Текст книги "Правила мозга. Что стоит знать о мозге вам и вашим детям"

Правило № 5. Кратковременная память: повторить, чтобы вспомнить

Некоторые люди рождаются со столь удивительным мозгом, что ученые добровольно посвящают его изучению свою карьеру. Такой впечатляющий факт имел место в прошлом веке: двое обладателей выдающихся умов помогли пролить свет на человеческую память.

Первым человеком с замечательным мозгом был Ким Пик. Он родился в 1951 году, и ничто не предвещало его великого интеллектуального будущего. Он родился с непропорционально большой головой, повреждением мозжечка и врожденной аномалией – отсутствием мозолистого тела. До четырех лет Ким не мог ходить, и он ужасно расстраивался, когда не мог понять чего-либо, а случалось это довольно часто. Признав ребенка умственно отсталым, доктора решили поместить его в психиатрическую клинику. Но благодаря усилиям отца Пика, который понимал, что его сын обладает особыми интеллектуальными способностями, этого не произошло. Одним из таких талантов была феноменальная память Кима: он мог читать две страницы одновременно, каждую страницу – одним глазом, понимая и запоминая при этом содержание обеих страниц. И запоминая навсегда.

Несмотря на непубличный образ жизни уникума, отец Пика однажды организовал интервью со своим сыном для писателя Барри Морроу. Оно состоялось в библиотеке, где Пик продемонстрировал интервьюеру знание в прямом смысле слова каждой книги (и каждого автора), находившейся в здании. Затем он принялся воспроизводить с особой точностью множество фактов из области спорта. После долгих разговоров о военных действиях с участием США (революции во Вьетнаме), Морроу решил, что этого достаточно. Тогда-то он и принял решение написать сценарий фильма об этом человеке, что и сделал: мы имеем в виду фильм «Человек дождя», получивший премию «Оскар».

Что же происходит в «неправильном» мозге Кима Пика? Можно ли сделать его участником шоу уродов или этот случай представляет собой всего лишь яркий пример нормального человеческого обучения?

По разным признакам ученые выделяют различные типы памяти, и наиболее хорошо изучена вербальная память, то есть способность запоминать и воспроизводить понятия, выражаемые словами, например: «Небо голубое». Помимо того, нам хорошо известны четыре процесса памяти: запоминание, хранение, воспроизведение и узнавание и забывание. В этой главе речь пойдет о первом процессе, точнее о том, что происходит в первые секунды при запоминании. От этого зависит, запомним ли мы новую информацию. Мы также рассмотрим еще один уникальный случай в науке о мозге: расскажем о человеке, в научном обществе именуемом Г. М., который стал легендой не благодаря сверхспособностям, а из-за экстраординарных неспособностей. А также обсудим различия в воспоминаниях о езде на велосипеде и номере страхового полиса.

Память и бессмыслица

На протяжении веков память воспевалась поэтами и философами. В некотором смысле она похожа на десантные войска, которые помогают прошлому опыту постоянно вторгаться в настоящую жизнь. В этом смысле нам повезло. При рождении память сформирована не полностью, значит, знания о мире мы должны черпать из собственного опыта или обучиться им у кого-либо. Хорошая память дает определенные преимущества для выживания – в большей степени благодаря этому наш вид заполонил всю планету. Для таких физически слабых существ, как люди (сравните свои ногти на руках, к примеру, с когтями обычной кошки), отсутствие опыта означало бы верную смерть в агрессивной среде открытых саванн.

Память – нечто большее, чем очередное подтверждение правоты взглядов Дарвина. Большинство исследователей признают огромное влияние на нашу жизнь воспроизведения предыдущего опыта и знаний. Имена и лица близких людей, наши предпочтения, особенно осознание всего этого, – все это хранится в памяти. Нам не приходится каждый раз познавать весь мир заново, когда мы просыпаемся. На помощь приходит память. Даже такая особенность человеческой когнитивной деятельности, как способность писать и говорить на каком-либо языке, возможна только благодаря активному запоминанию. Похоже, память и делает нас людьми, обеспечивая долгое хранение разнообразных знаний.

