Глава 4

Ограничения контроля

Теперь ученые хорошо понимают, что наши способности когнитивного контроля далеки от идеала. Все его компоненты: внимание, рабочая память и управление задачами – имеют глубоко укорененные функциональные ограничения, которые приводят к неоптимальным результатам при достижении целей. Это особенно верно, когда наши цели связаны с высокой целевой интерференцией: например, при выполнении нескольких задач в отвлекающей обстановке, в мире высоких технологий. Главная предпосылка этой книги состоит в том, что состояние рассеянного ума образуется в результате прямого столкновения между нашими высокоуровневыми целями и врожденными ограничениями когнитивного контроля; этот конфликт создает целевую интерференцию, негативно влияющую на качество жизни. Если мы хотим преодолеть разрушительную силу целевой интерференции, необходимо расширить наше понимание ограничений когнитивного контроля, чтобы найти способы минимизации отвлекающих факторов.

Инструменты нейронауки доказали свою высокую ценность для понимания того, каким образом когнитивный контроль позволяет достигать цели и объяснения нейронной основы его ограничений. Это дает возможность лучше осознать причину проблем, связанных с целевой интерференцией. Давайте совершим ознакомительную экскурсию по ограничениям когнитивного контроля, которые лежат в основе уязвимости систем обработки информации нашего мозга и приводят к феномену рассеянного ума.

Ограничения внимания

1. Избирательность

Совершенные навыки избирательного внимания жизненно необходимы для эффективного поведения в сложной среде обитания. Наш мозг просто не обладает бесконечными ресурсами параллельной обработки, необходимыми для одновременного получения и интерпретации всего объема информации, которую мы воспринимаем каждую минуту. Таким образом, нам нужно быстро направлять наши когнитивные ресурсы на задачи, которые мы считаем наиболее актуальными для достижения наших целей. Одновременно мы должны блокировать быстро меняющийся поток неактуальной информации, находящейся вокруг нас.

Разумеется, необходимость сосредоточиваться на одном и игнорировать другое далеко не нова для людей, живущих в современном технологическом обществе. Обработка информации нуждалась в избирательности даже на ранних этапах эволюции мозга, до развития нейронных механизмов целенаправленного внимания. Судя по всему, врожденная ограниченность способности мозга к параллельной обработке информации привела к совершенствованию механизмов избирательности. Такие ограничения позволяют лишь самым новым и привлекательным объектам и событиям, особенно таким, которые способствуют выживанию и дают репродуктивные преимущества, создавать наиболее сильные впечатления в мозге и оказывать наибольшее влияние на наши действия и представления. Как было описано, самая ранняя форма избирательности, известная как восходящая обработка внешних стимулов, иногда считается разновидностью внимания, хотя она и не основана на нисходящих целях, а управляется характером поступающих стимулов. Эта древняя форма внимания была предтечей цикла восприятия-действия, и она остается глубоко укорененной в современном человеческом мозге.

Восходящая чувствительность к внешним стимулам необходима для выживания всех животных, включая людей. Легко представить, что наша жизнь, будь то в городе или в безлюдной глуши, продолжалась бы не так долго, если бы мы не сохранили способность быстро и автоматически определять предупредительные сигналы в окружающей среде: звук автомобильного гудка при выходе на проезжую часть или шум упавшего камня на лесной тропе. Такая чувствительность имеет жизненно важное значение, особенно если наши нисходящие цели направляют внимание и фокусируют его. Таким образом, направляемое естественным отбором, это примитивное влияние остается центральным компонентом нашего взаимодействия с окружающим миром.

Все наши взаимодействия со средой обитания включают непрерывную и динамичную связь между двумя великими модуляторами: нисходящим целенаправленным вниманием и восходящей обработкой внешних стимулов. В нашем мозге постоянно идет перетягивание каната между этими двумя силами, и победитель поединка оказывает сильнейшие влияние на действия и восприятие, что в свою очередь, непосредственно влияет на поведение.

