Мифы и реальность в вопросе о возможности контролировать тренированность навыков через регистрацию активности головного мозга

Анализ последних авиационных катастроф с самолетом Boeing-737 МАХ 8 показывает, что в аварийных ситуациях, когда неадекватно срабатывает автоматическое управление стабилизатором самолета, члены экипажа оказываются неспособными справиться с ситуациями в ручном режиме пилотирования. Заслуженный пилот РФ Альфред Малиновский, комментируя причину данной проблемы, абсолютно правильно отмечает, что пилотов совершенно недостаточно тренируют в ручном режиме пилотирования, поэтому они оказываются беспомощными в подобных ситуациях.

Он справедливо отмечает, что совсем незначительное количество времени, которое отводится на отработку ручных навыков, не позволяет довести эти навыки до уровня автоматизмов. А надежно сформированным навыком можно считать лишь тот навык, который стал полностью автоматизированным, поскольку он выполняется четко, быстро и без привлечения мыслительных операций, т.е. на «подкорковом» уровне работы мозга. Альфред Малиновский, желая помочь пилотам-инструкторам в деле определения степени автоматизированности навыков, предлагает использовать для этой цели существующие устройства для регистрации активности головного мозга, например, специальные шлемы, которые анализируют электроэнцефалограмму (ЭЭГ) работающего мозга.

Как авиационный психолог, я полностью согласна со всеми высказываниями этого уважаемого пилота и очень компетентного специалиста в сфере обучения пилотов, кроме одного высказывания, которое касается возможности делать оценку степени сформированности навыков на основе ЭЭГ.

Дело в том, что нейрофизиологи ещё не нашли решения для некоторых фундаментальных вопросов нейрофизиологии, чтобы создать методику, которая бы отвечала всем требованиям по объективной оценке навыков пилотирования. Выполнив целый ряд исследований совместно с нейрофизиологами в Институте высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, я имела возможность оценить потенциал современной науки по исследованию мозга. Поэтому хочу осветить его в данном комментарии, чтобы стало понятно, на какие «подводные камни» неизбежно наткнутся исследователи, которые будут пытаться создать подобную методику для пилотов. С целью наглядности я представила эту информацию в виде диалога между «пилотом-инструктором» и «нейрофизиологом».

