лая собаки), который говорит: «Никаких адвокатов». И дети, которые… ну, для этого нет технологий – пока. Но когда все остальное переложено на сторонников цифровых технологий, вы можете принять хладнокровное решение отложить выпуск шоколада и получить в придачу вдвое больше денег.

Перегруженные родители — не единственные люди, которые могут использовать некоторые гаджеты для разгрузки умственного груза. В одном исследовании пилотов просили нажимать кнопку каждый раз, когда они слышали сигнал тревоги, означающий кризис во время имитации полета; более чем в трети случаев пилоты-добровольцы не регистрировали звук, что само по себе довольно тревожно. Исследователи, проводившие расследование, также проводили электроэнцефалограммы (ЭЭГ) пилотов во время сценариев. Результаты ЭЭГ показали, что в мозгу требования сценария интенсивного полета создали когнитивное узкое место, которое не могла преодолеть даже срочная звуковая тревога.

Исследователи нейроэргономики ищут, что можно сделать, чтобы прорваться сквозь этот хаос. Они следят за тем, что происходит в нашем теле, когда наше внимание, исполнительная функция, эмоции и настроение то усиливаются, то ослабевают. Они даже оценивают, как наши физиологические реакции меняются синхронно друг с другом.

Ученые в этой области стремятся улучшить такие области безопасности, как полет, где реальные трагедии могут быть вызваны человеческими ошибками. Они используют нейрофизиологические подходы, чтобы понять работу мозга и понять, почему этот мозг иногда допускает катастрофические ошибки или упущения, например, не регистрирует громкий и настойчивый сигнал тревоги. Как только эти закономерности станут известны, можно будет использовать машины для их обнаружения и совместной работы со своими «партнерами»-людьми, чтобы снять бремя и предотвратить плохие результаты.

Нам нужна помощь, потому что наши ресурсы ограничены. Человеческий мозг не является бесконечно жужжащим информационным процессором. Это органическая структура, как дуб или пингвин; он имеет конечную емкость с доступом к конечному количеству энергии. Наша когнитивная рабочая нагрузка — это то, сколько мы используем этих ресурсов, чтобы принять решение или выполнить задачу.

Совещательная система в этом случае находится в передней части вашего мозга, в префронтальной коре. Перегрузка по принуждению легко демонстрируется задачей N-back , которая нагружает рабочую память. Рабочая память — это «место», где мы набрасываем информацию для мгновенного вызова, например, пин-код для собрания Zoom, к которому мы присоединяемся. В задаче N-back испытуемый должен попытаться вспомнить, является ли элемент в последовательности тем, который он уже видел. Он достаточно легко начинается с одного элемента в последовательности, но по мере увеличения количества элементов префронтальная кора достигает своего предела и становится неэффективной. Одно исследованиепоказали, что когда «n» или число в последовательности достигает семи, префронтальная кора вскидывает руки и сдается. В результате происходит коллапс принятия решений.

Вот почему мы принимаем более импульсивные решения, когда мы перегружены, не в состоянии обдумать то, что нам нужно.
ВМы все испытали это чувство когнитивной перегрузки. Когда к нашему вниманию, памяти и исполнительным функциям предъявляются слишком высокие требования, у нас заканчивается пространство, и мы начинаем упускать вещи, проваливать планы и совершать важные ошибки.

Сегодня у нас больше перегрузок, чем когда-либо прежде. Вы должны быть в определенном возрасте, чтобы даже помнить время, когда для многих людей работа заканчивалась в 5 часов вечера в пятницу и обычно не могла возобновиться до утра следующего понедельника. Этого давно нет. Сегодня наши коллеги находятся в нашем личном пространстве — и в наших карманах — 24-7-365 благодаря электронной почте, текстовым сообщениям, социальным сетям. И не только люди с работы. Люди отовсюду всегда находятся в нашем пространстве, а вместе с ними приходит информационная перегрузка, заливающая наш мозг из многочисленных потоков на наших смартфонах.

С точки зрения нейроэргономики мы можем начать искать способы облегчить эту нагрузку, используя аналоговые, цифровые или органические гаджеты. Несмотря на то, что гаджеты являются проводником значительной части этой перегрузки, они также могут быть необходимым решением для снижения требований современного мира.

