Öğrenmeyi hızlandıran elektrikli şapka

Ofiste acil iş yetiştirmek isteyenler veya sınava son anda hazırlanan öğrenciler zihin açıcı kahve kupalarına, çay fincanları ya da enerji içeceklerine yöneliyordu. Ancak, Vanderbilt Üniversitesinden doktora adayı Robert Reinhart ve psikoloji bölümünde öğretim görevlisi olan Doç. Dr. Geoffrey Woodman geliştirdikleri elektrikli “düşünme şapkası” ile insan beynini uyararak daha hızlı düşünmeyi sağlayabileceklerine inanıyor. Bu durumda ilk “Geleceğe Dönüş” filminde Doktorun başına taktığı düşünme şapkası da gerçek olacak.

Düşünme şapkası

Elektrikli şapka deyince ilk akla gelen görüntüler pek hoş değil. Frankenstein filmlerindeki ünlü “O yaşıyor!” sahnesi, 20. yüzyılda elektroşokla tedavi edilen sinir hastaları ve elbette elektrikli sandalyeler. Ancak, iki bilim insanın geliştirdiği bu teknoloji çok daha masum ve son derece zararsız. Dünyanın ilk elektrikli düşünme şapkası basit bir elektroensefalogram (EEG) ünitesinden oluşuyor.

Düşünme şapkasında insan beynine düşük voltajlı elektrik akımları uygulayarak öğrenme hızını artırmak mümkün. Hatta elektrik akımının yönü değiştirildiği zaman öğrenme azalıyor. Bu teknoloji insan beyninin işleyişle ilgili yepyeni bulgular ortaya koyuyor.

Kahveden daha etkili ve yan etkisi yok

Reinhart ve Woodman orta-ön beyin kabuğu üzerinde yaptıkları araştırmalarda, hata yapan insanların beyninde özel bir “Hay Aksi!” sinyalinin ortaya çıktığını tespit etti. Önceki bulgular, beynin bu kısmında hata yaptıktan birkaç milisaniye sonra negatif voltaj oluştuğunu gösteriyordu. Reinhart’la Woodman elektrik sinyalinin hatalardan ders alma sürecini etkilediğini ve böylece öğrenme hızını değiştirdiğini düşündü. Reinheart “Bunu test etmek için yola çıktık” diyor, “Beyin dalgalarının gerçek fonksiyonu nedir? Beyninize ulaşmak ve içinizdeki eleştirmeni rastgele kontrol etmek istedik”.

Psikologlar bunun için birkaç varsayım geliştirdiler: Öncelikle beynin yapılan hatalara elektrofizyolojik olarak nasıl tepki verdiğini anlamaya çalıştılar. İkinci nokta ise beyne verilen elektrik akımının yönünü değiştirmek ve bu şekilde öğrenme hızını artırmayı veya azaltmayı denemekti. Araştırmacılar iki yönlü etkileşimi hayvanlar üzerinden yürütülen klinik deneylerde gözlemlemişlerdi.

Beyni uyarmak

Düşünme şapkası kafatasına sıkıca oturan basit bir elastik EEG başlığından oluşuyor. Bu şapkaya, tuzlu suya batırıldıktan sonra kişinin yanaklarına yaslanan birer süngere bağlı iki elektrot güç veriyor. Araştırmacılar şapka ile gönüllülere 20 dakika boyunca transkranyal doğru akım (tDCS) uyguladılar. tDCS yönteminde düşük voltajlı akım anot elektrotundan çıkıyor; kafa derisi, kas ve kemiklerden geçerek beyne ulaşıyor. Ardından da katot elektrotuna geçiş yaparak elektrik devresini tamamlıyor. Reinhart düzeneği şöyle tanımlıyor: “İnsan beynini ameliyat etmeden uyarmak için en güvenli yollardan biri. O kadar zayıf bir akım uyguluyoruz ki uyarım oturumlarına katılanlar ilk birkaç saniye boyunca yalnızca küçük bir karıncalanma veya kaşınma hissediyor.”