Вопрос пилота-инструктора	Ответ нейрофизиолога
1. Известно ли науке, как меняется выполнение навыка на уровне работы мозга по мере его автоматизации?	Науке известно, что все двигательные действия (автоматизированные и неавтоматизированные) всегда выполняются лишь одной зоной мозга, которая расположена в коре больших полушарий — она называется «моторная кора». Но когда навык не сформирован, то его выполнение протекает под контролем сознания, которое находится в зоне мышления, расположенной тоже на уровне коры мозга. Кода же действие многократно повторено, то схема его выполнения запоминается в долговременной памяти, которой ведает такая структура мозга, как гиппокамп. Он расположен под корой и потому относится к подкорковым структурам. При запуске автоматизма уже не требуется привлечения сознательного контроля за каждой операцией (шагом), а работа двигательной зоны осуществляется теперь под руководством гиппокампа. Поэтому кора мозга становится менее загруженной, и нагрузка больше ложится на подкорку мозга. Таким образом, отличия в работе мозга необходимо искать в снижении активности зон мышления (контроля сознания) и в увеличении активности гиппокампа.
2. Как можно измерить изменения в активности корковых и подкорковых структур?	Этот вопрос нужно разделить на две части: чем измерить и в каких единицах измерить. Для измерения активности мозга пока используется в основном электроэнцефалограмма, которая судит об активности мозга по ритмам (частоте электромагнитных волн), которые излучают нейроны мозга. Данный метод, который применяется и в шлемах, является недостаточно чувствительным, т.к. он измеряет активность зоны мышления в целом. К тому же науке пока неизвестно, в какой части этой зоны находятся нейроны, отвечающие за сознательный контроль. Предполагают, что они расположены не локально, а по всей зоне, поскольку выполняют разноплановые задачи (контролируют не только двигательные действия, но и зрение, слух, речь и др.). Поэтому непонятно, если произойдет снижение в мыслительной зоне, то будет ли оно связано именно с ослаблением сознательного контроля за движениями или с ослаблением какого-то другого мыслительного процесса – в этом и заключается одна из главных проблем регистрации сознательного контроля! Регистрировать активность подкорки еще сложнее, поскольку долговременная память работает постоянно и непонятно, что именно извлекает она в конкретный момент времени из своих глубин: схему выполнения навыка или планы предстоящих действий. Наука пока не научилась различать содержание мыслей! Другая не менее сложная проблема состоит в том, как количественно оценить изменение активности тех или иных мозговых структур. Здесь наука тоже не нашла пока универсальной единицы измерения активности мозга! Ритмы мозга – это неинформативный показатель, т.к. они имеют всего 4 градации, которые отражают 4 состояния мозга: покой, умственная активность, засыпание и сон. Поэтому при регистрации ЭЭГ можно только очень грубо оценить работу мозговой структуры, а именно, находится ли она в покое или в активной работе. А насколько конкретно (в количественных единицах) меняется само состояние активности – сказать невозможно!
3. А если предположить, что когда-нибудь будет выработана единица измерения активности мозга, можно ли будет построить обобщенный «портрет» состояния мозга при автоматизированном и неавтоматизированном навыке?	Даже если ученые смогут найти участки мозга, наиболее причастные к сознательному контролю, и научатся делать тонкие количественные оценки активности структур, то построить УНИВЕРСАЛЬНЫЕ модели (паттерны) работы мозга для случаев сформированного и несформированного навыка, — всё равно не получится! Это объясняется тем, что такие модели будут носить сугубо индивидуальный характер, поскольку активность клеток мозга у каждого человека протекает на своем уровне (высоком, среднем или низком). Такие различия становятся очевидными, когда мы наблюдаем за тем, как мыслят разные люди: у кого-то мозг работает быстро и активно (анализирует большой объем информации), а у кого-то мозг работает вяло и анализирует узкие задачи. По этой причине придется составлять индивидуальные «портреты» особенностей работы мозговых структур для каждого пилота подобно тому, как изучаются индивидуальные особенности работы сердца, слуха и зрения пилота. Более того, сам процесс изменений в мозге при тренировке навыка тоже будет происходить с индивидуальным темпом и амплитудой. То есть, величина нагрузки на подкорковые структуры будет у всех пилотов разная, т.к. производительность работы гиппокампа у них — неодинаковая. При плохой долговременной памяти навык будет запоминаться гораздо дольше и нагрузка на подкорку будет выше. Проблемы ослабленного гиппокампа будут проявляться и при воспроизведении навыка: подкорка будет работать с большим напряжением. Поэтому модель работы мозга при автоматизации навыка у одного пилота не может быть похожа на модель работы мозга у другого пилота! Потребуется создавать индивидуальные модели формирования навыков, что очень трудоемко.

Подводя итог этой условной беседы, можно сказать, что пока современная мировая нейрофизиология не может создать универсальную методику для оценки степени автоматизированности навыков у пилотов.

Исследования в этой области будут продолжаться ещё достаточно долгое время, причем будут носить в основном экспериментальный характер. Важно понимать, что иногда ученые склонны выдавать желаемое за действительное, хотя бы из коммерческих соображений. Такие недобросовестные ученые (которых можно назвать мошенниками), могут предлагать недостаточно просвещенным пилотам-инструкторам приобретать у них «готовые» методики.

Поэтому руководителям авиакомпаний нужно проявлять бдительность в данном вопросе и привлекать к экспертизе подобных методик самых компетентных нейрофизиологов, которые сумеют задать разработчикам нужные вопросы.

В заключение хочу обратить внимание на одну очень важную мысль, которую высказывает Альфред Малиновский в плане поддержания уже сформированных навыков. Он говорит о необходимости создавать настольные компьютерные симуляторы для использования их в методическом классе или в домашних условиях. Эти компьютерные тренажеры позволят пилотам не забывать саму цепочку (схему) выполнения действий при ручном режиме пилотирования самолета в штатных и нештатных ситуациях.

Один из таких компьютерных тренажеров уже создан в нашей стране. Он разработан для тренировки навыков анализа причин появления той или иной нештатной ситуации в полете применительно к Аэробусу -320. Более подробно об этой разработке, которая способна повышать надежность «человеческого фактора», будет рассказано в нашей следующей статье на данном сайте.

Как правильно заметил Альфред Малиновский, у нас самым слабым звеном в авиационной системе является «человеческий фактор»!

Поэтому совершенно непонятно, почему Росавиация и другие авиационные структуры не проводят никаких научных разработок в этой области? И даже не изучают то, что уже создается в нашей стране для этих целей с целью распространения по всей авиационной отрасли?!

Нельзя же сидеть, сложа руки, и ждать новых катастроф по «человеческому фактору»!