 |
РУБРИКИ |
Память и научение - (реферат) |
РЕКЛАМА |
||
|
Память и научение - (реферат)Память и научение - (реферат)Дата добавления: март 2006г. ОГЛАВЛЕНИЕ Память —самая долговечная из наших способностей. В старости мы помним события детства восьмидесятилетней, а то и большей давности. Случайно оброненное слово, может воскресить для нас, казалось, давно забытые черты лица, имя, морской или горный пейзаж. Память определяет нашу индивидуальность и заставляет действовать тем или иным способом в большей степени, чем любая другая отдельно взятая особенность нашей личности. Вся наша жизнь есть не что иное, как путь из пережитого прошлого в неизвестное будущее, освящаемый лишь в то ускользающее мгновение, тот миг реально испытываемых ощущений, который мы называем “настоящим “. Тем не менее настоящие —это продолжение прошлого, оно вырастает из прошлого и формируется им благодаря памяти. Именно память спасает прошлое от забвения, не дает ему стать таким же непостижимым, как будущее. Иными словами, память придает направленность ходу времени. Для каждого из нас память уникальна. Память позволяет нам осознавать и собственную индивидуальность, и личность других людей. Лишившись памяти, человек утрачивает собственное “ я “, перестает существовать. Вот почему так бесконечно интересны и пугающи клинические случаи потери памяти. Человеческая память закодирована в десяти миллиардах нервных клеток, образующих наш мозг, и в десяти триллионах связей между этими клетками. Следы памяти —это живые процессы, которые трансформируются и наполняются новым содержанием всякий раз, когда мы их оживляем. Многие люди жалуются на плохую память. Но ведь объем и продолжительность запоминания информации поистине удивительны. Самый важный вопрос: как мы запоминаем? Каким образом мельчайшие подробности повседневного существования, пережитые в детстве радости и унижения, прозаические детали ужина или случайный набор цифр на номере промелькнувшего автомобиля остаются запечатленными в смеси молекул, ионов, белков и липидов, из которых состоят десять миллиардов клеток нашего мозга? Такое количество клеток трудно даже вообразить. Но представьте себе, что число нейронов в мозгу любого человека втрое больше числа живущих на Земле людей, а если подсчитывать связи между этими нейронами со скоростью одна связь в секунду, то потребуется от трех до тридцати миллионов лет, чтобы завершить подсчет. Этого вполне достаточно, чтобы хранить воспоминания о всей прошедшей жизни.... Есть еще одна проблема. На протяжении нашей жизни каждая молекула тела многократно изменяется, клетки отмирают и тоже заменяются новыми, связь между ними устанавливается и рвутся тысячи, а возможно, и миллионы раз. Тем не менее в ходе этого всеобъемлющего процесса, который и составляет существо биологической жизни, память сохраняется. Любая компьютерная память перестает существовать, если все детали машины подвергаются такой же замене. Память, связанная со структурами мозга и происходящими в них процессами, сохраняется так же, как сохраняются формы тела, несмотря на непрерывный круговорот его молекулярных компонентов. Мы принимаем наш технологизированный мир и использование в нем памяти как что-то само собой разумеющееся. Мы оставляем друзьям послания автоответчиках или в компьютерах, справляемся по памятным книжкам относительно еще не занятых дней и посылаем записки коллегам, организуя обед, посещение театра или собрания, наконец, отмечаем, что у нас есть в холодильнике и что необходимо купить. Все эти фактыиндивидуальной памяти, но акты, в которых мы прибегаем к средствам, лежащим вне нас, для того чтобы дополнить или заменить внутреннюю систему памяти, связанную с мозгом. Так было не всегда. Наши воспоминания индивидуальны, но они формируются в процессе коллективной, общественной жизни людей, которая влияет и на сами механизмы мозговой деятельности. У каждого из нас и у общества в целом разнообразные технические средства —от таких древних, как письмо, до новейших электронных устройств —трансформируют восприятие и способы использования памяти. Чтобы понять работу памяти, необходимо понять природу и динамику процесса этой трансформации. Большая часть истории человечества протекла до появления современных технологий, даже до появления письменности. В первобытных сообществах память о жизни отдельных людей, истории семей и племен передавалась в устной форме. То, что не удерживалось в индивидуальной памяти или не передавалось в процессе устного