Międzywydziałowe Centrum Neuronauki Poznawczej – wspólna inicjatywa wydziałów Fizyki i Studiów Edukacyjnych już pracuje. W centrum prowadzone będą interdyscyplinarne projekty naukowe, osadzone szczególnie w takich obszarach, jak biofizyka, psychoakustyka, biopsychologia, kognitywistyka czy neuropedagogika.
Miejsce zostało wyremontowane z budżetu Wydziału Fizyki i wyposażone w aparaturę prof. UAM Michała Klichowskiego z WSE: między innymi medyczny aparat EEG z pełnym oprogramowaniem, aparat do neurofeedbacku, stymulator mózgu typu tDCS, a także dwa wysokiej klasy komputery kontrolujące eksperymenty wraz z licznymi pakietami testów psychologicznych i przeznaczonymi do nich padami.
Działania na rzecz utworzenia centrum zainicjował prof. Michał Klichowski pod patronatem prorektora prof. Michała Banaszaka i przy porozumieniu dziekanów Wydziału Fizyki, prof. UAM Romana Gołębiewskiego, i Wydziału Studiów Edukacyjnych, prof. Agnieszki Cybal-Michalskiej.
Z pomysłodawcą przedsięwzięcia,
prof. Michałem Klichowskim, oraz doktorantką Agnieszką Kruszwicką rozmawia Magda Ziółek.
W opisie dotyczącym działalności centrum znajdują się takie sformułowania jak „neuronauka poznawcza”, „funkcjonalna organizacja mózgu”. Możecie państwo je wyjaśnić?
– Neuronauka poznawcza jest stosunkowo młodą dziedziną nauki, patrząc jednak historycznie, początkowo skoncentrowana była na badaniu struktur w mózgu, na odkrywaniu tego, jak jest on zbudowany. Wynikało to z prostego faktu: jeszcze do niedawna mózg można było badać dopiero po śmierci. Natomiast badanie jego funkcjonalnej organizacji, czyli tego, jak w strukturach zorganizowane zostały różne funkcje, takie jak na przykład kontrola języka czy kontrola motoryki, było bardzo trudne, bo są to zjawiska zmienne w toku uczenia się, a przede wszystkim zachodzące w aktywnym mózgu. Obecnie za pomocą aparatury możemy dużo łatwiej zdiagnozować, jak funkcjonalnie zorganizowany jest mózg, czyli jak zachodzą w nim procesy związane z poruszaniem się, mową oraz jak pod wpływem niektórych czynników zmienia on swoją organizację. Co więcej, możemy też szukać sposobów na zmianę organizacji niektórych funkcji. Podam przykład: jeśli ktoś doznał udaru w obszarze kluczowym dla realizacji jakieś funkcji, mając dobrą wiedzę na temat organizacji funkcjonalnej, możemy starać się poszukiwać sposobów, aby inne obszary przejęły tę funkcję. Od razu jednak zaznaczę, że terapia nie jest obszarem, którym szczególnie chcielibyśmy się tutaj zajmować. Raczej planujemy prowadzić badania z osobami zdrowymi.
Powie pan kilka słów na temat laboratorium, w którym się znajdujemy?
– Jesteśmy na Wydziale Fizyki, gdzie już od jakiegoś – krótkiego – czasu działa nasze centrum. Wcześniej badania prowadziliśmy na Wydziale Studiów Edukacyjnych. Laboratorium zostało tak zaplanowane, aby zapewnić komfort osobom, które przystąpią do badań, a więc mamy tu kabiny, w których badany może przebywać zupełnie sam i w których jest absolutna cisza, wyposażone w lustro weneckie – które z kolei daje nam kontrolę nad tym, co dzieje się w środku. Zadbaliśmy też o to, aby obie przestrzenie, w których odbywać się będą eksperymenty, były niezależne. W ten sposób chcemy oddzielić pewne aktywności. Pierwsze pomieszczenie przeznaczone zostało do wykonywania różnego rodzaju testów behawioralnych, a zatem mierzących na przykład czasy reakcji czy efektywność przetwarzania informacji. Planujemy tam także mierzyć aktywność mózgu czy koncentrację. Wykorzystamy do tego urządzenia oparte na prostym obrazowaniu mózgu.
Natomiast w drugim pomieszczeniu będziemy badać różnego rodzaju formy oddziaływania. Badany będzie tam na przykład wykonywał różnego typu ruchy ręką albo grał w gry, albo będzie poddawany stymulacji prądem stałym. Może to być też przestrzeń – i tu otwierają się możliwości współpracy – gdzie osoby badane będą wystawiane na jakieś charakterystyczne hałasy, których mogą doświadczać w codziennych warunkach. Już wiemy, że ten projekt będziemy prowadzić wspólnie z akustykami, których mamy tutaj po sąsiedzku. Chcielibyśmy zbadać na przykład, jak hałas, który jest stałym elementem szkolnych przerw, wpływa na gotowość uczniów do nauki. Innymi słowy, chcemy sprawdzić, na ile hałas na przerwach utrudnia przyswajanie wiedzy w trakcie lekcji.