Состояние рассеянного ума образуется в результате прямого столкновения между нашими высокоуровневыми целями и врожденными ограничениями когнитивного контроля.

Если рассматривать избирательное внимание как основную способность когнитивного контроля, позволяющую нам достигать поставленных целей, то сохранившаяся от предков чувствительность к внешним стимулам представляет собой серьезное ограничение. Это остаток нашего древнего мозга, представляющий крупную проблему для любого избирательного механизма, который пытается отфильтровывать все, что не находится в оптическом прицеле наших целей. Стимулы с наиболее сильными признаками новизны и привлекательности невольно захватывают наше внимание и отвлекают его от цели; это источник внешних отвлечений, одного из видов целевой интерференции.

Обширная литература в области психологии и нейронауки описывает источник ограничений избирательного внимания. Одна из важных находок, повлиявших на современный образ мыслей, состоит в том, что избирательность в равной мере зависит как от нейронных процессов, обеспечивающих сосредоточенность на актуальной информации, так и от процессов игнорирования неактуальной информации. Связь между сосредоточенностью и игнорированием описывается как оценочная конкуренция (biased competition): то самое перетягивание каната между нисходящими и восходящими воздействиями. Неврологические данные показывают, что при одновременном появлении в поле зрения двух объектов фокусировка внимания на одном из них отвлекает ресурсы обработки информации от другого объекта. Но если внешний стимул, несовместимый с нашими целями, обладает свойствами, сильно привлекающими внимание, то конкуренция с нашими целями становится ожесточенной. Только представьте, что вы фокусируете избирательное внимание на разговоре в шумном ресторане. Все это время вы неосознанно переживаете внутреннюю борьбу, пытаясь противостоять источникам целевой интерференции. Но тут за соседним столиком начинается драка. Это внешнее воздействие, несомненно, одержит победу в битве за внимание, несмотря на вашу задачу игнорировать все, кроме разговора с собеседником. Возможности нашего избирательного внимания ограничены; мы не всегда можем беспрепятственно пускать когнитивные стрелы в центр нужной мишени.

Сотрудники лаборатории Газзали изучали нейронную основу и последствия ограничений избирательного внимания, предлагая здоровым молодым людям фокусировать внимание при попытке запомнить цвет неподвижных точек на экране. Сложность заключалась в том, что примерно каждую секунду точки начинали терять цвет и начинали одновременно двигаться в одном направлении. Участникам объясняли, что их цель состоит исключительно в запоминании цвета неподвижных точек, а их движения надо игнорировать. Хотя в целом они довольно хорошо справились с этим простым тестом на рабочую память, мы обнаружили, что их результаты были разными при каждой попытке; в некоторых случаях им требовалось больше времени на точный ответ о цвете точек.

Пока они выполняли эту задачу, мы регистрировали их мозговую активность с помощью ЭЭГ. После анализа паттернов активности мы обнаружили, что их память работала лучше при быстрых попытках, но не потому, что они лучше фокусировались на цветных точках, а потому, что им лучше удавалось игнорировать движущиеся точки. Эксперимент показал, что концентрация внимания не является определяющим фактором эффективности высокоуровневой рабочей памяти; скорее, память больше зависит от эффективного игнорирования отвлекающих факторов. Мы обобщили выводы этого исследования, продемонстрировав точно такие же результаты, когда инструкции были заменены на противоположные, и участники должны были запоминать направление движения точек и игнорировать их цвет. Обратите внимание, что цвет и движение являются сильными восходящими внешними стимулами. Так мы узнали, что наша способность игнорировать неактуальную для достижения цели информацию является довольно непрочной даже у молодых людей. Более того, мы показали, что неспособность игнорировать стимулы приводит к доминированию отвлекающей информации, что мешает удерживать в памяти актуальные образы, а это, в свою очередь, снижает эффективность целенаправленного поведения.