общения, навсегда забывалось. Воспоминания людей, внутренние следы их прошлого опыта должны были быть самыми хрупкими сокровищами. В таких бесписьменных культурах памяти подлежала постоянному упражнению, а воспоминания —сохранению и обновлению. Особые люди —старейшины, барды —становились хранителями общественной культуры, способными пересказывать эпические повествования, в которых запечатлевается история любого общества. При этом каждый пересказ в те времена становился уникальным —это был неповторимый продукт сиюминутного взаимодействия между рассказчиком, его способностью помнить прошлые пересказы и конкретной аудиторией. Хотя еще жива концепция памяти в этом глубоком, коллективном смысле, новые технические средства меняют природу запоминания. Магнитофоны и видеомагнитофоны, а также письменная регистрация событий не только усиливают память, но и замораживают ее, придают ей фиксированный, линейный характер; они закрепляют ее и в то же время не дают ей развиваться и трансформироваться во времени, подобно тому как жесткий наружный скелет насекомых или ракообразных одновременно защищает и стесняет его обладателя. Вспомним, например, как в 1990 году лидеры мирового европейского движения собрались в Ваннзе —вилле на берегу озера, где Гитлер, Гейдрих и прочие почти пятьдесят лет назад подготовили план “окончательного решения европейской проблемы “. Как писал тогда Элие Визель, нужно было продемонстрировать, что “память сильнее чем ее враги.... , о которых многие немцы и немки в прошлом старались не говорить и не помнить “. Это был акт групповой памяти одной стороны, противостоящий акту общественной амнезии у другой; но этот акт памяти не ограничивался устными выступлениями: он был подкреплен письменными текстами, звуковыми записями и прежде всего видимыми образами на фотографиях и кинопленке —потрясающими до ужаса изображениями, которые теперь в умах и памяти даже тех, кто был далек от запечатленных событий. Контраст со старыми, основанными на устной традиции культурами не мог бы быть более явным. Разумеется, многие современные национальные и этические конфликты порождены аналогичными, многократно усиленными коллективными воспоминаниями и коллективной амнезией. “О природе и местонахождении памяти мы знаем не больше древних греков, читавших центром разума диафрагму”, — писал еще недавно американский математик Джон фон Нейман. Следует отметить, что в настоящее время в результате феноменальных успехов нейрофизиологии и биохимии дело обстоит не совсем так. Сегодня познания ученых в этом тысячелетия волнующем их вопросе значительно богаче. Человек запоминает всегда больше, чем ему кажется. Известный канадский нейрохирург Уайлдер Пенфилд во время операции на мозге раздражал электрическим током различные теменные участки коры полушарий оперируемого. В зависимости от места раздражения пациент, несмотря на местный наркоз, то совершенно ясно видел входивших в операционную людей, то слышал давно забытые разговоры, вспоминал даже военный марш, неизвестно когда и где им услышанный. Следовательно, однажды полученные впечатления могут находиться вне фокуса внимания, но полностью не исчезают. Что же все-таки представляет собой память? Каков механизм ее “работы”? Участвует ли в этой работе весь мозг или только отдельные его клетки? Разнообразные учения и религиозные течения древних по-разному отвечают на эти вопросы. Так, в античной Греции Платон и Аристотель считали, что голова и сердце—соперничающие хранилища человеческой души. Как пишет Платон, “мозг доставляет ощущения слуха, зрения и обоняния. Из этих ощущений возникают память и представления, а из памяти и представлений рождается знание”. Постепенно внимание ученых сосредоточивалось на деятельности мозга, точнее — на так называемых желудочках мозга. Но мозгу пришлось вступить в серьезное соперничество с другими органами за право считаться вместилищем человеческого разума, и понадобились годы и столетия, чтобы разгадать загадку, скрытую в костной коробке, которую мы называем черепом. Мы давно уже знаем, что значит хорошая память — естественно, в житейском смысле этого слова. Мечтаем о такой памяти, стремимся ее улучшить. Но что значит хорошая память с научной точки зрения? Как полноценно использовать ее в жизни? Хорошая память, по мнению советского физиологаН. П. Бехтеревой, включаетв себя хорошее запоминание, хорошее хранение и хорошее воспроизведение сигналов. Вспомним, что воспроизвести—это значит извлечь сигнал из памяти, перевести его из