* * *

Долгое время в учебниках процесс памяти описывали при помощи одной аналогии. Событие, обрабатываемое памятью, сравнивалось с выгрузкой книг в порту. Если грузчики размещали груз на большом складе, он сохранялся там всю жизнь. Однако их небольшая погрузочная платформа не могла принять одновременно несколько отгрузок. Если новая партия книг выгружалась на платформу, прежде чем была убрана предыдущая, грузчики просто отбрасывали старый груз в сторону.

Сегодня больше никто не использует этот образ, и на то есть веские причины. Кратковременная память — активный, менее последовательный и гораздо более тщательный процесс, чем описано в аналогии. Мы уже знаем, что кратковременная память представляет собой вид памяти, предназначенный для временного хранения информации. Каждый вид памяти специализируется на обработке информации определенного типа, работая параллельно с другими. Чтобы выделить этот вид в отдельный, кратковременную память называют рабочей. Пожалуй, лучше всего можно объяснить это понятие, рассмотрев его в действии.

Я решил продемонстрировать это на примере выдающегося шахматиста Мигеля Найдорфа. Редко встречаются люди настолько простые, несмотря на их величие, как Найдорф. Невысокого роста, энергичный, с невероятным голосом и навязчивой привычкой проводить опросы среди своей аудитории о том, что, по их мнению, он предпримет. В 1939 году Найдорф поехал на турнир в Буэнос-Айрес в составе польской национальной сборной. Спустя две недели Германия напала на его родную Польшу. Найдорф не рискнул вернуться и пережил период холокоста, находясь в безопасности в Аргентине. Его родители, четыре брата, жена и дочь погибли в концлагерях. В надежде, что оставшиеся в живых родственники смогут связаться с ним, шахматист прибегнул к пиар-ходу, сыграв 45 шахматных партий одновременно. Он выиграл 39 партий, четыре провел вничью и две проиграл. Хотя это уже само по себе впечатляет, феноменальность этой игры заключается в том, что он провел 45 игр за 11 часов вслепую.

Вы все верно поняли. Найдорф не видел ни одной шахматной доски или фигуры; каждую партию он разыграл в уме. Вербальная информация, получаемая при каждом ходе, переносилась на визуализированную шахматную доску благодаря одновременной работе нескольких компонентов рабочей памяти, что и позволило Найдорфу заниматься своей работой, так же как и нам с вами (разве что с меньшей эффективностью).

Рабочая память, как известно, активное временное хранилище, своеобразный рабочий стол памяти, за которым она обрабатывает новую информацию. Так ее охарактеризовал британский ученый Алан Бэддели, похожий на ангела Кларенса Одбоди из фильма «Эта прекрасная жизнь». Наиболее широкую известность получило его описание рабочей памяти как модели, состоящей из трех компонентов: слухового, визуального и организационного.

Первый компонент предназначен для восприятия звуковых сигналов и хранения лингвистической информации. Бэддели называет его фонологической лупой. Найдорф использовал его, так как соперники комментировали свои ходы вслух.

Второй компонент позволяет воспринимать зрительную информацию; данный регистратор памяти предназначен для обработки любого рода изображений и пространственного восприятия. Бэддели назвал его альбомом для зрительно-пространственных зарисовок. Его работа помогала Найдорфу визуализировать каждую партию.

Третий компонент выполняет контролирующую функцию и называется центральным исполнителем, отслеживающим деятельность рабочей памяти. Его функции позволяли великому шахматисту отделить одну игру от другой.

В новых работах Бэддели предлагает выделить четвертый компонент, который он называет буфером эпизодов, предназначенным для хранения любой истории, о которой узнает человек. Этот компонент еще недостаточно исследован. Независимо от количества выделяемых в науке видов памяти, исследователи согласны с двумя ее основными характеристиками: объемом и сроком хранения. Если информация не будет преобразована в более устойчивую форму, она вскоре исчезнет. Помните, наш друг Эббингауз первым продемонстрировал существование двух типов памяти — кратковременной и долговременной? Он же доказал, что повторение позволяет преобразовать первую во вторую при соблюдении определенных условий. Процесс перехода информации из кратковременной памяти в долговременную называется консолидацией.

 

Консолидация

Вначале след, запечатлеваемый в коре головного мозга, гибкий, изменчивый, он подлежит корректировке и с большой вероятностью может быть утрачен. Большинство входных сигналов, которые воздействуют на нас в течение дня, относятся к данной категории. Но некоторые все же задерживаются в памяти. Изначально хрупкие, со временем воспоминания становятся значительно более прочными, бесконечно воспроизводимыми и устойчивыми к изменениям. Здесь действует уже долговременная память. Тем не менее воспоминания еще не настолько стабильны, как мы полагаем.

Как и в случае с кратковременной памятью, долговременная память разделяется на различные взаимодействующие друг с другом виды. Но, в отличие от рабочей, в отношении этих видов у ученых не сложилось однозначное мнение. Многие полагают, что существуют семантические системы, позволяющие запоминать такие разные вещи, как любимое платье тети или ваш вес в старших классах. Другие выделяют эпизодическую память, благодаря которой обеспечивается запоминание «эпизодов» из прошлого опыта, включая лица, события и временные отметки (например, двадцать пятая встреча одноклассников). Один из ее подвидов — автобиографическая память, которая обладает сведениями только об одном действующем лице, то есть о вас. Принято считать, что консолидация памяти обеспечивает прочность вновь приобретенных воспоминаний. Когда воспоминания глубоко врезаются в память, они уже не могут вернуться в исходное нестабильное состояние. Но больше мы так не думаем.