Как было показано другими исследовательскими группами, неспособность игнорировать ненужную информацию прямо влияет на нашу способность удерживать в уме актуальную информацию хотя бы на короткое время. Но как насчет долговременных воспоминаний? Влияют ли на них ограничения избирательности внимания? Мы обратились к этому вопросу в другом эксперименте лаборатории Газзали под руководством Питера Уайса. Во многом его вдохновил наблюдаемый нами всеми феномен, когда человека просят вспомнить подробности недавнего события, и он отводит взгляд или даже закрывает глаза, готовясь к ответу. Можете попробовать сами: попросите друга подробно вспомнить, что он ел на ужин вчера вечером. Внимательно следите за его глазами. Вероятно, он посмотрит в сторону, прежде чем ответить. Такая склонность отводить взгляд ассоциировалась с лучшей способностью вспоминать события. Мы предположили, что обычный взгляд в лицо при попытке воспоминания является отвлекающим фактором и мешает направлять избирательное внимание внутрь себя, чтобы вспомнить подробности недавнего события.

В ходе эксперимента мы сначала предложили участникам ответить на вопросы о 168 новых образах, показанных на мониторе. Эти образы включали от одного до четырех одинаковых предметов: к примеру, одну книгу или четыре книги. Вопросы были такими: «Можете ли вы унести эти предметы?» и «Поместятся ли они в обувную коробку?» Хотя участники этого не знали, их подготавливали к тестированию памяти. Через один час после просмотра образов они ложились в томограф и отвечали на вопросы о том, какое количество предметов присутствовало в каждом из образов. В ходе этого процесса мы регистрировали активность их памяти и других мозговых процессов. Разница была в том, что они проходили тест памяти либо с закрытыми глазами, либо с открытыми глазами, глядя на серый экран, либо рассматривая картинку, имитирующую сложные образы, обычно находящиеся перед нашими глазами, когда мы пытаемся что-то вспомнить. Картинки, которые они видели во время эксперимента, являлись совершенно не относящимися к делу отвлекающими факторами, и участников специально просили игнорировать их.

Результаты эксперимента показали, что способность запоминать подробности (точное количество предметов в первоначальном изображении) существенно уменьшалась в условии с открытыми глазами и отвлекающей картинкой по сравнению с условием с закрытыми глазами, и даже по сравнению с наблюдением серого монитора. Эти результаты предполагают, что присутствие внешних восходящих отвлечений в виде сложных образов ослабляло внимание участников, необходимое для поиска в памяти. Дело было не только в открытых или закрытых глазах, так как качество воспоминания не зависело от наблюдения серого экрана или закрытых глаз. Эффект отвлечения создавала только яркая картинка.

Это открытие было сходно с результатами «эксперимента с точками» в том смысле, что даже когда участникам прямо говорили о необходимости игнорировать ненужную визуальную информацию, они часто не могли этого сделать, что приводило к ухудшению качества воспоминаний. Результаты функциональной МРТ в этом эксперименте показали, что ухудшение качества воспоминаний в присутствии отвлекающей сцены ассоциировалось с нарушением работы нейронной сети, включающей префронтальную кору, гиппокамп (область мозга, принимающую участие в консолидации памяти) и зрительную кору. Это привело нас к выводу, что восходящее внешнее воздействие от наблюдения неактуальных образов привело к интерференции с нисходящей первоначальной целью участников: запоминанием количества объектов. Мы также узнали, что нейронные сети префронтальной коры, которые играют решающую роль в избирательном внимании, уязвимы перед низкоуровневыми отвлекающими восходящими стимулами.