долговременной памяти в кратковременную, или, как принято говорить унейрофизиологов, “выявить” сигнал. И, если нужно, после этого снова забыть его. Память многолика. Существует определенный запас сведений, слов, понятий, образов, которые хранятся в памяти, как в арсенале, всю жизнь; это собственное имя, образы матери, отца, родной язык, понятие родины и т. д. Все это долговременная память. Но существует и кратковременная, или оперативная, память. Например, нужно не забыть на завтрашнем собрании сказать слушателям все, что подкрепляет нашу аргументацию и будет способствовать принятию нашего предложения, не упустив ни одного факта, ни одного довода.... Но вот собрание уже состоялось, и все подробности, связанные с ним, отходят на задний план памяти. А бывает и так: поглядев на случайного прохожего, мы можем безошибочно узнать лицо, которое когда-то очень давно было показано нам на фотографии. Как существуют различные виды памяти, так существуют и различные пути и способы ее “подкармливания”. В “кладовую” памяти информация может попадать через зрение (образы, картины), слух (музыка, устная речь), язык (вкус), кончики пальцев (осязание).... Мозг работает и как совершенный магнитофон, и как ультрасовременный киноаппарат, и как.... обыкновенная зарубка, сделанная для напоминания об определенном факте. Разные ученые с различных позиции исследуют возможности памяти и функции мозга. Одни занимаются биохимической стороной вопроса, другие — электрической активностью мозга, третьи — иммунологическими свойствами его структур, четвертые — особенностями дыхания и питания мозговых клеток.... Но всех одинаково интересует, что происходит в мозге, когда он получает новые сведения. В каком виде хранит он формулы органической химии и в каком — яркие метафоры Пушкина. Каким образом все это “пускает в оборот” в случае необходимости. Интересные в этом отношении факты сообщает журнал “Нью-Йорк тайме мэгэзин”. Представьте себе, что вам предложено запомнить трехзначное число 584, — так начинает свою статью Колин Блаймер. Что может быть проще? Хотите — не хотите, но вы будете помнить это число несколько минут. Маленькое усилие воли — и вы вспомните его через час. А при сильном волевом напряжении сумеете хранить его в памяти месяц, в редких случаях— год и уже совсем редко — всю жизнь. Есть, однако, такой американец (назовем его Генри М. ), который лишен удивительного дара памяти. Дефект его имеет не частичный характер, как бывает при медленно развивающемся ослаблении памяти, что наблюдается практически у всех здоровых людей с наступлением старости, а отличается почти тотальным и полным провалом, наступившим сразу же после заболевания, поразившего часть его мозга. Естественно, Генри тотчас стал объектом наблюдения и изучения специалистов. Когда его попросили запомнить названное выше число (584), он был спокоен и сосредоточен минут пятнадцать и неожиданно для всех по истечении этого времени вспомнил число. Но еще удивительнее был способ, который, по его словам, помог ему запомнить это число. “Очень просто, — объяснил Генри. — Запомните прежде всего число 8. После этого сложите его с цифрами, которые ограждают его с двух сторон в комбинации 584, и получите число 17. После этого из суммы вычтите 8, останется 9. Наконец, разделите 9 на две по возможности равные части, получите 5 и 4. Таким образом, у вас появляется и само число 584. Нет ничего легче! ” Генри живет в мире нарушенного восприятия и отсчета времени, но без расстройства пространственного воображения. В памяти его остались только некоторые далекие воспоминания и навыки, выработанные в детстве, но он уже не может приобрести какой бы то ни было новой привычки. Он забыл даже все то, что непосредственно предшествовало операции. Из анализа этого случая можно сделать заключение, что наша память функционирует в двух формах: одна характеризуется быстрым и прямым запоминанием, но стирается в течение нескольких минут; другая накапливает и хранит необходимую информацию всю жизнь. По наиболее распространенным среди психологов представлениям, структурные элементы кратковременной, или оперативной памяти преобразуются в структурные элементы долговременной. Память и ее физические носители до сегодняшнего дня остаются неразрешимой загадкой для специалистов, которые занимаются изучением мозга. Но теоретические концепции природы и характера памяти вышли далеко за пределы описательного созерцания благодаря, в частности, достижениям в области моделирования. Каждая модель