W ramach badań prowadzonych w naszym centrum będziemy też szukać – i tym zajmie się w ramach doktoratu Agnieszka Kruszwicka – sposobów na „rozgrzanie” mózgu, dzięki którym dziecko lub osoba dorosła będzie mogła w efektywny sposób uczestniczyć w czynnościach poznawczych. Od razu powiem, że są to takie obszary, którymi chcielibyśmy się w szczególności zająć w naszym centrum. Czynności związane z treningiem mózgu będą poszerzane przede wszystkim o ruch i nowe formy stymulacji mózgu. Planujemy też rozbudowę aparatury, której teraz używamy, tak abyśmy mogli modulować procesy poznawcze i przyspieszać zmiany neuroplastyczne. Myślę tu o technologii przezczaszkowej stymulacji mózgu prądem stałym.
To brzmi bardzo groźnie. Czy takie „ćwiczenia” mają szanse zmotywować dziecko do nauki?
– To byłoby pewne uproszczenie. Natomiast możemy przygotować ciekawe gry i zabawy, których dziecko nie będzie traktować jako formy uczenia się, a które w konsekwencji poprawią możliwości poznawcze mózgu. Tak jak mówiłem, pozwalają one poprawić funkcjonowanie mózgu, przygotować dziecko do efektywnego sposobu uczenia się, zachęcać do rozwiązywania problemów, a jednocześnie są bardzo proste i atrakcyjne. Efektywność procesów poznawczych możemy też zwiększyć, tak jak wspominałem, metodą przezczaszkowej stymulacji mózgu. Mamy też w laboratorium urządzenie służące do treningu mózgu – wyspecjalizowała się w nim Agnieszka; jest to narzędzie neurofeedbacku.
Agnieszka Kruszwicka: Odpowiadając jeszcze na pani pytanie – to narzędzie niestety nie odnosi się do samej motywacji. Taka motywacja wewnętrzna jest mimo wszystko bardzo potrzebna do rozwijania możliwości poznawczych mózgu. W ramach naszego treningu dziecko uczy się, jak osiągać stan, który jest optymalny dla jego funkcjonowania poznawczego. Innymi słowy, uczy się, jak nie być rozproszonym, jak uzyskać u siebie stan maksymalnego skupienia. Ćwiczymy to na serii spotkań, na których dziecko wykonuje odpowiednie zadania, a terapeuta na podglądzie obserwuje, jak pracuje jego mózg. W ten sposób jesteśmy w stanie dobrać odpowiednią terapię i nauczyć dziecko, jak wprowadzić się w stan skupienia. Dzięki temu w warunkach pozalaboratoryjnych będzie ono potrafiło odpowiednio przygotować się do lekcji, a także lepiej z niej skorzystać. Czyli podsumowując, to nie będzie wzbudzanie motywacji, a raczej zwiększanie efektywności procesu uczenia się.
M.K.: Powiem tylko, że takie formy treningu są zwykle atrakcyjne dla dzieci, ponieważ opierają się na grach komputerowych. Uczeń gra w grę, a my monitorujemy pracę jego mózgu. To, jak zmienia się gra, oparte jest na sygnałach płynących z mózgu. Badania wykazały, że jest dobry transfer tych umiejętności. Można to porównać do treningu na basenie, gdzie wprawdzie trenujemy w sztucznych warunkach, ale realnie poprawiamy naszą efektywność pływania. Następie wypływając na otwarty akwen, który, jak wiemy, nie jest idealny, jesteśmy w stanie sobie w nim poradzić. Także uczniowie, ucząc się w laboratorium, nabywają umiejętności, z których korzystają potem w warunkach realnych.
A.K.: Mówimy tu cały czas o dzieciach, ale musimy pamiętać, że z neurofeedbacku mogą również korzystać dorośli. Polecany jest on na przykład osobom w późniejszym wieku, które chciałyby nauczyć się, jak zoptymalizować czynności poznawcze, ale nie tylko. Neurofeedback stał się popularny w momencie, kiedy zaczęła go wykorzystywać nasza reprezentacja skoczków narciarskich z Adamem Małyszem na czele. W ten sposób uczono naszych skoczków, jak w wąskim przedziale czasowym maksymalnie zwiększyć koncentrację na progu. Myślę, że również dzięki tym treningom Adam Małysz zaczął odnosić sukcesy i to chyba jest najlepsza rekomendacja dla tej metody.
M.K.: Trzeba jednak pamiętać, że neurofeedback to tylko mały element centrum, który niejako przynieśliśmy tu z naszych wcześniejszych badań. Chcemy w centrum robić znacznie więcej i jeszcze bardziej interdyscyplinarnie. Już teraz kończymy pierwszy artykuł, którego współautorami są prof. UAM Andrzej Wicher i prof. Roman Gołębiewski z Wydziału Fizyki, a który dotyczy stymulacji mózgu bodźcami akustycznymi.
Dr hab. Michał Klichowski koordynatorem Neuro-MIG