Результат эксперимента заключался в том, что нарушение работы сетей префронтальной коры лежит в основе ограничений избирательного внимания, которое приводит к ухудшению памяти. Но важно понимать, что эти данные не позволяли нам сделать причинно-следственные выводы о роли префронтальной коры в предотвращении отвлечения. На тот момент мы лишь могли утверждать, что нарушение ее функции ассоциируется с феноменом рассеянного ума, но не могли с уверенностью сказать, что нарушение определенных нейронных сетей увеличит рассеянность. Поэтому Питер Уайс провел дополнительный эксперимент, сначала применив временно нарушающую функцию префронтальной коры транскраниальную магнитную стимуляцию (ТМС), а потом зарегистрировав воздействие этого эффекта в ходе такого же эксперимента, который мы описывали. При нарушении функции префронтальной коры негативное воздействие отвлекающих картинок на способность запоминать первоначальные образы оказалось еще сильнее, таким образом подтверждая нашу гипотезу о том, что нейронные сети префронтальной коры поддерживают способность запоминания, уменьшая воздействие отвлекающих факторов.

В другом эксперименте мы хотели определить, обусловлено ли негативное воздействие на долговременную память общей визуальной природой отвлекающей картинки и зрительными образами, которые пытались вспомнить участники (количество предметов на изображении). Для этого группа участников выполнила точно такой же тест долговременной памяти, но теперь они постоянно держали глаза открытыми, когда наблюдали серый экран. Хитрость заключалась в том, что они отвечали на вопросы либо в тишине, либо когда слышали белый шум, либо при звуках записи оживленной болтовни в ресторане, которую их попросили игнорировать. Мы обнаружили, что их способность вспоминать зрительные образы точно так же ухудшалась из-за слуховых отвлечений (болтовни в ресторане), как и от визуальных отвлечений (яркой картинки).

По правде говоря, эти результаты не означают, что мы советуем ходить с повязкой на глазах и с наушниками в ушах. Они лишь иллюстрируют удивительно высокую чувствительность нашего фильтра избирательного внимания к отвлекающим факторам, которые негативно влияют на извлечение воспоминаний из долговременной памяти. Эти результаты вносят вклад в наше понимание нейронной основы ограничений внимания, когда, казалось бы, безобидные события, подобные обыденной стимуляции наших глаз и ушей, снижают способность извлекать из памяти детали воспоминаний.

Дело в том, что глазные маски и наушники не слишком помогают. Наши когнитивные стрелы часто пролетают мимо мишени из-за внутренних отвлечений, или блужданий ума. В ходе оригинального исследования с использованием приложения на iPhone студентам в случайно выбранные моменты задавали вопросы: сосредоточены ли они сейчас на каком-либо деле, или их мысли блуждают сами по себе? Поразительно, но в 47 % этой случайной выборки моментов студенты отвечали, что их мысли где-то блуждают. Кроме того, исследователи обнаружили, что люди обычно менее счастливы, когда их мысли блуждают, причем независимо от того, чем именно они занимаются в данный момент. Ученые продемонстрировали, что блуждания ума негативно влияют на когнитивные способности, и что они ассоциируются с ухудшением рабочей памяти, подвижного интеллекта и показателей академического оценочного теста.

Хотя блуждания ума часто бывают вполне безопасными, они могут причинять большой вред, когда выполняемая задача требует высокого напряжения когнитивных способностей, например, во время важного совещания или во время движения в плотном транспортном потоке. В крайних случаях они ассоциируются с психическими расстройствами, такими как тяжелая депрессия, посттравматическое стрессовое расстройство или обсессивно-компульсивное расстройство. У людей, которые имели несчастье заболеть этими расстройствами, внутренние отвлечения преграждают путь к целенаправленному поведению, что приводит к тяжелым нарушениям их функционирования.

Внешние восходящие влияния звуков и образов, а также внутренние блуждания ума притупляют избирательность внимания. Понятно, что ограничения избирательного внимания являются значительным фактором в состоянии рассеянного ума, но это еще не вся история. Ограничения касаются и всех остальных аспектов нашего внимания: способности распределять внимание, поддерживать его в течение длительного времени и быстро фокусировать. Давайте рассмотрим эти аспекты.