Гаджеты освободили поколения умов от ручного отслеживания течения времени

Такие гаджеты, вероятно, так же стары, как использование инструментов. Самый старый известный календарь показывает, как люди отслеживали лунные циклы 10 000 лет назад, не доверяя только своей памяти, а вместо этого обращаясь к серии тщательно расположенных ям, вырытых в форме лунных фаз. Этот календарь земляных работ, обнаруженный в Шотландии в 2013 году, даже отмечает дату зимнего солнцестояния.

Пару тысячелетий назад древние греки продвинулись вперед, создав сложную машину, антикитерский механизм , который иногда называют старейшим известным калькулятором в мире. Его использование могло включать отслеживание лунных циклов, положения планет и даже циклов соревнований, таких как Олимпийские игры. От использования счетов до появления цифровых калькуляторов эти гаджеты освободили поколения умов от ручного отслеживания течения времени и выполнения даже довольно простых математических процессов, к лучшему или к худшему. И сегодня они нужны нам как никогда.

Хотя современные исследования используют относительно сложные устройства, чтобы точно определить, где мозговые волны меняются или увеличивается частота сердечных сокращений, нам не нужны технологии, чтобы сказать нам, когда, вообще говоря, наш мозг может использовать нейроэргономически поддерживающего друга.

Тприятель шляпы не должен быть машиной. Исследования показывают, что люди, которые проводят время вместе в романтических, профессиональных или образовательных целях, могут начать демонстрировать синхронность в своих мозговых волнах, резонируя во времени друг с другом. Одно исследованиепредставленный на конференции по нейроэргономике в Мюнхене в 2021 году, предположил, что эта синхронность выходит за рамки мозговых волн. Эти авторы сообщили о синхронизации частоты сердечных сокращений и кожных реакций у учащихся, проходящих урок в одном и том же классе, по сравнению с теми, кто прошёл урок в разных классах. Их вывод заключался в том, что эти меры можно использовать, чтобы указать, когда ученики потеряли внимание к уроку. Но результаты также показывают, что эта синхронность возможна, когда умы собираются вместе в сообществе знаний, где разделение бремени создает больше коллективного пространства для принятия решений и решения проблем.

Концепция коллективного разума заключается в том, что у социальных видов, таких как наш, по умолчанию не один блестящий разум выполняет всю работу, а коллектив, сформированный эволюцией для совместной работы. Это не новая идея. Стивен Сломан — соавтор книги « Иллюзия знания: почему мы никогда не думаем в одиночку» (2017). Он и два других соавтора недавно предложили , чтобы при использовании нашего индивидуального мозга мы полагались на компоненты других мозгов в том, что они называют «сообществом знаний».

Одна из идей, которую они развивают, — это наша взаимозависимость друг от друга в решении проблем, принятии решений и даже в памяти. Эта зависимость означает, что мы часто отдаем нашу информацию на аутсорсинг, полагаясь на наши связи с другими для получения необходимой нам информации, а не храним ее сами. Как они отмечают, мы постоянно связываемся с другими мозгами, не только с теми, которые находятся в непосредственной близости от нас, но и во времени и пространстве (как мы с вами сейчас соединяемся), получая доступ к информации из других разумов и вплетая ее в свой собственный репертуар. Мы даже можем брать идеи у людей, которые умерли тысячи лет назад, если они оставили записи о своих предках.

Когда мы переплетаем собранные друг другом цепочки знаний во взаимно узнаваемый социальный паттерн, мы получаем культуру. Культура может быть как благом, так и бременем. Сесилия Хейс, старший научный сотрудник в области теоретических наук о жизни Колледжа всех душ Оксфордского университета, является автором книги « Когнитивные гаджеты: культурная эволюция мышления» (2018). В эссе для Aeon она утверждала, что люди не рождаются с врожденным инстинктом определенного поведения, которое мы считаем социальным, но у нас есть инструменты, такие как память, внимание и распознавание моделей, чтобы научиться этим практикам. Эволюция предоставляет базовый набор инструментов, но культура использует эти инструменты в социальном плане для формирования навыков, причем каждая культура делает это особым, уникальным образом.

Хейс пишет об этом процессе в дарвиновских терминах, при этом некоторые варианты этих практик выживают в определенных условиях, а другие исчезают. Те, которые сохраняются, могут быть переданы через «социальное обучение».

С меньшим бременем у нас может быть больше времени для медленного мышления, которое задействует наши лучшие инструменты для решения проблем.