Я расскажу вам историю, свидетелем которой я стал в детстве; я вспомнил о ней, когда смотрел документальную телепередачу о выставках собак. Когда на экране показалась немецкая овчарка с черной мордой, на меня нахлынули воспоминания о том, что случилось со мной, когда я был в возрасте моего сынишки.

Наш сосед держал на заднем дворе собаку и обычно в субботу утром забывал ее покормить. Каждую субботу голодная собака, перепрыгнув через забор ровно в восемь утра, подбегала к мусорным бакам и вываливала их содержимое, чтобы приступить к утренней трапезе. Моему отцу это порядком надоело, и однажды в пятницу вечером он решил подвести электричество к баку таким образом, чтобы собака испытала на себе электрический разряд, как только ее черный мокрый нос коснется хранилища для мусора. На следующее утро отец разбудил нас, чтобы мы посмотрели его утреннее шоу «Хот-дог». Но, к величайшему его сожалению, даже в полдевятого пес не перепрыгнул забор в поисках пищи. Вместо этого он принялся метить территорию в нескольких местах нашего двора. Когда животное приблизилось к баку, отец ухмыльнулся, и, когда собака подняла лапу, чтобы пометить мусорный бак, воскликнул: «Да!» Необязательно знать концентрацию электролитов в моче млекопитающих, чтобы понять, что электрическая цепь замкнулась. Пес взвыл и кинулся прочь — больше он не ступал даже лапой в наш двор. Более того, не приближался к нашему дому ближе, чем на сто метров. Соседская собака была немецкой овчаркой с черной мордой, такой же, как у пса из телепередачи, которую я смотрел. До этого я почти никогда не вспоминал об этой истории.

Что произошло с моими воспоминаниями, когда сознание их восстановило? Очевидно, консолидированные ранее воспоминания вызываются из долговременного хранилища в сознание, принимая предыдущее нестабильное состояние. Функционируя как новоявленные в рабочей памяти, эти воспоминания требуют повторной обработки для того, чтобы сохранить стабильную форму. Выходит, случай с собакой должен пройти процесс консолидации снова и снова, каждый раз, когда будет воспроизводиться. Этот процесс называется реконсолидацией. По мнению многих ученых, этот факт ставит под сомнение представление о стабильности человеческой памяти вообще. Если консолидацию нельзя считать последовательным единичным событием, а она должна повторяться каждый раз, когда воспоминание повторно активируется, значит, постоянное хранилище в нашем мозге предназначено лишь для тех воспоминаний, которые никогда не будут воспроизводиться. Какое облегчение! Неужели же в нашей жизни нет ничего постоянного? Некоторые ученые считают именно так. В таком случае информация о повторении изученного, которую я сообщу позже, крайне важна.

 

Воспроизведение

Как и многие радикально настроенные университетские профессора, система воспроизведения воспоминаний в мозге способна изменить наши мысли о прошлом, не предлагая ничего взамен. Как именно это происходит — важная, но недостающая часть головоломки. Исследователи предлагают две основные модели механизма воспроизведения. Первая, пассивная, похожа на библиотеку. Вторая, агрессивная, напоминает расследование преступления.

В библиотечной модели воспоминания хранятся в наших головах так же, как и книги в библиотеке. Воспроизведение начинается по команде просмотреть груды книг и выбрать нужный том. После того как книга найдена, ее содержание переносится в сознание и воспоминание воспроизводится. Этот пассивный процесс называется репродуктивным воспроизведением.

Вторая модель представляет нашу память в виде коллекции сцен расследования преступлений собственным Шерлоком Холмсом. Воспроизведение начинается с вызова детектива для расследования преступления — сцены, которая непременно состоит из фрагментов воспоминаний. По прибытии Шерлок Холмс исследует имеющиеся частичные доказательства. Основываясь на догадках и предположениях, детектив воссоздает то, что, собственно, сохранялось. В данной модели воспроизведение представляет собой не пассивный просмотр, а полное воспроизведение книги в деталях. Более того, воспроизведение представляет собой активную исследовательскую деятельность для воссоздания фактов на основе фрагментированных данных.

Какая же из моделей верна? Ответ довольно неожиданный: обе. Современные ученые, как и античные философы, признают существование различных типов системы воспроизведения. Выбор зависит от типа искомой информации и длительности временного промежутка, прошедшего с тех пор, как воспоминание было впервые сформировано. Этот необычный факт требует объяснений.

 

Осторожно: пробелы!

Непосредственно после изучения (от нескольких минут до часов и дней) система воспроизведения позволяет восстанавливать четкий и детализированный образ полученной информации. Хотя этот процесс сравним с библиотечной моделью, позже мы обращаемся к помощи Шерлока Холмса, потому что со временем воспоминания о событиях и фактах, которые когда-то были ясными и конкретными, ослабевают. Пытаясь заполнить эти пробелы, мозг полагается на частичные фрагменты, рассуждения, догадки и часто, что настораживает, на другие воспоминания, не связанные с конкретным событием. Эта реконструкция напоминает расследование детективом с ненадежной фантазией, однако позволяет мозгу создавать связную историю отдельно от реальности. Так, со временем воспроизводящие системы мозга постепенно переключаются с детального воспроизведения на общее и абстрактное вспоминание.