2. Распределение

Когда речь идет о внимании, мы не всегда хотим прицельно выпускать его, словно стрелу в мишень. Иногда мы поступаем противоположным образом и распределяем наши когнитивные ресурсы так широко, как только возможно, подобно рыбакам, расставляющим свои сети в море. Главный фактор, который влияет на то, как мы используем внимание, – это уровень прогностической информации, которой мы обладаем до события. Если расширить аналогию с рыбалкой, то прогностическое значение разных мест, где плавает рыба, помогает определить, чем лучше пользоваться: сетью или острогой. Давайте снова представим нашего предка, который точно не знал, где находится ягуар; он лишь предполагал, что хищник скрывается где-то на левом берегу ручья. В данном случае он мог принять решение обратить широко распределенное внимание на левый берег в целом, а не направить его на конкретно определенные кусты. При обладании скудной прогностической информацией луч внимания, направленный не в то место, был бы ошибочным выбором. Фактически, это снизило бы возможность обнаружения ягуара в других местах. В современной жизни распределение внимания имеет место, когда вы управляете автомобилем. В такой ситуации вам необходимо как избирательное, так и распределенное внимание, чтобы удерживать сосредоточенность на дороге перед собой ипри этом оставаться чувствительным к неожиданным событиям на периферии: например, заметить человека, неосторожно выходящего на дорогу во время разговора по мобильному телефону.

Ожидания подпитываются прогностической информацией о том, где, когда и какие события произойдут в ближайшем будущем. Менее подробные прогнозы о будущих событиях скорее приводят к распределению внимания, а не к его фокусировке. Но и распределенное внимание во многом избирательно. В том сценарии, где ягуар скрывается на левом берегу, наш предок продолжает высматривать, выслушивать и вынюхивать характерные признаки ягуара; просто он делает это на более обширном участке. Распределенное внимание относится к любым органам чувств. К примеру, человек мог точно не знать, как пахнет ягуар, но он знал, что у этих хищников мускусный запах, и распределял свое обонятельное внимание на признаки сходного запаха.

Главное ограничение состоит в том, что когда мы широко распределяем внимание, то польза от избирательного внимания заметно уменьшается. Недавно это было продемонстрировано в лаборатории Газзали, где мы просили участников смотреть в центр экрана, где на мгновение появлялась подсказка (с разной степенью прогностической информации) о том, где на периферии возникнет контрольная цель. Стопроцентная подсказка точно указывала положение цели, пятидесятипроцентная подсказка давала понять, на какой стороне экрана это произойдет, а нулевая подсказка не сообщала никакой информации. Несколько секунд спустя, когда появлялась цель, они определяли ее на фоне отвлекающих вариантов при стопроцентной подсказке быстрее и точнее, чем при пятидесятипроцентной. Результаты были еще более медленными и неточными, когда они не получали никакой информации. Это показывает, что мы не получаем такую же пользу от распределенного внимания, когда не имеем прогностической информации для избирательного внимания.

Исследователи обнаружили, что люди обычно менее счастливы, когда их мысли блуждают, причем независимо от того, чем именно они занимаются в данный момент.

Если экстраполировать это открытие на сцену с нашим предком и ягуаром, становится ясно, что он имел бы наибольшие шансы обнаружить ягуара, если бы имел больше информации о том, где скрывается хищник. Если бы был только один куст, за которым таился ягуар, он мог бы избирательно направить внимание в эту сторону, но в случае выбора между пятью кустами ему пришлось бы распределять внимание, что уменьшило бы его шансы на обнаружение хищника. Так наша способность распределять внимание довольно ограничена.

3. Устойчивость

Кроме ограничений избирательного и распределенного внимания, мы также имеем ограниченную способность сохранять внимание в течение определенного времени, особенно в однообразных и утомительных ситуациях. Устойчивое внимание иногда называется бдительностью или концентрацией и оценивается исходя из того, насколько успешно человек может сознательно удерживать внимание на выполнении высокоуровневой повторяющейся задачи в течение длительного времени. Представьте нашего предка, который пригнулся за деревом, высматривая, выслушивая и вынюхивая признаки ягуара. Как долго он сможет удерживать избирательное внимание на высоком уровне в условиях минимальной обратной связи или при ее полном отсутствии? Пренебрежение слабыми стимулами может стоить ему жизни. Если бы его ум начал блуждать, или если бы он через несколько секунд потерял терпение и направился к ручью, то мог бы достаться на обед ягуару.