имеет свои преимущества и недостатки, так как отражает какой-то частный аспект, частную характеристику памяти. К сожалению, физическая природа и функциональные механизмы мозга настолько специфичны и сложны, что каждый искусственный мозг и даже машинная аналогия памяти — лишь бледное и слабое подражание природе. Тем не менее большинство теоретических концепций и гипотез, касающихся механизмов памяти, сводятся к мысли, что определенные явления и события вызывают определенные изменения в структуре их материальных носителей. Согласно одной гипотезе, актуализация заложенной в памяти информации или ее извлечение связаны с процессами, протекающими в молекулах определенных химических веществ, содержащихся в мозговых клетках, где той или иной структуре каждой молекулы соответствует одно запечатленное в памяти событие или переживание. Подобная гипотеза вовсе не лишена оснований, ибо не только описывает возможный физический субстрат —носитель памяти (новообразованная, или синтезированная, молекула), но и подразумевает механизм кодирования запечатленной информации. Когда мы говорим о мозге, а точнее —о коре головного мозга (особенно о лобной доле), нельзя не поразиться той огромной работе, которая совершается с помощью памяти в момент регистрации внешних и внутренних “событий”. Нам не остается ничего другого, как присоединиться к мнению венгерского психиатраИштвана Харди, который сказал: “Память — это прекрасное озеро души, из неизмеримых глубин которого могут выплывать на поверхность все новые и новые сокровища. Вспомним, как много приходит на ум, когда идешь по улицам городка, в котором давно не был. Естественно, способность к запоминанию различна: одни запоминают подробности, другие — общие взаимосвязи. Индивидуальные особенности характера, интересы, профессия — все влияет на запоминание. Роль эмоциональных факторов тоже очень важна. Любовь и ненависть по-разному формируют наши воспоминания. Известно, что мы сохраняем более прочные воспоминания о любимом человеке, чем о человеке, с которым наша связь была хрупка или не приятна”. В жизни мы нередко сталкиваемся и с забыванием. Неиспользованные своевременно факты и взаимоотношения, неподвижно лежащий груз памяти — все это претерпевает различные изменения. “Ненужные”, уже старые переживания также стираются в памяти. Чаще всего забывание (не вспоминание) связано с мучительными чувствами. Неприятные, вызывающие отрицательные эмоции переживания мы вытесняем из сознания насильственно: ничего не поделаешь, надо забыть! Тысячи исследователей во всем мире стараются сейчас разгадать феномен памяти. Наука, в том числе и наука о мозге, не стоит на месте, знания оструктуре и функциях мозга, о памяти постепенно умножаются. Что мы знаем сегодня о мозге и памяти? Каким образом внешнее событие, информация, принятая рецепторами и переданная в мозг в виде нервного импульса, принимается, поступает и перерабатывается в его сложных нейронных системах? Как формируется реакция на данное событие и устанавливается связь между “входом” и “выходом” воспринимающей системы? Каким образом раз возникшая связь сохраняется в течение определенного времени, а нередко и всей жизни? Какие процессы обеспечивают эти функции нервной системы и составляющих ее нервных клеток? Некоторые ученые считают, что существуют три вида памяти. Первый — непосредственный отпечаток полученной информации, поступающей через наши органы чувств. (Этот процесс можно понять с помощью простого опыта. Закроем глаза, на секунду откроем и снова закроем. Сначала увиденная нами картина помнится ясно, но потом начинает медленно размываться и в конце концов исчезает совсем. Промежуток времени, когда картина еще помнится, очень короток, не более чем—0, 1—0, 5 секунды. ) Большинство же ученых выделяют всего два вида памяти: кратковременная и долговременная. Кратковременная память неустойчива и существует всего какие-то минуты или часы. Долговременная память стабильна и хранит информацию неделями, месяцами, а иногда и всю жизнь. Механизмы кратковременной и долговременной памяти не идентичны, а переход из одной памяти в другуюпостепенен. Долговременная память начинает формироваться сразу после поступления новой информации, и этот процесс продолжается довольно долго. Нервная система высших животных и человека — одно из сложнейших образований организма. Она обеспечивает индивидуальную приспособляемость живых существ к постоянно меняющимся условиям окружающей среды, а также управляет их поведением. Совершенствуя