Her bir katılımcı için üç deney oturumu yapılıyor. Bu sırada kişilere ya öğrenmeyi hızlandırmaya yönelik doğru akım uygulanıyor ya da beyni hiçbir şekilde etkilememekle birlikte kafa derisinde hafif bir karıncalanma oluşturan plasebo akım uygulanıyor. İnsanlar gerçek deney ile kontrol grubu arasındaki farkı anlayamıyor. Böylece kişinin psikosomatik sebeplerle değil de gerçekten elektrik şapkasının etkisiyle hızlı öğrenmeye başladığını ayırt etmek mümkün oluyor.

Şaşırtıcı öğrenme kolaylığı

Reinhart ve Woodman deneye katılan gönüllülerin beynini 20 dakika boyunca elektrikle uyardıktan sonra insanları bir bilgisayarın karşısına geçirdiler. Commoder 64 zamanından önceki ilk Atari konsollarını andıran bu deney sisteminde, kişi bilgisayar ekranında görüntülenen farklı renklerdeki noktalara hangi kumanda düğmelerinin karşılık geldiğini deneme yanılma yöntemiyle öğrenmeye çalışıyor. Araştırmacılar bunun için katılımcılara birer oyun kontrolörü verdiler.

Ardından, deneyden daha kesin sonuçlar almak için kişilere öğrendikleri düğmelerden farklı renkler de gösterdiler. Örneğin gönüllüler bir düğmenin kırmızıya karşılık geldiğini öğrendikten sonra ekranda ortaya çıkan renkler ters sırada gösteriliyordu. Ayrıca katılımcılara doğru düğmeye basmaları için 1 saniyeden az süre tanıyan araştırmacılar işleri daha da zorlaştırdı.

Bu süreç, özünde hata oranını artırarak hatadan ders çıkarmayı hızlandırmış oldu ve elektrikli düşünme şapkasının ne kadar etkili olduğunun ölçülmesini sağladı. Bilim insanları elektriksel beyin aktivitesini ölçtü ve katılımcılar hata yaparken beyinde ne gibi etkileşimler meydana geldiğini anlamaya çalıştılar.

En önemlisi de beyin aktivitesinin elektriksel uyarım sırasında nasıl değiştiğini görmeleriydi.

İçimizdeki eleştirmen

Reinhart ile Woodman anot akım uyguladıkları zaman, test edilen kişilerde sinyal sıçramasının ortalama iki kat fazla olduğunu ve sinyal seviyesinin önemli ölçüde yükseldiğini gördü (dört deneye katılanların yaklaşık yüzde 75’inde). Bunu insanların davranışlarında gözlemlemek de mümkündü: Daha az hata yaptılar ve plasebo akımına göre hatalardan hızla ders çıkararak tepkilerini hızlandırdılar. Katot akım uygulandığında ise araştırmacılar tam tersi bir sonuç gördü: Sinyal sıçraması zayıftı, kişiler daha çok hata yaptı ve öğrenmek uzun sürdü. Reinhart şöyle açıklıyor: “Kısacası süreci yukarı doğru regüle ettiğimiz zaman sizi daha dikkatli olan, daha az hata yapan ve yeni ya da değişen durumlara hızla uyum sağlayan bir insan yapabiliyoruz. Bu çok sıra dışı.” Elbette hızlı öğrenme süreci bilinç dışında meydana geldiği için katılımcılar bu değişikliği algılamadılar. Ancak, elektrikli düşünme şapkası henüz basit bir deney aleti olmasına rağmen kişilerin öğrenme hızını yüzde 4 oranında hızlandırdı veya yavaşlattı ve bu da 20 milisaniyeye karşılık geliyor. Woodman, “Başarı oranı ilaç kullanımı ya da diğer psikolojik terapi türlerinde görülen yüzdeden çok daha yüksek” diyor.

Süreli etki

Araştırmacılar 20 dakikalık uyarımın dikkat isteyen diğer görevleri de iyileştirdiğini ve etkisini beş saat sürdürdüğünü kaydetti. Woodman’a göre bu araştırmanın sonuçları öğrenme sürecini iyileştirmenin ötesine geçiyor. Elektrikli düşünme şapkası, aynı zamanda performans izleme bozukluklarına bağlı şizofreni ve ADHD gibi hastalıkların tedavi edilmesinde kullanılabilir. Bu da şok tedavisine yepyeni bir anlam kazandırıyor.

KOZAN DEMIRCAN