Давайте разберемся, как же она работает. При изучении памяти исследователи зачастую измеряют объем воспроизведенной информации, так как для того, чтобы выяснить, работает ли эта психическая функция, необходимо попросить человека что-нибудь вспомнить. Как происходит процесс вспоминания? Неужели записи в хранилище нашего мозга просто покоятся без дела в ожидании команды воспроизведения? Можно ли исследовать, как хранится информация, без ее воспроизведения? Чтобы дать более-менее обоснованное определение памяти, ученым понадобилось сто лет исследований. История началась в XIX веке с первого научного эксперимента, поставленного немецким ученым Германом Эббингаузом на себе.

Эббингауз родился в 1850 году. (В молодости у него была густая коричневая борода и круглые очки.) Он знаменит благодаря тому, что сделал удивительное открытие: люди забывают 90 процентов того, что изучают в классе, в течение 30 дней. Также ученый доказал, что самый высокий процент забывания происходит в первые часы после урока. Этот факт нашел подтверждение и у современных исследователей.

Эббингауз разработал ряд экспериментов, которые можно было ставить даже на детях: он составил список из 2300 бессмысленных слов. Все слова состояли из трех букв и имели звуковую структуру «согласный – гласный – согласный», например: тац, леф, рен, цуг. Он потратил всю свою жизнь на заучивание слов из своего списка, изменяя их комбинации и длину.

С упорством прусского пехотинца (которым он некоторое время был) Эббингауз на протяжении тридцати лет вел записи о своих успехах и неудачах. В ходе своего эксперимента он выявил много важных фактов об обучении человека, например, что воспоминания имеют различный срок хранения. Одни остаются в памяти всего несколько минут и затем исчезают. Другие сохраняются в течение дней или месяцев, даже на протяжении всей жизни. Ученый обнаружил, что можно продлить срок хранения информации в памяти путем ее повторения через определенный интервал времени. Чем больше циклов повторения проходит воспоминание, тем лучше оно сохраняется в памяти. Нам известно, что интервал между повторениями критически важен для перехода из кратковременной памяти в долговременную. Практика обучения с интервалами более эффективна, чем интенсивное непрерывное обучение.

Работа Эббингауза была основополагающей в науке о памяти, но незавершенной. В ней не делалось разграничения между хранением и воспроизведением, восприятием информации и последующим ее воспроизведением.

Попробуйте-ка вспомнить номер своего паспорта. Правда же, это довольно просто? Команда «вспомнить» включает такие аспекты, как визуализация момента, когда вы видели документ в последний раз, или воспоминания о том, как вы записывали его номер. А теперь попробуйте вспомнить, как кататься на велосипеде. Просто? А вот и нет. Вы не обращаетесь к инструкции с детальным описанием того, как ставить ногу, выбирать правильный угол наклона спины, где должны находиться пальцы. Это различие доказывает один любопытный факт: как ездить на велосипеде, человек вспоминает не так же, как комбинацию из десяти цифр, расставленных в определенном порядке. Память о том, как ездить на велосипеде, не требует специального обращения к сознанию. Вспоминая же номер паспорта, вы постоянно задействовали сознание. Всегда ли нужна осознанная осведомленность для воспоминаний или существуют различные виды воспоминаний?

Ответ на первый вопрос отрицательный, из него логически вытекает ответ на второй вопрос. Существует по меньшей мере два вида воспоминаний: осознанные и неосознанные. Такое разграничение заставляет нас предположить, что некоторые воспоминания можно выразить, а некоторые – нельзя. К вербальной памяти относится все, что требует осознанного понимания, например: «Футболка зеленая», «Юпитер – планета» или перечень слов. Невербальная память не требует осознанности; примером служат моторные навыки, необходимые для езды на велосипеде.

Но это не объясняет работу памяти человека и даже вербальные воспоминания. Труды Эббингауза дали возможность будущим исследователям создать карту поведения мозга.

Однажды девятилетний ребенок упал с велосипеда, и представления ученых о памяти кардинально изменились.

