Когнитивные исследования

Когнитивная наука — междисциплинарное научное направление, объединяющее усилия исследователей из таких областей как нейрофизиология, психология, лингвистика, социология, философия, теория искусственного интеллекта и других.

Многогранность когнитивной науки объясняется сложностью объектов ее исследований — человека, его мозга и процессов, которые в нем происходят. Для изучения этих непростых объектов в современной когнитивной науке применяются психофизиологические и психометрические методы. Исследователей-когнитивистов интересуют такие процессы как восприятие, внимание, память, речь, обучение и другие. К наиболее актуальным задачам когнитивной науки относятся изучение когнитивных способностей человека в разном возрасте и в разных условиях, возможности по развитию и тренировке когнитивных способностей, создание интерфейсов мозг-компьютер и так далее.

В рамках конкурса школьники могут принять участие, например, в разработке надежных тестов для измерения когнитивных способностей или анализе психоэмоциональных состояний человека при решении различных задач.

1. В поисках озарения: конструирование и апробация задач-ребусов для исследования Ага!-моментов у школьников
2. Влияние биологических часов на способность к обучению
3. Изучение влияния внешних стимулов на восприятие времени и принятие решений с применением психофизиологических методик
4. Как рождаются идеи? Исследование креативности через инсайт
5. Разработка эмпирически-обоснованных рекомендаций по развитию навыков саморегуляции для достижения высоких результатов в выбранных видах деятельности
6. Долговременная стабильность и внутри-индивидуальная вариабельность психофизиологических показателей
7. Как происходит передача знаний? От учителя — ученику, от автора — читателю

Описание проектов
 

1. В поисках озарения: конструирование и апробация задач-ребусов для исследования Ага!-моментов у школьников

Руководители проекта: Морошкина Н.В., Савина А.И.

Аннотация: Ага!-переживание (инсайт, озарение) — это чувство, которое, возможно, возникало у вас, когды вы внезапно находили решение задачи после многих неудачных попыток поиска правильного ответа. В качестве одного из наиболее известных примеров возникновения Ага!-переживания можно привести случай Архимеда, которой выскочил из ванны с криком «Эврика!», когда внезапно понял, как ему решить поставленную задачу. Архимед ощутил это в ванной, Менделеев во сне, Ньютон под яблоней, а Пуанкаре на подножке автобуса. Считается, что Ага!-переживание сопровождает один из ключевых этапов процесса творческого мышления — этап переструктурирования, открытие нового смысла внутри поставленной задачи. Однако конкретные источники Ага!-переживания изучены недостаточно. Чтобы экспериментально изучать Ага!-моменты необходимы специальные задачи, с помощью которых можно намеренно спровоцировать возникновение Ага!-переживания. На данный момент немногие публикации предлагают наборы задач для носителей русского языка, включающие данные по уровню решаемости, отчетам об Ага!-переживании и другим субъективным отчетам, связанным с инсайтностью решения.

В рамках проекта предлагается разработка и апробация набора задач-ребусов, который позволит исследовать Ага!-переживание и творческое мышление школьников. Ребусы представляют собой набор рисунков, букв, цифр и других символов. Решением такой головоломки является слово, словосочетание или устойчивое выражение. Для того, чтобы найти верный ответ, необходимо переосмыслить значение слов и грамматические правила, пересмотреть то, как элементы задачи воспринимаются изначально. Участники проекта будут участвовать в разработке набора ребусов, планировании исследования по апробации созданных задач, создании онлайн-программы эксперимента, проведении эксперимента на участниках других направлений конкурса «Большие вызовы», анализе полученных данных и интерпретации результатов. Результаты проекта могут быть использованы в дальнейших исследованиях творческого мышления и Ага!-переживания, в том числе с использованием методов нейровизуализации и айтрекинга.

Партнер проекта: Санкт-Петербургский государственный университет

2. Влияние биологических часов на способность к обучению

Руководитель проекта: Мартынова О.В.

Аннотация: Проект направлен на исследование того, как биологические часы человека влияют на обучение новым языкам и на субъективное ощущение времени.

Эффективность обучения зависит от биологических часов: у всех есть время дня, когда работается лучше всего. В рамках проекта участники проверят эту гипотезу на примере задачи изучения нового языка. Это исследование предоставит знания, важные для понимания развития речи на протяжении всей жизни.

Второй актуальной задачей проекта является исследование влияния биологических часов на субъективное восприятие времени. Ощущение времени тесно связано с принятием решений и отслеживанием собственных ошибок. Возможно, ухудшение обучения в неподходящее для наших биологических часов время также связано с изменением ощущения времени.