Представьте, что вы новичок в средней школе, знакомый с врачом-психиатром Дэниелом Оффером. Достав анкету, доктор Дэн предлагает вам ответить на несколько интересующих его как профессионала вопросов: религия помогла вам повзрослеть? вас наказывали физически? ваши родители призывали вас заниматься спортом? И задает другие подобного рода вопросы. Теперь представьте, что прошло тридцать четыре года. Доктор Дэн разыскал вас и предложил вновь заполнить ту же самую анкету. При этом вы не догадываетесь, что он сохранил анкету со школьных времен и собирается сравнить ваши ответы с теперешними. Думаете, ваши ответы совпадут? В действительности воспоминания, закодированные в юности, мало похожи на те, которые воспроизведет взрослый человек. Все это определит доктор Дэн, терпеливо проводивший этот эксперимент. Например, только каждый третий взрослый человек вспоминает о таком наказании, как битье, а, как выяснил доктор Дэн, 90 процентов подростков дают утвердительный ответ на данный вопрос. Это лишь пример неточности воспроизведения в стиле Шерлока Холмса.

В идее о том, что мозг может заполняться ложной информацией ради создания связной истории, обнаруживается его стремление к организации сбивающего с толку, сложного мира. Мозг постоянно получает новые сигналы и вынужден сохранять некоторые из них, хотя место уже занято предыдущим опытом. Пытаясь разобраться в своем мире, мозг связывает новую информацию с ранее полученной, из чего следует, что новые данные постоянно изменяют предыдущие, и отправляет вновь созданные на хранение. Что это значит? Что истинные воспоминания, просачиваясь в предыдущие, переплетаются с ними, как будто появились вместе. Формируется ли таким образом лишь приблизительное представление о реальности? Даже не сомневайтесь. Кстати, этот факт свел бы с ума систему уголовного правосудия.

 

Повторение

Учитывая пристрастие нашего мозга к обобщению, есть ли надежда на формирование надежной долговременной памяти? Правила мозга утверждают, что это возможно. Память может фиксироваться не в момент обучения, а при благотворно влияющем повторении через определенные временные интервалы. Учитывая важность этого вопроса для бизнеса и образования, рассмотрим его детальнее.

Следующий тест задействует фонологическую лупу рабочей памяти. Посмотрите на ряд знаков в течение 30 секунд, затем закройте их, прежде чем начнете читать следующий абзац.

3 $8? A% 9

Вы можете вспомнить знаки, не подглядывая? А не повторяя их в уме? Не волнуйтесь, если у вас не получается. Среднестатистический человек может сохранять в уме около семи единиц информации менее 30 секунд! Если ничего не происходит за этот короткий промежуток времени, то информация будет утрачена. Если вы желаете продлить это время, скажем, до нескольких минут или до одного-двух часов, нужно повторно подвергать себя восприятию. Это называется повторением информации (вслух или про себя с целью сохранения ее в кратковременной памяти). Мы знаем, что повторение обеспечивает сохранность информации в рабочей памяти, но, как известно, на короткое время. Однако существует и более эффективный способ перевода информации в долговременное хранилище. Для того чтобы объяснить, как это делается, расскажу вам о том, как я впервые увидел смерть своими глазами. Точнее сказать, я стал свидетелем гибели восьми человек. Будучи сыном кадрового разведчика военно-воздушных сил, я часто видел военные самолеты в небе. Но однажды, подняв глаза к небу, я заметил, как грузовой самолет, выполнявший маневры, которых раньше я никогда не видел, сорвался и полетел вниз. Самолет упал в 150 метрах от того места, где стоял я, и до меня докатилась взрывная волна.

Что можно было проделать с новой информацией? Я мог сохранить ее исключительно для себя, а мог поделиться ею со всеми. Я выбрал второй вариант и тотчас же поспешил домой, чтобы рассказать обо всем родителям и друзьям. Мы встретились и принялись обсуждать случившееся, попивая прохладительные напитки. Шум турбин. Удивление. Страх. Каким бы ужасным ни было происшествие, постоянные разговоры о нем на протяжении следующей недели порядком надоели. Один из учителей даже запретил поднимать эту тему во время уроков, угрожая надеть на нас футболки с надписью «Я достаточно много сказал».

Почему же я все еще помню детали случившегося? Боязнь, что учитель выполнит угрозу, пересиливала желание поделиться приобретенным опытом. Постоянные разговоры после происшествия обеспечили регулярное повторение основных фактов с детальным изложением впечатлений. Данный феномен называется развивающим повторением — и это наиболее эффективный инструмент для точного воспроизведения информации. Многочисленные исследования подтвердили, что обсуждение или обдумывание события непосредственно после происшествия улучшает его запоминание, несмотря на различия между видами памяти, участвующими в его сохранении. Эту тенденцию особенно важно учитывать служащим правоохранительных органов — иными словами, свидетеля следует допросить сразу же после преступления.

Эффективность повторения нам всеобъемлюще продемонстрировал Эббингауз еще сто лет назад. Он даже разработал «кривую забывания», которая подтверждает, что забывание происходит в основном в течение первых часов после первоначального воздействия стимула. Ученый привел доказательства того, что этих потерь можно избежать при помощи планомерного повторения. В этом случае время имеет большое значение, и я предлагаю рассмотреть этот аспект с трех разных сторон.

