Чем полезны шахматы для мозга: что показали научные эксперименты

По запросу «чем полезны шахматы для мозга» чаще всего выходит один и тот же набор тем: профилактика деменции в 70 лет или тренировка внимания у взрослых на работе. Это отдельные и честные темы, но есть более старый и более базовый пласт науки, который обычно остаётся за кадром: эксперименты психологов середины XX века о том, как устроено само шахматное зрение. Именно из них выросло почти всё, что мы знаем про экспертность в любой сложной области - от радиологии до программирования.

Коротко:

• Классический эксперимент психолога Адриана де Гроота (1946 год): мастера почти безошибочно восстанавливают позицию из реальной партии после 5 секунд просмотра, а новички справляются в разы хуже.
• В 1973 году Уильям Чейз и Герберт Саймон повторили опыт со случайно расставленными фигурами - и преимущество мастеров почти исчезло. Дело не в памяти вообще, а в узнавании знакомых кусков позиции.
• МРТ-исследование 2011 года показало: у экспертов при взгляде на осмысленную партию активируется участок мозга, который обычно распознаёт лица. Мозг использует один и тот же механизм для лиц и для шахматных узоров.
• Большое лонгитюдное исследование 2019 года в PNAS разбирает миф «шахматы = высокий IQ»: интеллект и практика усиливают друг друга, но без регулярной игры даже способный человек не наберёт мастерства.

Эксперимент, с которого всё началось: пять секунд на позицию

В 1946 году голландский психолог и по совместительству мастер по шахматам Адриан де Гроот придумал простой опыт. Игроку показывали позицию из реальной партии на 5 секунд, затем убирали доску и просили расставить фигуры по памяти на пустой доске. Гроссмейстеры и мастера восстанавливали позицию почти идеально, часто с первой попытки. Игроки среднего уровня путались, забывали часть фигур или ставили их не туда.

Первое напрашивающееся объяснение - у мастеров просто более цепкая память в целом, что-то вроде общей одарённости. Проверить эту гипотезу отдельным опытом додумались только через четверть века.

Случайная доска ломает эффект: опыт Чейза и Саймона

В 1973 году американские психологи Уильям Чейз и Герберт Саймон в Университете Карнеги-Меллона повторили опыт де Гроота, но добавили вторую доску - с теми же фигурами, расставленными в случайном порядке, без всякой шахматной логики. Игроков разного уровня снова просили посмотреть на позицию 5 секунд и восстановить её по памяти.

Коротко: на реальной партии мастер по-прежнему опережал новичка в разы. На случайной расстановке разница почти пропадала - оба справлялись одинаково плохо.

Вывод Чейза и Саймона стал одной из самых известных идей в психологии экспертности: мастер узнаёт знакомые фрагменты позиции целиком - связку пешек, атаку на короля, типичную структуру дебюта, - а не запоминает 32 отдельные фигуры по одной. Это похоже на разницу между чтением слова и чтением набора случайных букв: грамотный человек не складывает слово «шахматы» по буквам, он опознаёт его целиком за одно движение глаз. Уберите смысл - оставьте «шхтамы» вперемешку - и то же самое чтение резко замедлится даже для профессионального редактора.

Наука: позже Фернан Гобе и сам Герберт Саймон уточнили результат - на случайных позициях у мастеров всё же остаётся небольшое, но устойчивое преимущество. Причина в размере библиотеки: у сильного игрока в памяти хранится порядка 50 000 знакомых фрагментов позиций, и даже на случайной доске иногда случайно возникает кусок, похожий на один из них.

Что видно на МРТ: доска активирует «зону лиц»

Классические опыты с доской и памятью объясняют поведение, но не отвечают на вопрос, что именно происходит в мозге в момент узнавания. В 2011 году немецкий психолог Мерим Билалич с коллегами провёл серию МРТ-экспериментов, положив шахматистов разного уровня в сканер и показывая им позиции.