Партнеры проекта: Национальный исследовательский университет Высшая школа экономики, федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии Российской академии наук»

3. Изучение влияния внешних стимулов на восприятие времени и принятие решений с применением психофизиологических методик

Руководители проекта: Васильева Л., Кислова О., Закиров Ф.

Аннотация: Растущий уровень индустриализации и урбанизации неизбежно сказывается на психологическом состоянии людей, особенно в крупных городах. За прошедшие двадцать лет произошло увеличение частоты психических расстройств, что является актуальной проблемой для многих стран. Причины этого явления не до конца изучены, однако есть доказательства влияния зрительного окружения на состояние человека. Просмотр людьми расслабляющих стимулов способен изменять их субъективное восприятие времени. Из предшествующих научных исследований известно, что фотографии природы вызывают субъективное сжатие времени и снижение импульсивного поведения у человека (Berry et al., 2015). Данное исследование затрагивает проблему психического благополучия человека в урбанизированной среде и отвечает одному из Больших вызовов Стратегии научно-технологического развития РФ.

Проект реалистично выполнить школьникам, так как на всем протяжении программы руководитель проекта будет их курировать. У членов команды проекта есть успешный опыт руководства школьниками/студентами и выполнения исследований с их участием. Перед выполнением проекта мы проведем теоретическую и практическую подготовку по используемым методикам и сможем прийти на помощь в случае затруднений в процессе проекта.

В ходе выполнения проекта школьники познакомятся с планированием научного исследования, настройкой высокотехнологичного оборудования, созданием протокола эксперимента, получением пилотных и экспериментальных данных, их обработкой и визуализацией и другими навыками, необходимыми ученому. Данный проект оставляет пространство для самореализации школьников. На этапе подготовки эксперимента перед школьниками будет поставлена задача подбора видео-сюжетов, релевантных исследовательскому вопросу. Школьники потренируются использовать критическое мышление при выборе зависимых и независимых переменных эксперимента. Помимо этого им будет необходимо определить адекватное количество наблюдений с помощью статистических методов. Школьники себя попробуют в подготовке и проведении психофизиологических экспериментов, программировании анализа данных и описании результатов эксперимента.

Исследование будет проводиться на современном оборудовании для записи электроэнцефалограммы (ЭЭГ) и движений глаз у человека (айтрекинг = видеоокулография). Обе методики являются неинвазивными. Приборы прошли сертификацию на территории России, что гарантирует безопасность участников эксперимента. 

Партнер проекта: федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии Российской академии наук»

4. Как рождаются идеи? Исследование креативности через инсайт

Руководители проекта: Репейкова В.А., Власов М.С.

Аннотация: Природа креативности многомерна, а ее структура состоит из домейн-общих и домейн-специфичных составляющих. Многомерность креативности представляет сложность для ее измерения, как внутри отдельных дисциплин, так и на их стыке.  Ученые до сих пор не сошлись во мнении, что важнее: придумать большое количество идей, где только несколько будут действительно «креативными», или придумать меньшее количество идей, но сосредоточиться на том, чтобы каждая была «креативным хитом».

Несмотря на то, что креативность все еще остается малообъяснимым феноменом, этим термином активно оперируют как в научном сообществе, так и в повседневной жизни, а также признают ее пользу для таких важных конструктов как, например, академическая успешность. К примеру, люди часто используют термин «креативность» в повседневной жизни («маленькая креативность»): «Мой друг — настоящий креативщик! Он может сделать что-то интересное из любых подручных материалов!». Существует креативность и более высокого уровня («большая креативность»). При определенных условиях такая креативность помогает человеку добиваться неординарных результатов в разных сферах, например, в науке, искусстве, спорте.

На данный момент нет такого инструмента, который бы измерил «креативность» в полном объеме. Ученые используют различные инструменты для того, чтобы измерить разные аспекты креативности, например, тесты на дивергентное и конвергентное мышление. За последнее время ученые также шагнули дальше «обнаружения» креативности и сместили свой фокус на то, чтобы изучать «воспитание» креативности. И как говорят исследования, тренировки креативности действительно работают! Но таких исследований все еще относительно мало.

Данный проект поможет выявить условия эффективного поиска креативной идеи (моменты «Ага!» и «Эврика!», когда к человеку внезапно «приходит» отличная и полезная идея) и как следствие получить более общее представление о механизмах креативного мышления человека. Также в данном проекте будут рассмотрены связи между креативностью (тест отдаленных ассоциаций) с другими чертами личности, такими как настойчивость, постоянство интересов, языковые и метаязыковые способности.