Ограничить воздействие

Памяти, как и цементной смеси, чтобы приобрести постоянную форму, нужно длительное время. Пока происходит «застывание», человеческая память подвержена изменениям — вероятно, потому, что новая кодируемая информация может изменять и переносить ранее созданные отпечатки (энграммы). Такое происходит в случаях, когда информация подается непрерывными блоками, как в большинстве школ и кабинетов. Вероятность возникновения подобной путаницы возрастает, если информация без повторений, непрерывным потоком вливается в головы обучающихся, словно в деревянные формы. К счастью, этого не происходит, когда знания передаются вперемежку с определенными циклами повторения, разделенными интервалами. Более того, повторение усвоенного материала через определенные промежутки времени обеспечивает наиболее эффективное фиксирование воспоминаний в памяти. Почему? Когда электрическое воспроизведение информации, которую нужно усвоить, происходит путем многократных повторений, участвующие в этом нейронные сети понемногу преобразуют общие представления и не пересекаются с сетями, ранее задействованными для сохранения подобных знаний. Согласно описанной концепции, непрерывные циклы повторения формируют опыт, который добавляется в базу знаний, а не переплетается с уже имеющимся.

При воспроизведении яркого впечатления в мозге становится активной нижняя часть левой доли префронтальной коры. Исследования ее активности при помощи функциональной магнитно-резонансной томографии в процессе обучения ясно показывают, происходит ли воспроизведение сохраненной информации. Активность настолько четко прослеживается, что экспериментаторам не нужно даже задавать вопросы, чтобы установить, происходит ли воспроизведение. Они просто видят на приборе показатели активности в нижней части префронтальной коры.

Учитывая этот факт, ученый Роберт Вагнер провел эксперимент с участием двух групп студентов, которым было предложено запомнить перечень слов. Первой группе предоставлялся весь массив информации для повторения и заучивания, второй — слова представлялись через длительные интервалы времени и заучивать их не разрешалось. Результаты точности воспроизведения в первой группе оказались гораздо хуже, чем во второй; активность левой нижней части префронтальной коры была значительно ниже. Эти результаты привели профессора психологии Гарвардского университета Дэна Шактера к следующему умозаключению: если у вас есть всего неделя на изучение материала и возможность десять раз позаниматься, лучше проводить повторение десять раз через временные интервалы, чем стараться охватить всё за один раз.

Взаимосвязь между памятью и повторением ясна. Планомерное представление информации необходимо для ее воспроизведения в дальнейшем. Если вы хотите улучшить качество воспроизведения, то следует тщательно продумать, как представить данные. Тщательно проработанное представление информации и фиксированные временные интервалы обеспечат самое четкое воспроизведение. Изучение наиболее эффективно, когда информация вводится в память постепенно, а не подается крупным массивом за один раз. Почему же мы применяем данную модель в школе и на работе? Отчасти потому, что преподаватели и бизнесмены не читают регулярно журнал Neuroscience. А еще потому, что нам пока точно не известно, какими должны быть интервалы. Впрочем, это не значит, что ученые не исследовали вопрос временного аспекта. Как раз на основе его изучения выделяют два типа консолидации: быструю и медленную. Для того чтобы объяснить влияние времени на формирование воспоминаний, я хотел бы рассказать, как познакомился со своей супругой.

Вызвать интерес

Когда я впервые увидел Кэри, я встречался с другой девушкой. Но Кэри мне запомнилась. Она была очень привлекательна и мила. Кроме того, как талантливого композитора ее номинировали на премию «Эмми». Мы оба стали свободны полгода спустя после знакомства, и я незамедлительно пригласил ее на свидание. Мы отлично провели время, и я все больше и больше думал о ней. Оказалось, она обо мне тоже. И я снова пригласил ее на свидание, и вскоре мы начали видеться регулярно. При каждой нашей встрече на протяжении двух месяцев у меня учащенно билось сердце, в животе порхали бабочки и становились влажными ладони. Чтобы мой пульс ускорился, мне даже не нужно было видеть Кэри — достаточно было взглянуть на фотографию или услышать аромат ее духов или просто музыку! Даже мгновения хватало, чтобы погрузиться в состояние восторга на долгое время. Я понял, что влюбился.

Что же вызвало такие изменения? Чем чаще я виделся с этой замечательной девушкой, тем более восприимчивым к ее присутствию становился, тем менее сильный «импульс» (например, запах духов) вызывал более сильную «ответную реакцию». Этот долгодействующий эффект продолжался около месяца. Оставляя описание сердечных переживаний поэтам и психиатрам, обратимся к вопросу о том, почему усиливающееся ограниченное воздействие приводит к усилению ответной реакции и обусловлено процессом обучения нейронов. Нет, это не связано с романтикой, данное явление называется долговременная потенциация.

Для того чтобы описать долговременную потенциацию, нам следует покинуть высокий мир поведенческих исследований и погрузиться в более интимный мир клеток и молекул. Представьте, что мы смотрим в чашку Петри, где находятся два нейрона гиппокампа, образовавшие синаптическое соединение. Я назвал пресинаптический нейрон учителем, а постсинаптический — учеником. Задача нейрона-учителя — передача клетке-ученику информации, электрической по своей природе. Давайте простимулируем нейрон-учитель, чтобы он послал электрический сигнал ученику. На некоторое время ученик получает сигнал и возбужденно загорается в ответ. Синаптическое взаимодействие между ними на время усиливается — этот феномен называется ранней долговременной потенциацией синаптической передачи.

