Эффект Судоку: как общие умственные задачи синхронизируют работу мозга
Что происходит, когда несколько человек решают одну и ту же умственную задачу? И что меняется, если один из участников тайно действует против группы? В новом исследовании учёные использовали электроэнцефалографию (ЭЭГ) для одновременной регистрации мозговой активности нескольких людей во время совместной игры, индивидуального решения головоломок и раундов со скрытым противником. Исследователи обнаружили, что присутствие тайного саботажника было связано с более низким уровнем синхронизации мозговой активности между участниками. В то же время люди, которые по отдельности решали разные головоломки, демонстрировали уровень синхронизации, сопоставимый с тем, который наблюдался во время командного взаимодействия.
Примечание: данная статья предназначена для общего ознакомления и образовательных целей. Она содержит краткое изложение научного исследования, представленное доступным языком для широкой аудитории, и не является официальным научным пресс-релизом.
Когда люди работают вместе ради общей цели, их действия нередко начинают согласовываться. Они могут предугадывать решения друг друга, адаптироваться к общим трудностям и постепенно формировать чувство единства в группе. Эти повседневные наблюдения привели нейроучёных к более глубокому вопросу: синхронизируется ли работа мозга разных людей, когда они переживают один и тот же опыт или стремятся к одной и той же цели?
Опубликованное 31 марта 2026 года в журнале Frontiers in Neuroergonomics исследование изучило этот вопрос с помощью метода, известного как гиперсканирование ЭЭГ, который позволяет одновременно регистрировать мозговую активность нескольких человек. Авторами работы стали Алекс Кеннеди, Натан Шилдс, Шон Фаррелл и Алехандро Лопес Вальдес из Тринити-колледжа в Дублине. Исследование проводилось при участии Инженерной школы, Центра биомедицинской инженерии Тринити, Института нейронаук Тринити-колледжа и Глобального института здоровья мозга в Дублине, Ирландия.
Исследователи изучили, как меняется синхронизация мозговой активности между людьми, когда небольшие группы участвуют в совместных играх, решают индивидуальные когнитивные головоломки или сталкиваются со скрытым участником, которому было поручено действовать против целей группы. Полученные результаты подтверждают предположение о том, что общие когнитивные нагрузки могут способствовать синхронизации мозговой активности между людьми даже в тех случаях, когда они не сотрудничают напрямую.
Что изучали исследователи
Предыдущие исследования с использованием метода гиперсканирования неоднократно выявляли синхронизацию мозговой активности между людьми во время различных социальных взаимодействий. Однако большинство таких работ было сосредоточено на парах участников, а не на более крупных группах.
Авторы поставили перед собой задачу изучить синхронизацию мозговой активности в группах из трёх человек, так называемых триадах. Более конкретно, они хотели проверить два конкурирующих объяснения того, почему во время совместной деятельности возникает синхронизация между мозгом разных людей.
Согласно первому объяснению, известному как гипотеза кооперативного взаимодействия, синхронизация возникает прежде всего благодаря социальному взаимодействию и сотрудничеству между участниками.
Второе объяснение, получившее название гипотезы сходной задачи, предполагает, что синхронизация может быть результатом выполнения людьми схожих когнитивных процессов независимо от того, сотрудничают они активно или нет.
Чтобы проверить эти предположения, исследователи сравнили мозговую активность во время совместных и индивидуальных задач, а также проанализировали влияние скрытого участника, который должен был действовать вопреки общей цели группы.
Как проводилось исследование
В исследовании приняли участие 36 здоровых взрослых добровольцев, набранных в Тринити-колледже в Дублине. Все участники были старше 18 лет и не имели неврологических заболеваний.
Учёные провели два отдельных эксперимента в условиях, максимально приближённых к обычной групповой деятельности, а не к строго контролируемой лабораторной среде. Участники сидели за столом и носили беспроводные устройства ЭЭГ с 24 каналами регистрации, которые непрерывно фиксировали электрическую активность мозга.
Эксперимент 1
В первом эксперименте участвовали две группы по три человека, которые выполняли серию экспериментальных блоков, включавших индивидуальное решение головоломок и совместную карточную игру.
Участники поочерёдно выполняли следующие задания:
- Совместная карточная игра под названием The Mind, в которой игроки должны были выкладывать пронумерованные карты в правильном порядке, не разговаривая и не используя жесты или другие физические сигналы.
- Индивидуальные когнитивные головоломки, включая судоку, кроссворды и поиск слов.
- Короткие периоды отдыха перед каждым заданием.
Поскольку игра The Mind завершалась сразу после успеха или ошибки группы, продолжительность отдельных раундов естественным образом различалась.
Эксперимент 2
Во втором эксперименте участвовали 10 независимых групп по три человека.
Использовались те же головоломки и та же совместная карточная игра, однако продолжительность всех сессий была стандартизирована. Если игра завершалась раньше времени, участникам сразу раздавали новые карты, чтобы они оставались вовлечёнными в задание в течение всей четырёхминутной сессии.