этот аппарат, эволюция не только увеличивала его объем и массу, но и усложняла его конструкцию, состоящую из множества разнообразных элементов — нейронов. Каждый нейрон представляет собой сложную систему для обработки информации и имеет от ста до десятков тысяч синапсов, то есть нейронных связей. В большинстве случаев нейроны работают “коллективно”, при этом возбуждается множество синапсов. Их суммарный потенциал создает доступное измерению электрическое поле, которое можно регистрировать специальными приборами. Каждый сигнал, скажем световой, воспринимается многими рецепторами и преобразуется в нервный (в сущности электрический) импульс, который передается по нервным волокнам большому числу нейронов. Даже простейшее событие (например, включение света) закодировано в мозге пространственно-временной последовательностью импульсов. Каждое конкретное событие отражается в нем индивидуальным характером импульсной активности. Индивидуальность проявляется в виде определенного рисунка, точнее, в виде электрической активности определенного типа, которая записывается писчиком электроэнцефалографа при записи биотоков мозга. Этот тип активности (паттерн, как говорят нейрофизиологи)отличается от другой электрофизиологической активности или, точнее, от другой паттерн-импульсной активности, вызванной иным событием. Память животных оценивается по их реакции на различные раздражители при выработке условных рефлексов. Эта выработка, очевидно, основана на приведении в соответствие друг с другом активности двух групп нейронов: воспринимающих сигналы и формирующих ответы на них. Иными словами, выработка вышеупомянутых рефлексов основана на создании сложных систем связи между нейронами. Видимо, память и представляет собой длительное существование систем межнейронных связей. Было бы неправомерно соотносить память лишь с единичной элементарной нейронной связью или с несколькими такими связями, имеющими одинаковые свойства. Тут скорее сложное переплетение связей с различными параметрами. И в этом смысле в работе нейронов проявляется не линейная синхронность, а пространственная. Нет сомнения в том, что для организмов биологически выгодно обладать различными типами памяти: генетической (видовой), индивидуально приобретенной, иммунной, моторной, эмоциональной, образной, словесно-логической и другими. Благодаря генетической памяти организм передает от поколения к поколению свои наследственные признаки. В сущности, генетическая память — это способность организма развиваться по предварительному “плану”, или, как говорят, по закодированной в организме программе, отражающей в том числе и наследственные болезни по материнской и отцовской линиям. Генетическая память определяется триадой ДНК— РНК — белок и связана с активностью гормонов и ферментов. Так, лицо, конечности, походка субъекта похожи до известной степени на родительские. Это касается и сопротивляемости к некоторым болезням или, наоборот, предрасположенности к ним. Отзачатия до полного своего развития организм дифференцируется и приобретает определенный облик благодаря своей генетической памяти. Генетическая память сохраняет тысячелетнюю историю жизни и очень медленно меняет то, что в ней закодировано. Индивидуально приобретенная память вносит в генетическую поправки, связанные с приспособлением данного индивидуума к окружающей среде. Иммунная память представляет собой способность организма отличать свое от попадающего в него чужого. В широком смысле иммунную память следует понимать как сохранение специфического для организма клеточного строения с характерными для него составными частями. Иммунная память помогает организму бороться с проникшими в него извне микробами, вирусами или паразитами, мобилизуя для их уничтожения клеточную и гуморальную системы защиты и вырабатывая иммунитет (невосприимчивость к подобным “непрошеным гостям”). Иммунная память до недавнего времени интересовала только ограниченный круг ученых-иммунологов. Однако сегодня она привлекает большое внимание хирургов и реаниматоров в связи с изучением пересадки органов. Мгновенная память — отпечаток события, она используется в ситуациях, которые невозможно предвидеть, но которые являются жизненно важными для сохранения индивидуума как представительная деятельность человека в изменяющейся окружающей среде и особенно в среде ссыльной определяется с помощью не мгновенной но более или менее быстрой памяти. Скорость ее образования в каждом случае, несмотря на то что она связана с