Партнер проекта: Научно-технологический университет «Сириус»

5. Разработка эмпирически-обоснованных рекомендаций по развитию навыков саморегуляции для достижения высоких результатов в выбранных видах деятельности

Руководитель проекта: Якушина А.А., Асланова М.С.

Аннотация: Проект направлен на разработку эмпирически-обоснованных рекомендаций по развитию навыков саморегуляции в том числе жизненного планирования у детей и подростков для достижения высоких результатов в выбранных видах деятельности. В ходе проекта предлагается:

1) формирование батареи диагностических методик для определения возрастно-психологических и индивидуально-психологических особенностей развития эмоциональной и когнитивной саморегуляции, в том числе жизненного планирования у участников смены;
2) проведение исследования, направленного на выявление значимых навыков саморегуляции связанных с  высокими достижениями в различных видах деятельности у участников смены по различным направлениям  (спорт, искусство);
3) сбор данных о развитии эмоциональной и когнитивной саморегуляции у участников смены по различным направлениям;
4) сбор данных о навыках краткосрочного и долгосрочного жизненного планирования жизни у участников смены по различным направлениям;
5) проведение статистического анализа полученных данных: анализ связей и различий в развитии навыков эмоциональной и когнитивной саморегуляции и навыков краткосрочного и долгосрочного жизненного планирования жизни у участников смены по различным направлениям.

Статистический анализ полученных данных позволить определить наиболее значимые навыки когнитивной и эмоциональной саморегуляции и жизненного планирования в рамках выбранных детьми направлений. 

Партнер проекта: Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова

6. Долговременная стабильность и внутри-индивидуальная вариабельность психофизиологических показателей

Руководитель проекта: Захаров И.М.

Аннотация: Проект посвящен проблеме оценки изменений показателей, часто регистрируемых в когнитивных и нейронауках. С одной стороны, вопросу стабильности и надежности изучаемых данных в науке уделяется внимание. Так, одним из неформальных требований научного сообщества при появлении новых методик для изучения поведения и новых методов анализа как поведенческих, так и нейрофизиологических данных, является оценка тест-ретестовой надежности. При этом обычно при оценке стабильности показателя ограничиваются всего двумя сериями замеров. При этом есть основания предполагать, что долговременная динамика показателей может иметь сложную природу и выраженные внутри-индивидуальные колебания, которые в свою очередь могут иметь как практический, так и теоретический интерес для исследователей. Так, в рамках работы по оценке долговременной (на протяжение более полутора лет) стабильности и вариабельности фМРТ было показано наличие как суточных, так и более сложных ритмических колебаний фоновой мозговой активности. В работе по оценке двухнедельных колебаний стандартных когнитивных тестов было показано наличие изменений показателей, связанных с меняющимся эмоциональным фоном респондентов.

В настоящем проекте мы ставим своей целью изучить долговременные и регулярные колебания показателей фоновой активности ЭЭГ и простейших когнитивных тестов на базе ежедневных измерений в течение двух недель. Проектная программа представляет собой идеальную площадку для проведения такого исследования. Наличие стабильной и закрытой системы проектной группы позволит точнее зафиксировать факторы, которые могут влиять на долговременные колебания исследуемых показателей.

Партнер проекта: Российская академия образования

7. Как происходит передача знаний? От учителя — ученику, от автора — читателю

Руководитель проекта: Григоренко Е.Л.

Аннотация: Междисциплинарный проект посвящен инновационному подходу в изучении того, как передаются знания и что делает этот процесс эффективным. Мы рассмотрим передачу знаний в двух ситуациях: в процессе непосредственного обучения (от учителя-ученику) и опосредованного разговора автора с читателем. В рамках проекта будет разработано и проведено психофизиологическое исследование (с помощью метода электроэнцефалографии - ЭЭГ), где будет регистрироваться электрическая активность головного мозга у учителей (наставников) и учеников. Особое внимание мы уделим синхронизации активности головного мозга в паре наставник-ученик, рассматривая особенности ритмов ЭЭГ. Также мы рассмотрим факторы, оказывающие влияние на успешность усвоения знаний читателем и создание образовательных стратегий и технологий для улучшения процесса обучения, в том числе людей испытывающих трудности с чтением. 

В ходе проекта будет организована творческая психолингвистическая мастерская. Во время работы мастерской ученики, во-первых, узнают, как исследователи создают научные и информационные тексты для психологических тестов и тестов развития языка и речи. Во-вторых, с учетом этих знаний и своих интересов участники смогут самостоятельно разработать/написать тексты разного типа (литературные, документальные, поэтические), которые потом будут читать и отвечать на вопросы на их понимание их сверстники, участники большого исследования грамотности у российских школьников.

Партнер проекта: Научно-технологический университет «Сириус»