В этот эксперимент также было добавлено дополнительное условие.
В некоторых раундах один из участников тайно получал инструкцию действовать против цели группы, намеренно выкладывая неправильную карту в выбранный им момент. Остальные участники не знали, что в игру был введён элемент преднамеренного саботажа.
Как измерялась синхронизация между мозгом участников
После сбора данных ЭЭГ исследователи удалили из записей артефакты, не связанные с работой мозга, такие как моргание и мышечные движения. Затем они рассчитали межсубъектную корреляцию – показатель, который используется для оценки степени сходства мозговой активности у разных участников.
Чем это исследование отличается от предыдущих
По словам авторов, большинство предыдущих исследований с использованием гиперсканирования было сосредоточено на взаимодействии между двумя людьми. В данной работе анализ был расширен до групп из трёх участников, выполнявших как совместные, так и индивидуальные задания.
Исследование также затронуло важный методологический вопрос. Ранее уже высказывались предположения, что некоторые параметры анализа, например длительность исследуемого временного интервала, могут влиять на показатели синхронизации. Поэтому авторы специально проверили, как продолжительность эксперимента отражается на получаемых результатах.
Ещё одной особенностью работы стало включение условия со скрытым противником. Вместо прямого сравнения сотрудничества и конкуренции исследователи изучили, что происходит, когда один из участников незаметно действует против общей цели группы, сохраняя видимость сотрудничества.
Такой подход позволил оценить, как тонкие нарушения в работе группы могут влиять на синхронизацию мозговой активности между её участниками.
Основные выводы исследования
Почему результаты оказались неожиданными
Во многих исследованиях и обсуждениях синхронизация мозговой активности между людьми связывается прежде всего с сотрудничеством, общением и совместным социальным опытом. Исходя из этой логики, можно было бы ожидать, что люди, активно работающие вместе, будут демонстрировать значительно более высокий уровень синхронизации, чем люди, которые по отдельности выполняют разные задачи.
Однако результаты этого исследования оказались более сложными и неоднозначными.
1. Эффект Судоку: индивидуальные головоломки оказались не менее синхронизирующими, чем командная работа
Одним из самых интересных результатов исследования стало то, что участники демонстрировали схожий уровень синхронизации мозговой активности как во время совместной игры, так и при индивидуальном решении головоломок.
В первом эксперименте значения межсубъектной корреляции составили 0,286 во время совместной игры и 0,267 при решении индивидуальных головоломок. Во втором эксперименте соответствующие показатели составили 0,186 и 0,177. Статистический анализ показал, что эти различия не были значимыми.
По мнению авторов, эти результаты поддерживают гипотезу сходной задачи. Хотя участники независимо друг от друга решали разные головоломки, все задания относились к одной широкой категории когнитивно сложных интеллектуальных задач. Исследователи предполагают, что схожие когнитивные нагрузки могут приводить к формированию сходных паттернов мозговой активности у разных людей.
Иными словами, для появления уровня синхронизации, сопоставимого с тем, который наблюдался во время командной работы, участникам не обязательно было активно сотрудничать друг с другом.
2. Активные задачи обеспечивали более высокий уровень синхронизации, чем отдых
Исследование также показало, что во время выполнения активных задач уровень синхронизации мозговой активности между участниками был выше, чем в периоды отдыха. В обоих экспериментах показатели синхронизации во время совместной игры и решения головоломок превышали значения, наблюдавшиеся в моменты, когда участники просто спокойно сидели перед началом задания.
Авторы интерпретируют этот результат как свидетельство того, что вовлечённость в задачу способствует возникновению общих паттернов нейронной активности.
Это различие оказалось важным. Хотя командная работа не приводила к значительно более высокой синхронизации по сравнению с решением головоломок, обе формы активной когнитивной деятельности были связаны с более высоким уровнем синхронизации, чем пассивный отдых.
3. Скрытый противник снижал синхронизацию мозговой активности
Пожалуй, самый интригующий результат был получен в условии со скрытым противником. Когда все участники группы стремились к одной и той же цели, средний показатель синхронизации мозговой активности составлял 0,189. Однако при появлении скрытого противника этот показатель снижался до 0,166. Разница оказалась статистически значимой.
Особенно интересно, что во время обсуждения после завершения эксперимента участники, как правило, не сообщали о том, что заметили преднамеренный саботаж. Большинство воспринимало неверные ходы как обычные ошибки, а не как попытки намеренно помешать группе добиться результата. Иными словами, сами участники не осознавали, что кто-то действует против них, однако в таких раундах всё равно наблюдался более низкий уровень синхронизации мозговой активности.
Исследование не позволяет точно сказать, почему возникал этот эффект. Тем не менее результаты указывают на то, что даже тонкие нарушения в групповой динамике могут отражаться в показателях синхронизации между мозгом разных людей.