Она называет устройства, которые мы используем в обществе, но не врожденно, «когнитивными гаджетами». Она утверждает, что с помощью наших врожденных инструментов мы можем создавать социально полезные «гаджеты», такие как имитация другого человека, что считается основой социального развития. Такие гаджеты могут быть формой нейроэргономического ярлыка, чтобы нам не приходилось заново изучать значение улыбки при каждой такой встрече — автоматический характер этого явления экономит мозговое пространство для других процессов.

Когда мы занимаемся совместными делами — гуляем, готовим или обедаем — мы также занимаем мысли друг друга и, почти неизбежно, делимся тем, что в них есть. При такой взаимности мы делимся проблемами, мечтами и счастьем, а в здоровой версии такого обмена получаем взамен поддержку, понимание или искреннее счастье. В этой системе «человек-человек» мы сбрасываем часть нашего когнитивного бремени, приглашая другие мозги участвовать в решении проблемы, привнося полезный опыт для ее понимания или просто разделяя эмоции, уменьшая бремя наполовину.

Хейс утверждает, что если то, что она называет «теорией гаджетов», верно, то следующим шагом будет то, что фактические гаджеты наших культурных практик могут «стимулировать быструю культурную эволюцию наших умственных способностей».

Словно подтверждая это предсказание, мы наблюдаем серьезные изменения в результатах когнитивных тестов с появлением современных технологий. Многие люди считают IQ реальным и даже потенциально относительно стабильным на протяжении всей жизни, и оба эти утверждения я ставлю под сомнение в своей книге The Tailored Brain (2021). С годами показатель IQ оказался удивительно нестабильным , поскольку он зависит от мотивации тестируемых, социально-экономического статуса, разницы в доходах и образования, а также других факторов. Возможно, одним из ключевых примеров таких изменений является «эффект Флинна», который, по-видимому, подтверждает предсказание о том, что когнитивные гаджеты могут имитировать быстрые изменения в наших «умственных способностях».

Эффект Флинна — это сдвиг в современных обществах, который задокументировал покойный новозеландский исследователь разведки Джеймс Флинн. Он обнаружил, что всего за несколько десятилетий середины 20-го века показатели IQ выросли настолько существенно, что сегодня целые страны могут считаться «одаренными». Флинн думал, что, возможно, возросшие потребности современного общества в решении проблем, поощряемые обновленными образовательными подходами, объяснят более высокие результаты тестов на IQ в течение одного или двух поколений. Какие бы врожденные инструменты мы ни оттачивали, взрослея вместе с этими реальными когнитивными инструментами, они взаимодействовали бы друг с другом, превращаясь в глобальную определяющую черту.

Еще одна вещь, которую сделали технологии, — это освободить наше когнитивное пространство (если вы не проверяете социальные сети 5000 раз в день). Мы больше не используем нашу врожденную рабочую память, например, для кодирования телефонных номеров, направлений или даже нашего ежедневного расписания. С меньшим бременем у нас может быть просто больше времени для медленного, совещательного мышления, которое задействует наши лучшие инструменты для решения проблем и удерживает нас от ошибок.

Некоторые исследования показывают , что люди с более высокими показателями IQ могут брать на себя большую когнитивную нагрузку по сравнению с их коллегами с более низкими показателями. Одним из возможных объяснений является более высокая эффективность обработки , связанная с высоким IQ, а более высокая эффективность означает использование меньшего количества ресурсов. Если наши технологические гаджеты аналогичным образом повышают нашу эффективность и обеспечивают больший когнитивный резерв, то большинство из нас уже являются частью системы человек-машина. Будущее наступило.

яНа самом деле, эти технологические гаджеты повсюду. Одной из ключевых проблем в ситуациях, когда люди совершают грубые и дорогостоящие ошибки, является поддержание внимания и предотвращение блуждания мыслей . Исследования показывают, что, когда мы теряем необходимое внимание, мы также наблюдаем снижение использования нашей префронтальной коры, вместилища всего зрелого и совещательного в человеческом мозгу. Специалисты предлагают три возможных способа удержать активность в этой области от падения производительности. Во-первых, нужно изменить то, как человек должен взаимодействовать с задачами, или адаптировать «пользовательский интерфейс», во-вторых, адаптировать саму задачу и упростить ее когнитивно, а во-вторых, предупредить пользователя, когда он приближается к коллапсу принятия решений, чтобы что они могут принять ответные меры.