Куда уходят воспоминания

В результате аварии Г. М. получил серьезную травму головы, которая привела к развитию эпилепсии. Со временем болезнь прогрессировала. В двадцать лет Г. М. признали недееспособным, он нуждался в рискованном и радикальном медицинском вмешательстве.

Отчаявшись, его семья обратилась к известному нейрохирургу Уильяму Сковилю, который решил, что проблема заключается в поражении височной области мозга. Сковиль удалил внутреннюю поверхность долей с обеих сторон[30]30
  На самом деле пациенту Генри Молейсону были удалены небольшие участки правой и левой височной долей мозга, соответственно, и такая парная структура, как гиппокамп. Прим. ред.


[Закрыть]. Экспериментальная операция помогла в борьбе с эпилепсией, но привела к значительной потере памяти. После операции в 1953 году Г. М. потерял способность преобразовывать кратковременную память в долговременную. Он мог познакомиться с человеком, а спустя пару часов, встретив его, даже не вспомнить. Он утратил способность запоминать, подробно описанную Эббингаузом пятьюдесятью годами ранее.

Более того, Г. М. перестал узнавать свое отражение в зеркале. Почему? По мере того как он старел, черты его лица менялись. Но, в отличие от здоровых людей, он не воспринимал новую информацию о себе, соответственно, не узнавал себя в отражении, так как его представление о собственной внешности больше никогда не менялось. И, глядя на себя в зеркало, он не понимал, кому принадлежит отражение в нем.

Так, операция, окончившаяся трагически для Г. М., стала очень ценной для научного сообщества. Теперь исследователям было точно известно, какой участок мозга отвечает за преобразование кратковременной памяти в долговременную, что помогло им составить карту различных областей мозга, отвечающих за память. Важным вкладом в исследование данного вопроса стала работа психолога Бренды Милнер, которая посвятила исследованию пациента Г. М. более сорока лет и заложила основы понимания, какие участки нервной системы участвуют в образовании памяти. Давайте вспомним строение мозга.

Кора мозга – тонкий, словно папиросная бумага, слой нервных тканей размером с детскую пеленку в развернутом состоянии. Она состоит из шести слоев клеток. Здесь кипит работа. Клетки обрабатывают сигналы, поступающие от всех частей тела, включая улавливаемые органами чувств. Они тоже участвуют в формировании воспоминаний, поэтому случай Г. М. и имеет для науки особую ценность. Некоторые участки коры головного мозга пациента не были затронуты, а некоторые оказались сильно повреждены. Трагедия больного стала отличной возможностью для ученых исследовать типы человеческой памяти.

Разумеется, кора не просто покрывает поверхность мозга – она способна разрастаться, формируя систему корней, которые проникают вглубь вещества мозга при помощи неимоверного количества нейронных соединений. Один из важнейших пунктов назначения данных соединений – гиппокамп, расположенный ближе к центру мозга, в каждом из полушарий. Гиппокамп играет особую роль в преобразовании информации из кратковременной памяти в долговременную. (Именно этот участок потерял Г. М. в результате операции.)

Анатомическая связь между гиппокампом и корой головного мозга помогла современным ученым выделить два типа памяти. Вербальная память[31]31
  Ее еще называют декларативная, или эксплицитная; обеспечивает запоминание объектов, событий, эпизодов, лиц, мест событий, предметов. Прим. ред.


[Закрыть] – для ее воспроизведения необходимо участие сознания – изменяется при повреждении гиппокампа и прилежащих зон. Невербальная (или процедурная, память на действия) работает без участия сознания, на нее не влияет (или не сильно влияет) повреждение гиппокампа и прилежащих областей. Мы рассмотрим более детально вербальную память, поскольку она непременно участвует в нашей повседневной деятельности.

Шинкование

Итак, мы знаем, что жизненный цикл вербальной памяти можно разделить на четыре последовательных этапа: запоминание (кодирование), хранение, воспроизведение и забывание.