К сожалению, возбужденное состояние длится один-два часа. Если нейрон-ученик не получает той же информации от учителя в течение 90 минут, его возбуждение проходит. Иначе говоря, нервная клетка возвращается в исходное состояние и ведет себя так, будто ничего не происходило; она готова принимать другой сигнал.

Очевидно, что ранняя долговременная потенциация противоречит целям нейрона-учителя, как, впрочем, и всех учителей. Как добиться того, чтобы изначальное возбуждение стало постоянным? Можно ли каким-то образом трансформировать кратковременную ответную реакцию в долговременную?

Поверьте, такой способ существует. Информация должна повторяться через определенный интервал времени. Если сигнал посылается клеткой-учителем только один раз, возбуждение клетки-студента будет временным. Но если повторять его через определенные промежутки (для клеток в чашке Петри он составляет десять минут и повторяется три раза), взаимоотношение между нейроном-учителем и нейроном-студентом изменяется. Как изменились и наши отношения с Кэри после нескольких свиданий. Теперь от «учителя» требовалось подавать сигнал меньшей силы для получения более сильной ответной реакции со стороны «ученика». Такая ответная реакция называется поздней долговременной потенциацией. Даже в крошечном мире нейронов планомерное повторение тесно связано с процессом обучения.

Временной интервал, необходимый для синаптической консолидации, измеряется в минутах и часах, поэтому она называется быстрой консолидацией. Однако кратковременность этого периода не отменяет его важности. Любые действия — поведенческие, фармакологические или генетические, — вмешивающиеся в созданную взаимосвязь, блокируют формирование памяти в целом.

Такие данные свидетельствуют о том, что повторение имеет огромнейшее значение для обучения, по крайней мере если речь идет о двух нейронах в чашке Петри. А как обстоят дела с учениками в классе? Довольно простой мир клетки отличается от сложного мира мозга. Отдельный нейрон не имеет сотни синаптических связей с другими нейронами.

Таким образом, консолидация измеряется длительными временными промежутками, что подводит нас к вопросу о ее эффективном конечном использовании. Иногда данный феномен называют системной консолидацией, или медленной консолидацией. Как вы сможете убедиться далее, термин «медленный» — более подходящий.

Разговорчивая супружеская пара

Чтобы продемонстрировать различия между синаптической и системной консолидацией, приведем в пример ядерное уничтожение. 22 августа 1968 года холодная война была в разгаре. В это время я изучал историю в старших классах школы и жил на базе ВВС в Центральной Германии, к сожалению, вблизи возможного эпицентра ядерного взрыва в случае выхода на сцену конфликта Европы.

Если бы вы побывали на моем уроке истории, он вам не понравился бы. Прежде всего, из-за монотонной манеры изложения темы о Наполеоновских войнах. Учительнице, француженке по происхождению, явно не хотелось находиться с нами в классе. И ее настроение не способствовало моей концентрации, так как при этом я был обеспокоен событиями предыдущего дня. Утром 21 августа 1968 года страны — участницы Варшавского договора ввели войска на территорию Чехословакии. Наша база военно-воздушных сил была вызвана по тревоге, и мой отец уехал накануне вечером. И все еще не вернулся домой.

Учительница указала на большую красивую картину, на которой была изображена битва под Аустерлицем, монотонно рассказывая о Наполеоновских войнах. Вдруг над самым моим ухом послышался раздраженный голос: «Разве я должна повторять дважды?» Очнувшись от рассеянности, я увидел, что учительница стоит возле моей парты. Откашлявшись, она повторила: «Я спрашиваю: кто был противником Наполеона в этих войнах?» Внезапно до меня дошло, что она обращается ко мне, и я выпалил первое, что пришло мне в голову: «Войска Варшавского договора! Нет? Подождите! Советский Союз!» К счастью, учительница обладала чувством юмора и отнеслась с пониманием к событиям того дня. Когда класс разразился хохотом, она тотчас оттаяла и, потрепав меня по плечу, вернулась к своему столу, качая головой. «Главным противником была коалиция русских и австрийских войск, — она сделала паузу. — И Наполеон разгромил их».

В воспроизведении воспоминания о той позорной ситуации сорокалетней давности мне помогали многие системы памяти. Поэтому сейчас я бы хотел описать вам временные рамки системной консолидации.

Как и при битве под Аустерлицем, история формирования нейронных связей объединяет несколько войск нейронов: во-первых, кора головного мозга — этот тонкий, словно папиросная бумага, слой нейронов, окутывающий мозг, подобно воздуху, обволакивающему поле сражения; во-вторых, средняя часть височной доли, где приютился хорошо известный и часто упоминаемый старый солдат — гиппокамп. Эта драгоценность короны лимбической системы участвует в формировании долговременной памяти. (Этот психический процесс мы рассмотрели на примере взаимоотношений «учитель — ученик» между нейронами гиппокампа.)