Высокотехнологичные или нет, цифровые гаджеты для снятия такого бремени здесь в силе. Предупреждения календаря — это один из способов предотвратить перегрузку банка памяти перегруженным днем. У меня есть свой набор, чтобы отправить по три на каждое мероприятие — за два дня, за один день и за полтора часа до него — что во многих случаях спасало меня от забывания важных встреч.

Однако, как и пилоты, которые не слышат звуковой сигнал тревоги, эти оповещения по электронной почте утратили свою способность запоминаться, поэтому я добавил еще один шаг: я перемещаю это последнее оповещение по электронной почте в верхнюю часть папки «Входящие» и помечаю его. как непрочитанный, чтобы он был выделен жирным шрифтом. Несмотря на тридцатилетний опыт работы с электронной почтой, «непрочитанные» электронные письма по-прежнему привлекают мое внимание. До тех пор, пока у меня не будет встречи, я постоянно вижу это выделенное жирным шрифтом «непрочитанное» электронное письмо и предупреждаю об этом. По крайней мере, для меня эта нейроэргономическая тактика служит для того, чтобы вывести меня из моего психического состояния (мысли блуждают или сосредотачиваются на работе до такой степени, что забываю о времени) и стимулирует мою неврологическую активность, чтобы я работал лучше и не пропускал встреча. Говоря исследовательским жаргоном, я «адаптировал пользовательский интерфейс».

Мы также можем адаптировать ежедневные задачи, чтобы уменьшить когнитивную нагрузку, которую они создают. Одной из тактик является поиск способов свести деятельность с высоким спросом к чему-то более рутинному, например, есть одно и то же на обед каждый день. Другая стратегия — ограничить количество важных дел, которые необходимо выполнять одновременно, например, выбирать одежду на следующий день накануне вечером, а не в то время, когда мы также пытаемся отправить детей в школу. Одно из самых простых нейроэргономических приспособлений, к которым мы можем получить доступ, — это распределение задач по непереполненным временным окнам, чтобы они не накапливались все сразу. Если приготовление еженедельных обедов в незагроможденный воскресный день спасает вас от пяти вечеров сценария «перегружены на кухне», это может быть адаптацией, которую стоит сделать.

Наиболее серьезные риски связаны с «взломом мозгов», когда гаджеты реального мира становятся воротами для злоумышленников.

В дополнение к созданию этих личных средств поддержки , спасающих лицо и мозг , мы также можем попытаться расширить пространство в своем сознании. Физическая активность — один из методов, доступных большинству из нас. Небольшое исследование , недавно представленное на конференции по нейроэргономике 2021 года, показало, что у молодых мужчин повышенная оксигенация префронтальной коры в результате упражнения на педалирование одной ногой была связана с немедленным улучшением результатов в тестах на исполнительные функции. Эти результаты согласуются с результатами других исследований, в том числе в большей степени у молодых мужчин и у пожилых людей в разной степени . Большинство из них связано с кровотоком и доставкой кислорода .импульса молекулы, которая способствует росту новых связей между нейронами. Эти эффекты могут привести к более эффективной когнитивной обработке, позволяя ощутить меньшую когнитивную нагрузку.

Мы даже можем провести собственное нейроэргономическое исследование для себя, получив внутреннее окно того, что происходит с нами в условиях перегрузки. Возможно, он еще не соответствует планке, чтобы сообщить нам, когда мы близки к краху принятия решений, но этот день может быть близок.

«Носимые устройства» — смарт-часы, фитнес-трекеры и т. д. — уже могут отслеживать изменения и вариабельность вашего сердечного ритма, оба показателя регулируются в зависимости от когнитивной нагрузки. Как и следовало ожидать, ваш сердечный ритм увеличивается, когда вы перегружены. Во время недавней поездки, в ходе которой я несколько часов ехал по коварному льду и снегу, мое носимое устройство сообщило мне, что частота сердечных сокращений увеличилась на несколько ударов в минуту, и это увеличение сохранялось во время этого беспокойного путешествия. И исследования показывают, что вариабельность сердечного ритма снижается при перегрузке, что отражает менее гибкую адаптацию к колебаниям входного сигнала. Такого рода обратная связь только начинается для потребителей, но мы приближаемся к тому, чтобы иметь возможность консультироваться с гаджетом на наших запястьях, чтобы получить представление о наших внутренних состояниях.