Кодирование описывает, что происходит в первые моменты обучения, в тот миг, когда мозг впервые получает новую вербальную информацию. Приведем пример из клинической практики невролога Оливера Сакса. Этот случай касается мальчика-аутиста по имени Том, который стал известен благодаря способности «играть» музыку. Тому никогда не объясняли формальных музыкальных правил – он научился играть на фортепиано, просто слушая, как это делают другие. И самое удивительное, он мог исполнять сложные произведения, не уступая в мастерстве и артистизме профессионалам, после первого же прослушивания. Том демонстрировал свое мастерство, левой рукой играя одну мелодию, правой – другую и напевая при этом третью! Он также мог играть на фортепиано, сидя к инструменту спиной и перекрестив руки. Неплохо для мальчика, который не способен даже завязать шнурки на ботинках.

Когда мы слышим о таких людях, то обычно испытываем чувство зависти. Том впитывал музыку так, словно мог включить записывающее устройство в своей голове. Мы считаем, что тоже имеем подобное видеозаписывающее устройство, просто не такой хорошей модели. Таково распространенное представление. Большинство считает, что мозг подобен магнитофону, что обучение сродни нажатию на кнопку «Запись» (а процесс вспоминания запускается кнопкой «Воспроизвести»). Однако это не так. Вообще-то и в мозге Тома, и в вашем собственном все происходит совершенно по-другому. Запоминание – настолько сложный процесс, что трудно подобрать подходящие метафоры для описания того, что при этом происходит в мозге.

То, что нам известно, дает возможность предполагать, что этот процесс напоминает работу блендера без крышки. Поступая в мозг, информация «нарезается» на отдельные фрагменты и распределяется по его различным участкам. Официально подтверждено, что сигналы от разных органов восприятия регистрируются в различных областях мозга. Информация фрагментируется, мгновенно перераспределяется и взаимодействует. Если человек смотрит на сложную картину, его мозг незамедлительно отделяет вертикальные линии от горизонтальных и сохраняет их в разных областях. То же самое происходит с цветом. Если картинка движется, то информация о движении тоже выделяется и сохраняется в отдельном месте, совсем не там, где сохранялась бы информация о статическом изображении.

Это разделение происходит даже тогда, когда мы воспринимаем информацию, создаваемую исключительно человеком; сюда можно отнести, например, словесное сообщение. Одна женщина перенесла инсульт в определенной зоне мозга, вследствие чего утратила способность писать гласные буквы. Если бы вы попросили ее написать обычное предложение, например «Ваша собака погналась за котом», то оно выглядело бы следующим образом: «В ш с б к п г н л с ь з к т м».

В предложении на месте букв, обозначающих гласные звуки, будут пробелы! Выходит, гласные и согласные хранятся в разных местах. В результате инсульта была повреждена определенная соединительная «проводка». Следовательно, процесс запоминания абсолютно не похож на работу записывающего устройства. При более детальном изучении становится понятно, что «эффект блендера» даже более сложен. Хотя женщина и утратила способность использовать гласные, она сохранила понимание того, где они должны располагаться. Путем логических рассуждений можно сделать вывод, что информация о том, где должна стоять гласная буква, хранится не в том участке мозга, где находится информация о самой гласной букве, то есть содержание находится отдельно от оболочки.

В это сложно поверить, не так ли? Слово представляется нам единым целым. Но если работа мозга свидетельствует об обратном, как же в таком случае нам понять, как это происходит? Как элементы, закодированные отдельно, включая согласные и гласные буквы в предложении, вновь объединяются для единства восприятия? Данные вопросы занимали умы ученых на протяжении долгих лет, в связи с чем был введен специальный термин – «проблема связки», основанный на том, что мысли связываются между собой мозгом в единое целое. Нам не известно, как мозг легко и непринужденно создает иллюзию прочности сцепления.

И дело не в отсутствии подсказок. Детальное исследование первого этапа запоминания – кодирования – позволило затронуть не только проблему связки, но и взглянуть на то, как мы обучаемся, с разных сторон. Далее мы обратимся именно к этим подсказкам.