Какова связь между корой головного мозга и средней височной долей, становится понятно из процесса формирования долговременной памяти. Нейроны «прорастают» из коры головного мозга в височную долю, что позволяет гиппокампу подслушать информацию, получаемую корой. Выполняя функцию разведчика, ветвистая сеть также проникает из височной доли в кору. Такая сложная обратная цепь позволяет гиппокампу отдавать приказы кортикальным областям, ранее получившим сигнал, и одновременно принимать информацию от них. Таким вот причудливым образом в мозге формируются воспоминания. В результате действий упомянутой коалиции создается долговременная память. Тем не менее, как обеспечивается прочность воспоминаний, не совсем понятно даже после тридцати лет исследований. Впрочем, науке известны некоторые особенности взаимодействия этих участков головного мозга.

1. Сенсорную информацию гиппокамп получает от коры головного мозга, и воспоминания формируются в коре путем обратной связи.

2. Электрический контакт обеспечивается поразительной «общительностью» нейронов этих двух областей мозга. Спустя долгое время после получения сигнала гиппокамп и соответствующие нейроны коры головного мозга все еще продолжают «болтать» о нем. В описанный мной день я уже лег спать, а мой гиппокамп был занят тем, что передавал сигналы коре головного мозга об Аустерлице, вновь и вновь проигрывая воспоминания в памяти, пока я спал. Такой автономный процесс выступает безапелляционно в пользу режима сна. Важной роли ночного отдыха в обучении посвящена .

3. Так как эти две области головного мозга активно задействованы, создаваемые ими воспоминания непостоянны и изменчивы. Но на этом процесс не заканчивается.

4. Через некоторое время гиппокамп оставляет в покое кору головного мозга, что позволяет мозгу запомнить событие. Далее следует важное разбирательство. Гиппокамп отключается только в том случае, если корковая память полностью консолидирована, то есть кратковременная, изменчивая память преобразована в надежную и постоянную. Этот процесс представляет собой суть системной консолидации и включает комплексную реорганизацию областей мозга, обеспечивающих поддержку соответствующих энграмм.

Сколько же необходимо времени, чтобы отправить определенную информацию на долговременное хранение в абсолютно неизменном виде? Другими словами, сколько времени должно пройти, чтобы гиппокамп перестал взаимодействовать с корой головного мозга? Часы? Дни? Месяцы? Ответ удивляет практически всех. Правильный ответ — годы.

 

Память в движении

Помните пациента Г. М., которому удалили гиппокамп, тем самым лишив его способности кодировать новую информацию? А это значит, он совершенно не запоминал и новых знакомых, и каждый раз людям приходилось с ним знакомиться заново. Неспособность мозга кодировать и сохранять новую информацию называется антероградной амнезией. Однако у знаменитого пациента была еще и ретроградная амнезия — потеря памяти о прошлых событиях. Спроси вы Г. М., что произошло за три года до операции, за семь лет до операции, он не смог бы ответить. У больного начисто отсутствовали воспоминания. Если бы это было все, что вы знали о Г. М., можно было бы сделать вывод, что потеря гиппокампа приводит к полному уничтожению памяти. Однако же это не так. Г. М. отлично помнил о далеком прошлом, например о детстве. Он помнил свою семью, подробности различных событий и т. д. Приведу отрывок диалога между ним и ученым, наблюдавшим его долгие годы.

Ученый. Вы можете вспомнить какое-нибудь особенное для вас событие, например Рождество, день рождения, Пасху?

(Напомню, что этот человек не способен был запомнить, что встречался раньше с человеком, задающим ему этот вопрос, хотя тот работал с ним уже на протяжении десятилетия.)

Г. М. У меня есть некоторые мысли о Рождестве.

Ученый. И какие же?

Г. М.  Ну, мой отец был с юга, поэтому не праздновал Рождество так, как принято тут, на севере. То есть мы не ставили елки и всякое такое. Он переехал на север, хотя и родился южнее Луизианы. Еще я помню название городка, в котором он родился.

Если Г. М. может вспомнить конкретные подробности о событиях далекого прошлого, должна существовать точка отсчета, с которой начинается потеря памяти. И где она? В результате подробных исследований было установлено, что память пациента начинает пропадать на границе одиннадцатилетнего периода, предшествующего операции. Если построить график его памяти, то он бы начинался с максимальной отметки и сходил на ноль за одиннадцать лет до операции, — такой память Г. М. осталась навсегда.

Что это означает? Гиппокамп был задействован во всех процессах формирования памяти, и его потеря должна была привести к полному разрушению памяти — полностью стереть воспоминания. Но этого не произошло. Гиппокамп участвует в формировании памяти о событии в течение более чем десяти лет с момента, когда воспоминание было подготовлено к долговременному хранению. Затем каким-то образом память использует другую область, не поврежденную у Г. М., в результате чего он помнил некоторые ранние события. На примере таких пациентов мы убеждаемся в том, что гиппокамп связан с новыми энграммами в течение нескольких лет. Не дней. Не месяцев. А лет. Даже десятилетие или больше. Системная консолидация, обеспечивающая преобразование неустойчивой памяти в долговечную, занимает годы. В течение этих лет память отнюдь не стабильна.