Больше всего исследователей интересовала веретенообразная область лица (fusiform face area, FFA) - участок коры, который у большинства людей реагирует в первую очередь на человеческие лица. У экспертов эта зона заметно активировалась и при взгляде на осмысленную шахматную позицию - причём эффект пропадал, если фигуры были расставлены случайно или показывали только один изолированный элемент вместо целой доски.

Коротко: зона мозга, «заточенная» под мгновенное узнавание лиц, у опытного игрока подключается и к другой задаче - целостному распознаванию сложного зрительного узора из многих связанных частей. Специализация оказалась гибче, чем казалось раньше: мозг обучается использовать один и тот же инструмент для любого материала, в котором накоплен большой опыт.

Разбираем миф: значит ли это, что шахматисты - гении

Раз дело в тренированном узнавании образов, а не во врождённой суперпамяти, логично спросить: нужен ли вообще высокий интеллект, чтобы стать сильным игроком. Команда Билалича проверяла и этот вопрос - сначала на детях, потом на большой выборке игроков за всю карьеру.

Исследование 2007 года на юных шахматистах дало неожиданный результат: среди топовых детей связь между IQ и силой игры оказалась слабой, а внутри элитной группы - даже слегка отрицательной. Объяснение простое: часть менее «одарённых» по тестам детей компенсировала это большим объёмом практики и в итоге играла не хуже сверстников с более высоким IQ.

Более масштабная работа 2019 года, опубликованная в PNAS, отследила карьеры игроков на протяжении десятилетий и показала более тонкую картину: интеллект и практика не заменяют друг друга, а усиливают. При одинаковом объёме занятий более способные игроки растут быстрее и достигают более высокого пика. Но без регулярной практики даже высокий интеллект сам по себе не превращается в высокий рейтинг ни у кого.

Коротко: чистого «гена шахматного гения» эксперименты не находят. Способности задают потолок роста при прочих равных, а сама сила игры набирается практикой - тем же механизмом узнавания знакомых фрагментов, который описали ещё Чейз и Саймон.

Что из этого следует на практике

Если польза для мозга держится на библиотеке знакомых фрагментов, а не на разовом озарении, тренировка выглядит вполне конкретно.

• Регулярные тактические задачи важнее редких долгих партий. Каждая решённая связка «вилка», «связка», «отвлечение» пополняет тот же набор фрагментов, который распознавали мастера де Гроота - библиотека растёт от количества повторений, а не от одного часа раз в месяц.
• Разбор своих партий закрепляет узнавание лучше, чем просто игра без остановки. Возвращаясь к позиции после партии и находя момент, где стоило увидеть знакомый паттерн раньше, вы осознанно тренируете то же самое зрительное узнавание.
• Не ждите переноса на далёкие от шахмат задачи. Библиотека фрагментов работает внутри доски - она не превращается автоматически в общий рост интеллекта, и строгие исследования на этот счёт честны без прикрас.
• Начинать никогда не поздно с точки зрения этого механизма. Библиотека фрагментов формируется практикой в любом возрасте, а не только в детстве - профессиональные игроки продолжают пополнять её десятилетиями.

Регулярные тактические задачи и разбор партий удобно вести на электронной доске с приложением: она сама фиксирует каждую партию, подсвечивает варианты и позволяет быстро прогнать десяток позиций подряд, не расставляя фигуры руками между задачами. Дома для ежедневной практики подходит Chessnut Air, а для более серьёзного анализа партий и дебютной подготовки - Chessnut Pro. Другие модели с ИИ-соперником настраиваемой силы - в каталоге Chessmove.

Чего не стоит ждать от этой науки

• Эксперименты про узнавание фрагментов не доказывают общий скачок памяти или интеллекта за пределами доски - это отдельный и куда более скромный по доказательствам вопрос.
• «Библиотека» на 50 000 фрагментов формируется годами регулярной практики, а не за одну неделю тактических задач.
• Высокий IQ не гарантирует силу игры без практики, а средний IQ не мешает вырасти до крепкого любительского уровня при регулярных занятиях.