Эти и другие меры применяются в буквально критических ситуациях на больших сценах. Исследователи оценили их использование на людях, работающих в диспетчерской НАСА во время миссий на Марс. Этот персонал управления полетами должен взаимодействовать с марсоходами с 26-минутной задержкой сигнала. По обычному графику в течение первых 90 солов (марсианские сутки = 24 часа 40 минут),люди, отправляющие команды марсоходу и загружающие его информацию, работали нерегулярно каждый день в этот период. Несоответствие между марсианским солнцем и земными сутками означало разное время начала этих смен: 8 утра в данный день на одной неделе и почти на пять часов позже того же дня на следующей неделе. Эти большие изменения несли в себе угрозу сбить с толку земные человеческие мозги, вынужденные приспосабливаться к ним. В промежутках команда должна была планировать, какие задачи отправить марсоходу при следующем сеансе связи, список, который мог достигать сотен команд. По некоторым оценкам, даже одна ошибочная команда может стоить до 400 миллионов долларов.

Некоторые из этих задач можно автоматизировать и передать машинам, но не все. Таким образом, появился интерес к мониторингу физиологии персонала диспетчерской для прогнозирования признаков когнитивной усталости, предвещающих повышенную вероятность ошибки.

В ожидании разработки такого мониторинга исследователи составили список из 28 «показателей рабочей нагрузки», которые вместе можно использовать для выявления закономерностей, связанных с состоянием подверженности ошибкам. Эти показатели включают вариабельность сердечного ритма, моргание, речевые паттерны, расширение зрачков и записи ЭЭГ. Идея состоит в том, что алгоритмы могут использоваться для получения этой информации и корректировки рабочей нагрузки на человека в командах «человек-робот», хотя кажется, что работа над моделями все еще продолжается.

Отдельные люди не являются НАСА, но мы можем получить доступ к некоторым из тех же показателей, что и исследователи. Одна группа работает над носимыми устройствами для студентов и преподавателей, которые обнаруживают изменения температуры тела, частоты сердечных сокращений и «электродермальной активности». Их цель состоит в том, чтобы «улучшить осведомленность» об учебных привычках и отследить тенденции, которые могут быть полезны для внесения корректировок, чтобы уменьшить перегрузку ... и для преподавателей, чтобы предсказать вовлеченность учащихся и сосредоточиться на деятельности.

При тщательной подготовке (я знаю, жесты «планирования» пандемии) мы можем подчеркнуть преимущества некоторых наших интерфейсов с машинами и друг с другом. Представьте себе будущее, в котором машины объединяют наши когнитивные гаджеты и воспоминания друг с другом. Таким образом, мы можем заполнить наши собственные пробелы в гаджетах или испытать и по-настоящему почувствовать, каково это быть другим человеком. Там, где воспоминания начинают исчезать или нуждаются в проверке на точность, внешнее хранение и передача воспоминаний в другой мозг вполне могут стать методом сохранения. Это был бы совершенно новый способ сохранить воспоминания предков и связаться с мозгом прошлого.

В некоторых из этих планов определенно есть элемент жуткости. Нам есть о чем беспокоиться, когда мы созерцаем мир интерфейсов мозг-компьютер и человеко-машинных сотрудников. Наиболее серьезные риски связаны с «взломом мозгов», когда эти гаджеты из реального мира становятся воротами для злоумышленников, которые могут читать наши мысли, обнаруживать наши уязвимые моменты и использовать информацию. И есть также неравенства, которые приведут к пробелам в том, кто использует их во благо или во зло, кто уязвим для недостатков и кто может получить к ним доступ с выгодой.

Мы можем, как утверждает Хейс, использовать врожденные инструменты для развития, настройки и повторения когнитивных гаджетов, но гаджеты, которые действительно требуют нашего внимания и состояния готовности, — это те, которые мы считаем полезными, но у которых есть и свои темные стороны. Одна вещь, которую люди умело делали снова и снова, — это позволять технологиям опережать установление границ против злоупотреблений и эксплуатации, даже несмотря на то, что у нас достаточно коллективного разума для этого. Трудно быть оптимистом в отношении того, что мы будем делать с такими великими державами. Но мы должны помнить, что человеческий оптимизм сам по себе является инструментом, который мы можем использовать, хотя он, как и другие инструменты, которыми мы владеем, должен быть умеренным.