Разумеется, сразу же возникает множество вопросов. Куда направляется память в течение этих лет? Для определения пути памяти в нейронных дебрях мозга физиолог Джозеф Леду ввел термин «кочующая память». Но это не дает нам ответа на вопрос. До сих пор никто не знает, что происходит при этом с памятью. Почему гиппокамп разрывает отношения с корой головного мозга после многолетнего их поддерживания? Где хранятся воспоминания, когда процесс консолидации завершен? По крайней мере, ответ на последний вопрос более ясен. Память покоится в области, похожей на ту, которая знакома киноманам по фильмам «Волшебник из страны Оз», «Машина времени» и «Планета обезьян».

Фильм «Планета обезьян» вышел на экраны в 1968 году, как раз в тот год, когда в Чехословакию ввели войска стран Варшавского договора; в нем затрагиваются апокалиптические темы. Главный герой, космонавт Джордж Тейлор, которого сыграл Чарлтон Хестон, высаживается на планете, которой правят обезьяны. Убежав в конце фильма от стаи злобных обезьян, Тейлор прогуливается по пляжу. Внезапно он что-то замечает и падает на колени. Он кричит: «Они сделали это! Будь они прокляты!» — бьет кулаками о землю и всхлипывает.

Когда камера показывает общий план, мы видим очертание хорошо известной скульптуры. Это статуя Свободы, наполовину погруженная в песок. Нам становится понятна реакция персонажа. После того как он проделал свой сложный путь, оказалось, что он никогда не покидал Землю. Конечный пункт прибытия был тем же самым, что и пункт отправления; разница заключалась только во времени. Корабль Тейлора потерпел крушение в далеком будущем, в постапокалиптическую эпоху правления обезьян. Когда я впервые задумался над тем, где хранятся консолидированные воспоминания, мне сразу вспомнился этот фильм.

Вы помните, что гиппокамп получает информацию от коры головного мозга по нейронным сетям, а также посылает ее обратно. Вербальная память тоже сохраняется в корковой системе, участвующей в обработке первичного сигнала. Иными словами, последним пристанищем для воспоминаний служит тот же участок мозга, который был отправной точкой, а отделяет их время, а не место. Такие данные важны не только для хранения воспоминаний, но и для воспроизведения. Воспроизведение полностью сформированной энграммы через десять лет может стать попыткой реконструировать момент первичного обучения, когда воспоминаниям было всего несколько миллисекунд от роду! Как происходит этот процесс?

1. Долговременная память формируется в результате синаптических изменений в коре головного мозга в ходе многочисленного упорядочения воспоминаний.

2. Процесс упорядочения контролируется гиппокампом в течение нескольких лет.

3. Передача информации между корой и височной долей прекращается, и обновленный, более глубокий след навсегда сохраняется в коре головного мозга.

4. Механизм воспроизведения может реконструировать исходные следы нейронов, задействованных при первых моментах обучения.

 

Забывание

Российский журналист Соломон Шерешевский (родился в 1886 году), по всей вероятности, обладал невероятной памятью. Исследователи предложили ему запомнить перечень, состоящий из обычных комбинаций букв и цифр, а затем провели тест на воспроизведение. Ему разрешалось смотреть на каждое слово в течение 3–4 секунд, и ему отлично удалось воспроизвести весь список, несмотря на то, что он включал более 70 элементов. Он даже мог повторить его в обратном порядке.

В одном из экспериментов Шерешевскому предложили запомнить сложную формулу из букв и чисел, которая состояла из 30 знаков. После проведения теста (с которым Шерешевский отлично справился) исследователи хранили результат в течение 15 лет, после чего вновь предложили Шерешевскому воспроизвести ту же формулу. Без малейших колебаний он тотчас безошибочно восстановил ее. Шерешевский настолько легко, детализированно и навсегда запоминал данные, что утратил способность организовывать их в значимые модели. Он жил словно в постоянной снежной буре, на протяжении всей жизни его ослепляли снежинки несвязанной чувственной информации. Он не видел целостной картины, не мог сфокусироваться на общем между отдельными фрагментами опыта и раскрыть большие, повторяющиеся наборы данных. Поэзию с ее метафорами и сравнениями он не воспринимал. Более того, не мог понять значение предложения, которое читал. Шерешевский был не способен забывать информацию, что повлияло на работу его мозга.

Последний этап обработки вербальной информации — забывание. Этот этап памяти имеет большое значение для наших способностей, помогая расставить акценты в отношении значимости событий. Иначе события, не связанные с выживанием, заняли бы столько же места в нашем сознании, сколько и опасные для жизни ситуации. Следовательно, мозг не присваивает им высокую степень приоритетности — он делает их менее стабильными. И мы забываем их.

Существует несколько типов забывания, которые определил в своей книге The Seven Sins of Memory («Семь грехов памяти») Дэн Шактер, первый исследователь данного феномена. Состояние «на кончике языка», рассеянность, защитные механизмы, ошибка атрибуции, байес, внушаемость — этот список похож на комнату ужасов, предназначенную для студентов и бизнесменов. Все эти психологические явления имеют общую черту: они позволяют отказаться от одной информации в пользу другой. И этот способ действия помог людям завоевать Землю.

 

Идеи

Как же можно использовать данную информацию, чтобы завоевать класс или кабинет? Исследуя временной аспект повторного представления информации в той области, которая обеспечила бы эффективное сотрудничество исследователей и участников. Например, мы не знаем, какое значение это имеет для маркетинга. Как часто следует повторять сообщение, чтобы люди совершили покупку? Что служит определяющим фактором в вопросе о том, сохранится ли информация в их памяти полгода или год спустя?