В большинстве исследований пределов устойчивости внимания используются очень утомительные задачи, ориентированные на оценку бдительности в контексте низкого уровня стимуляции. Такой способностью должны обладать авиадиспетчеры для эффективного выполнения своей работы. Но возникают другие вопросы; к примеру, почему у разных людей такие разные способности к устойчивому вниманию? Ответы на эти вопросы чрезвычайно важны для понимания рассеянного ума. Недавнее исследование показало, что дети с диагнозом СДВГ (синдром дефицита внимания и гиперактивности) с большим трудом удерживают внимание при прохождении стандартных лабораторных тестов, зато у них нет проблем с вниманием, когда они играют в видеоигры. Родители часто изумляются тому, что их дети с СДВГ не могут сосредоточиться на домашней работе больше чем на несколько минут, но могут часами не отрываться от видеоигр, требующих устойчивого внимания.

4. Скорость

Последнее ограничение внимания, которое мы рассмотрим здесь – это скорость обработки. Хотя каждый нейрон нашего мозга выполняет расчеты с невероятно высокой скоростью, исчисляемой тысячными долями секунды (миллисекундами), внимание, как и другие аспекты когнитивного контроля, является отражением свойств нейронных сетей, опирающихся на согласованный обмен сигналами между разными областями мозга. Передача информации, которая большей частью происходит последовательными сериями, неизбежно вызывает существенные задержки в каждом узле ретрансляции, поэтому разные виды обработки с участием внимания занимают уже десятые доли секунды. Хотя это все равно может показаться быстрым процессом, он довольно медленный, если учесть, с какой скоростью протекает наше взаимодействие с окружающей средой.

Исследователи изучали ограничения скорости обработки внимания в ходе экспериментов, рассматривающих теорию так называемого «мерцания внимания» (attentional blink). В этих экспериментах участники видели образы, быстро мелькающие перед ними на мониторе компьютера. Их цель заключалась в принятии решений о двух «мишенях», появлявшихся в потоке информации. Стимулы появлялись и исчезали так быстро, что они едва успевали замечать их на осознанном уровне, но скорость их обработки в мозге была достаточно высокой, если не считать тех случаев, когда две «мишени» быстро следовали друг за другом (когда интервал составлял полсекунды и менее). В таких обстоятельствах участники практически не замечали вторую «мишень». Это происходило не потому, что они моргали, но потому, что для повторной фокусировки внимания им требовалось некоторое время. Со стороны казалось, будто их мозг «мигал», и не мог сразу включиться в работу. В нашем старом сценарии, если бы из соседних кустов выпорхнула птица, мерцание внимания могло бы помешать предку определить присутствие ягуара. Легко представить, как такое ограничение скорости обработки может повлиять на нас во время управления автомобилем на оживленной автостраде.

Другой аспект ограничений скорости обработки внимания заключается в том, что время уходит не только на фокусировку внимания в нужном направлении, но и на возвращение внимания, которое было захвачено внешними восходящими стимулами. Представьте ситуацию, когда ваше внимание оказывается захвачено незначительной информацией: например, когда вы слышите ваше имя, упомянутое за соседним столиком. Хотя вы уже осознали, что речь идет не о вас, внимание все равно остается захваченным под влиянием мощного отвлекающего стимула (ограничение избирательности), и вам нужно время, чтобы оторваться от этого стимула и вернуть внимание к разговору с собеседником. Даже в случае простого отвлекающего стимула «время восстановления» составляет десятые доли секунды. Таким образом, скорость направления и возвращения внимания представляют собой еще одно ограничение для этой способности когнитивного контроля.