4. Победа или поражение почти не влияли на синхронизацию
Исследователи также сравнили раунды, в которых группа успешно справлялась с задачей, и раунды, завершившиеся неудачей. Средний уровень синхронизации был немного выше в успешных раундах, однако эта разница не достигла статистической значимости.
По мнению авторов, это может указывать на то, что синхронизация связана скорее с самим процессом совместной деятельности, чем с её конечным результатом.
Этот вывод подчёркивает интересную особенность: для уровня синхронизации оказалось важнее, сохраняли ли участники общую направленность на достижение одной цели, чем то, удалось ли им в итоге добиться успеха.
5. На показатели синхронизации влияла продолжительность анализа
Ещё один важный результат касался не поведения участников, а особенностей методики исследования. Учёные обнаружили значимую связь между длительностью анализируемых временных интервалов и уровнем измеряемой синхронизации. Чем короче были интервалы анализа, тем более высокие значения синхронизации между участниками, как правило, получались.
Авторы подчёркивают, что в будущих исследованиях с использованием гиперсканирования необходимо тщательно стандартизировать продолжительность анализируемых интервалов. Это поможет избежать появления искусственных различий в показателях синхронизации, связанных не с реальными эффектами, а с особенностями обработки данных.
Выводы авторов
Авторы пришли к выводу, что полученные результаты в большей степени поддерживают гипотезу сходной задачи, чем гипотезу кооперативного взаимодействия.
Если в предыдущих работах основное внимание уделялось роли сотрудничества, то результаты данного исследования показывают, что значительная часть наблюдаемой синхронизации мозговой активности может объясняться схожими когнитивными нагрузками.
Исследователи отмечают, что участники, которые независимо друг от друга решали разные головоломки, демонстрировали уровень синхронизации, сопоставимый с тем, который наблюдался во время совместной игры. По мнению авторов, это может свидетельствовать о том, что сходные типы когнитивной обработки информации способны способствовать выравниванию нейронной активности между разными людьми.
Исследование также показало, что появление скрытого противника было связано со снижением синхронизации мозговой активности между участниками. Авторы отмечают, что для более полного понимания механизмов, лежащих в основе этого эффекта, потребуются дополнительные исследования.
Исследователи также признают ряд ограничений своей работы. В рамках исследования не собиралась подробная информация о личностных особенностях участников, их склонности к социальному взаимодействию или предпочтениях в отношении игр и головоломок. Кроме того, все индивидуальные задания относились к одной общей категории когнитивных головоломок, что затрудняет оценку влияния конкретных особенностей отдельных задач.
Авторы рекомендуют, чтобы будущие исследования включали дополнительные методы наблюдения, например отслеживание движений глаз, а также охватывали более широкий спектр как совместных, так и индивидуальных видов деятельности.
Более широкий контекст
Исследования синхронизации мозговой активности между людьми остаются одним из быстро развивающихся направлений современной нейронауки. Технологии гиперсканирования позволяют учёным одновременно изучать работу мозга нескольких человек, открывая новые возможности для исследования общения, сотрудничества, внимания и группового поведения.
Данное исследование вносит вклад в эту растущую область знаний, показывая, как возникает синхронизация в небольших группах и как она меняется в зависимости от характера выполняемых задач.
Полученные результаты также подчёркивают важность различия между социальным взаимодействием и общими когнитивными нагрузками при интерпретации показателей синхронизации мозговой активности между людьми.
Заключение
Может ли мозговая активность разных людей синхронизироваться просто потому, что они решают схожие интеллектуальные задачи? Результаты этого исследования показывают, что ответ на этот вопрос может быть более сложным, чем считалось ранее.
Исследователи обнаружили сопоставимые уровни синхронизации мозговой активности во время командной работы и индивидуального решения когнитивных головоломок. Они также зафиксировали более высокий уровень синхронизации во время активной деятельности по сравнению с отдыхом и более низкий, когда в группу вводился скрытый участник, действовавший против её целей.
В совокупности эти результаты дополняют растущий массив данных, свидетельствующих о том, что на синхронизацию мозговой активности между людьми могут влиять как социальное взаимодействие, так и общие когнитивные нагрузки. По мере того как учёные продолжают изучать влияние совместных задач и групповой динамики на работу мозга, подобные исследования помогают лучше понять, какие факторы лежат в основе синхронизации мозговой активности людей в реальных жизненных ситуациях.
Информация в этой статье предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является медицинской рекомендацией. По вопросам, связанным с лечением или здоровьем, проконсультируйтесь с профильным специалистом.
Ссылка
Kennedy, A., Shields, N., Farrell, S., & Lopez Valdes, A. (2026). Analysis of inter-brain synchrony in group-based electroencephalography to assess task-dependent interactions. Frontiers in Neuroergonomics, 7, 1774423. DOI: https://doi.org/10.3389/fnrgo.2026.1774423