генетическими особенностями организма зависит от окружающей обстановки. Такое "Несрочное" запоминание в процессе обучения биологически выгодно. И не только потому, что поступающая информация фильтруется и отбирается но и потому, что в мозге она упорядочивается и Скапливается в определенных полях мышления... Благодаря этому облегчаются ассоциативные поиски нужной информации в мозге. Для нормального функционирования человеческой памяти необходимо осуществление ряда процессов. В зависимости от того, какой процесс доминирует у данного человека, возникают и другие типы памяти: моторная, которая состоит из запоминания и воспроизведения движений (у спортсменок, занимающихся художественной гимнастикой, феноменальная моторная память); эмоциональная, которая выражается в запоминании и воспроизведении чувств; образная (зрительная, вкусовая, сливая и т. п. ), которая связана с запечатлением и воспроизведением образов предметов и их свойств; словесно-логическая, которая характеризуется тем, что материалом для запоминания и воспроизведения служат мысли, устная и письменная речь Различая между типами памяти относительны, так как все они связаны друг с другом и взаимодействуют между собой. Фиксирование и воспроизведение увиденного у человека всегда одержит компонент словесного воспроизведения. В то же время запоминание и воспроизведение словесного материала не лишено зрительного компонента. В жизни обычно мы имеем дело с воспроизведением сложной системы восприятии, обладающих винительным числом зрительных, слуховых, тактильных и других элементов. Попытки измерить объем и продолжительность памяти делались еще в 80-е годы XIX века. Известны, например, опыты немецкого психолога Германа Эббингауза, который поставил себе целью измерить “чистое” непосредственное запоминание. Для этого он разработал такой метод запоминания, который позволял изучить процесс запоминания без участия какого бы то ни было вспомогательного (логического) средства. Испытуемым предлагалось запомнить ряд из 5—8 бессмысленных слогов и воспроизвести их. Объем непосредственного запоминания определялся по максимальному числу воспроизведенных слогов или по числу повторений, которые были необходимы испытуемому, чтобы запомнить весь ряд слогов и воспроизвести его полностью. Аналогичные опыты проводились с запоминанием отдельных слов, цифр, фигур и пр. Опыты продемонстрировали, что число элементов, которые человек способен запомнить при однократном предъявлении, составляет 6—7. Это число стали считать средним “объемом памяти”. Когда испытуемому показывали ряд элементов, число которых превышало средний объем, запоминание становилось неравномерным: легче всего запоминались крайние элементы ряда (первые и последние). Явление это называется в психологии “фактором края” и носит нейродинамический характер: средние элементы испытывают двустороннее угнетающее влияние соседних элементов в отличие от элементов, занимающих крайние положения предложенного испытуемому ряда. Существенным в этих опытах было явление реминисценции, которое выражалось в том, что спустя некоторое время испытуемый воспроизводил больше элементов, чем сразу после демонстрации. Исследователи объясняют описанный феномен тем, что после определенной паузы тормозящее влияние соседних элементов ослабевает и воспроизведение начинает протекать при облегченных условиях. С возрастом процесс запоминания претерпевает определенное развитие. Многолетние наблюдения показали, что в раннем детстве этот процесс протекает значительно быстрее, чем в зрелом возрасте, а образовавшиеся “отпечатки” отличаются большей прочностью — сохраняются значительно дольше. Быстрое приобретение в детском возрасте навыков точного овладения родным языком — хорошее тому подтверждение. Кроме того, для детского возраста характерно продолжительное сохранение ярких образов, что у взрослых встречается редко. Но запоминание в детском возрасте имеет и свои недостатки. Обладая прочной памятью, маленькие дети не в состоянии запоминать по указанию то или иное содержание, избирательно задерживать одни и отбрасывать другие образы, запечатлеваемые в памяти. Так же еще очень слабо развита в этом возрасте возможность логического запоминания. Способность кодирования поступающей информации и использования специальных методов запоминания развивается значительно позже — в школьном возрасте. Нет никакого сомнения в том, что память (кратковременная и долговременная) как проявление деятельности всего мозга связана с различными