Минуты и часы

Стандартный учебный день среднестатистического старшеклассника разделен на пять или шесть 50-минутных периодов восприятия (непрерывного) потока неповторяющихся данных. Как нужно пользоваться этим информационным брандспойтом, исходя из особенностей функционирования кратковременной памяти? Пожалуй, это был бы самый необычный опыт в мире. Я представляю себе это так: в школе будущего уроки разделены на 25-минутные модули, циклично повторяющиеся на протяжении всего дня. В течение 25 минут излагается предмет А — это первая подача информации. Спустя 90 минут содержание 25-минутного урока по предмету А повторяется, а еще через время — повторяется в третий раз. Все уроки проводятся таким образом. Так как график повторений замедляет процесс усвоения информации в полном объеме, учебный год продлевается за счет лета.

Дни и недели

Как нам уже известно благодаря Роберту Вагнеру, многочисленные повторения в течение дней и даже недель приносят значительную пользу. В школе будущего каждый третий или четвертый день станут отводить на повторное рассмотрение информации, полученной в течение предшествующих 72–96 часов. В течение этих «каникул для повторения» предыдущая информация преподносится в сокращенной форме. Ученики смогут проверить свои записи, сделанные при первом получении информации, сравнить их с тем, что учитель будет рассказывать при обзоре. Таким образом обеспечивается лучшая обработка информации, а учителя передают ее более точно. Проверочные упражнения станут регулярной и обязательной частью учебного процесса как для учителей, так и для учеников.

Вероятно, такая модель приведет к отказу от домашних заданий, ведь цель домашнего задания — повторение изученного. Но если этот этап предусмотрен расписанием учебного дня, то в дальнейших повторениях нет острой необходимости. Это не значит, что выполнять домашние задания не важно — просто в школе будущего в них отпадет потребность.

Может ли подобная модель работать в действительности? Такая модель еще не исследована, поэтому возникает множество вопросов. Действительно ли для положительного результата необходимы три повторения каждого предмета в течение дня? Для всех ли предметов требуется такое повторение? Может ли принцип чередования повредить обучению в результате наложения повторяющейся информации? Нужны ли «обзорные каникулы», и если да, должны ли они происходить каждые три-четыре дня? Мы пока не знаем.

Годы

Сегодня от учеников ожидают усвоения определенных знаний в определенном классе. Возникает вопрос об устойчивости этих знаний после того, как ученик окончит определенный класс. Учитывая тот факт, что системная консолидация занимает годы, возможно, концепция соответствия получения знаний определенному классу требует пересмотра? Возможно, с позиций долговременной перспективы учебный процесс нужно строить по принципу инъекций для поддержания иммунитета, то есть повторять определенную информацию ежегодно или раз в полгода?

В придуманной мной школе так и происходит. Повторение начинается с постоянных и детальных обзоров таблицы умножения, обыкновенных и десятичных дробей. Изучение впервые происходит в третьем классе, полугодовые и ежегодные обзорные уроки продолжаются до шестого. По мере того как математические навыки оттачиваются, содержание повторяемого материала меняется для улучшения понимания. Но цикл соблюдается. В моей модели подобное повторение занимает долгое время, что принесет огромную пользу при изучении любого предмета, особенно иностранных языков.

Наверное, вы слышали о том, что многие корпорации, особенно работающие в технических областях, недовольны уровнем подготовки выпускников американских вузов, которых они принимают на работу. Им приходится тратить деньги на переподготовку новых сотрудников, чтобы те приобрели базовые навыки, которым обучают в колледже. В моих мечтах инженерные компании и инженерные колледжи — партнеры. Такой подход позволил бы восполнить пробелы при помощи последипломного повторения. Упражнения на повторение начинались бы через неделю после окончания вуза и продолжались в течение первого года работы. Какова их цель? Повторить важные технические дисциплины, касающиеся новой работы. Путем исследования были бы определены не только темы, но и оптимальный интервал между повторениями.

Моя фантазия позволяет распределить учебную нагрузку между компанией и вузом, перенеся процесс получения степени бакалавра в рабочую среду. Подобный тандем бизнесменов и исследователей обеспечит компаниям доступ к последним достижениям в их областях деятельности (и предоставит ученым информацию о современных практиках, с которыми сталкиваются профессиональные работники). В моих фантазиях данная модель обучения стала настолько популярной, что многие опытные инженеры тоже посещают курсы усовершенствования, шагая плечом к плечу с молодым поколением. Старая гвардия удивлена тем, сколько же она успела позабыть и насколько полезно для ее работы подобное повторение в тандеме с исследователями и молодыми студентами.

Мне хотелось бы заверить вас, что все это будет работать, а пока могу лишь сказать, что в момент обучения память непостоянна — повторения делают ее таковой.

 

Резюме

• Большая часть информации исчезает из памяти в течение нескольких минут после восприятия, но та, которая переживет этот период, со временем закрепится.

• Долговременная память формируется благодаря «диалогу» между гиппокампом и корой головного мозга, впоследствии прерывающегося, — и этот процесс занимает годы. Воспоминания фиксируются в коре головного мозга.

• Мозг рисует нам лишь приблизительную картину реальности, так как он смешивает новые знания с воспоминаниями из прошлого и хранит их как единое целое.

• Долговременную память можно сделать более надежной, если вводить новую информацию постепенно и повторять через определенные промежутки времени.