его структурами и представлена соответствующими нейродинамическимипроцессами. Она активно участвует (у человека в этом случае можно говорить о творческой деятельности) в оперативных и динамических фазах фиксирования и извлечения информации. Однако память— очень сложное природное явление и поэтому не вмещается в однозначные определения и формулировки. И еще одна проблема волнует ученых, и не только их. Существует ли феноменальная память? Иными словами, каковы реальные и “сверхреальные” возможности нашего мозга? Ученые согласны в одном отношении: из возможностей, которыми обладает наш мозг, ежедневно используется не более десяти процентов. Научная и популярная литература полны интересных примеров, которые с трудом могут объяснить даже самые крупные специалисты. Бесспорно, первое место принадлежит здесь “чудо математикам”. Примеры известны еще со времен средневековья. Хрестоматиен, например, флорентиец Малебеки — библиотекарь Цезаря Борджа. Он хорошо помнил названия 80 тысяч рукописей и точное место их расположения в библиотеке. Безусловно, это определяло его особое положение при дворе. В наше время в качестве примера часто приводится феноменальная память кассира футбольного клуба“Гурник” (Польша) Леопольда Хельда. Он представлял собой своеобразный живой архив, в котором хранились результаты всех матчей команды и подробности, связанные с ними. На вопрос телевизионного комментатора “Как закончился матч между “Гурником” и “Одером” четыре года назад? ”, Хельд ответил: “Мы выиграли, встреча происходила 18 августа, на стадионе было 27000 зрителей, выручка составила 235 000 злотых, три гола забил Поль и один Шолтишек”. Самым известным из “чудо математиков” был итальянец Иноди. Он не только запоминал исключительно сложные цифровые комбинации, но и мог безошибочно определить, каким днем недели будет, например, 18 октября в 29448723 году. Особенно интересен случай с журналистом С. В. Шерешевским, приводимый в трудах советского психолога А. Р. Лурии. Молодой человек был направлен к профессору для осмотра и наблюдения, так как во время редакционных “летучек” и “планерок” он, единственный из всех сотрудников, не записывал указаний главного редактора. Когда возмущенный начальник потребовал от журналиста ответа, его гнев быстро сменился изумлением. Шерешевский слово в слово повторил всю “планерку” и при этом выразил удивление по поводу того, что его коллеги записывают простые вещи, которые ничего не стоит запомнить. Профессор Лурия наблюдал за Шерешевским на протяжении тридцати лет начиная с 1926 года. Он установил, что возможности памяти журналиста безграничны. При этом он отметил, что восприятие и запоминание зрительных образов сопровождалось одновременным восприятием вкуса, звуков, запахов. Слова также приобретали форму и цвет. Так, например, прослушав тон частотой 2000 колебаний в секунду, Шерешевский заявил: “Похоже на розово-красный фейерверк. Цвет грубый, неприятный, вкус — отвратителен, что-то вроде пересоленных щей.... Им можно поранить руку”. Память этого человека была практически безграничной в своей продолжительности —и спустя двадцать лет он безошибочно воспроизводил некогда запомнившиеся вещи. ПрофессорЛурия рассказывал, как Шерешевский отвечал на вопросы: он закрывал глаза и медленно шевелил пальцами в воздухе: “Подождите.... Вы были в синем костюме.... Я сидел напротив вас и тогда.... ” В ходе наблюдений не было обнаружено ни одной ошибки при воспроизведении событий, происходивших пять, десять, пятнадцать лет назад. Подробно исследуя необыкновенные способности памяти Шерешевского, Лурия установил, что в большинстве случаев запоминание состояло в создании живых зрительных представлений и ассоциаций, связанных с материалом, который требовалось запомнить. Используя эти свои удивительные свойства, журналист стал впоследствии экспертом по созданию ассоциаций между иностранными словами, математическими образами и бессмысленными словосочетаниями при исследовании памяти. Приведенные примеры феноменальной памяти, разумеется, не единичны; различные литературные источники называют десятки подобных случаев. Ученые объединили все проявления исключительной памяти в общую группу, к которой теперь относят и людей, обладающих фотографической памятью, или так называемым эйдетизмом* [* От греч. Слова eidos, что значит "образ"]. Эти люди “видят” свои воспоминания так, словно мозг проецирует их на некий экран. Не нужно смешивать эйдетизм с хорошо развитой, но обычной зрительной памятью. В экспериментальных условиях, исследуемым лицам показывали картины, которые они некоторое время рассматривали, а затем описывали по памяти. Это с большими или меньшими подробностями в состоянии сделать каждый человек. Но только люди, обладающие эйдетизмом, могут запечатлеть в памяти абсолютно точную копию объекта и описать его так, словно он находится в этот момент перед их глазами. Еще одно, не менее интересное свойство памяти — различение образов и создание ассоциаций. С помощью органов чувств человек получает информацию о каком-либо объекте окружающей среды и отличает его от других по небольшому числу признаков. В мозге человека этот процесс совершается с невероятной быстротой, в то время как даже в самой совершенной электронной машине с довольно сложной программой он протекает гораздо медленнее и на элементарном уровне. Ассоциации для человеческой памяти—нечто совершенно естественное, осуществляемое с поразительной легкостью. Достаточно, например, нам услышать слово “поезд”, как в нашей памяти возникает ряд представлений и ассоциаций: товарный поезд, пассажирский, “электричка”, метро, вспоминаются даже поездки на поездах.... Удивительна и та легкость, с которой мы можем определить, что мы знаем и чего не знаем. Достаточно исследуемому услышать слово незнакомого языка или выдуманное слово, например “джинджинкон”, чтобы последовал мгновенный ответ: “Я этого не знаю”. Подобными свойствами обладают и электронные вычислительные машины. Если спросить ЭВМ, “знает” ли она данное слово, она сможет ответить, но лишь сверив поступившую информацию с той, которая хранится в машинной памяти. Если же при составлении программы было предусмотрено место и для данной информации, машина, “услышав” вопрос, проверяет, заполнено соответствующее место или нет, и только тогда отвечает: “Знаю” или “Не знаю”. При этом программист должен предусмотреть в программе всевозможные виды информации, которые могут появиться в будущем. Можно ли применить этот принцип действия машины к проявлениям человеческой памяти? Очевидно, нет, здесь он лишен смысла и выглядел бы странным и неправдоподобным. Но вернемся к придуманному нами слову "джинджинкон". Вы сразу же устанавливаете, что не знаете этого слова, и ничего в том нет удивительного, потому что оно выдумано. И никто не проверяет всех сведений, хранящихся в его памяти, чтобы установить, что этогослова там нет. Аналогия с принципом действия ЭВМ еще более неправдоподобна, ибо наша память вовсе не должна иметь отдельных “клеточек” для каждого слова, образа, ощущения, опыта, который мы приобретаем на протяжении жизни. А сейчас проведем один эксперимент. Пусть читатель вспомнит, как называется прочитанная глава. Это интересно выяснить не только для того, чтобы определить, выполнили ли мы поставленную в ней задачу. Опыт показывает — запоминается главным образом то, что вызывает интерес и представляет собой ценную информацию. Безусловно, в проблеме изучения памяти еще много нерешенных вопросов, природа не очень охотно, как бы мы ни старались, открывает занавес перед своими тайнами. И все же благодаря достижениям науки у нас есть, что ответить на вопрос, как работает наша память. Когда речь идет о животных, обладающих мозгом, нам недостаточно знать, с какими клеточными изменениями связаны следы памяти; мы хотим знать, какова общая организация мозговых механизмов памяти. Какие области мозга наиболее важны в этом отношении? Какие системы участвуют в научении и памяти? В недавних исследованиях был получен ряд важных сведений об этом. Функция мозжечка заключается в контроле над всеми видами. Он “программирует” координацию многочисленных отдельных движений, составляющих один двигательный акт, когда, скажем, вы подносите яблоко ко рту, чтобы откусить от него. По словам больных с повреждениями мозжечка, в сложном движении, которое до болезни выполнялось автоматически, они должны теперь сознательно контролировать каждый этап: например, сначала поднять руку с яблоком вверх и остановиться, а затем уже поднести его к губам. Исследования последних лет (McCormick et al. , 1982) наводят на мысль, что в мозжечке может храниться большое разнообразие классических условных рефлексов. Например, в одном эксперименте у кролика выработали условный рефлекс моргания одним глазом в ответ на определенный музыкальный тон. С этим тоном (УС) неоднократно сочеталось воздействие струи воздуха, направленной прямо в глаз (БС). Как и у людей, у кролика раздражающий стимул, в данном случае дуновение воздуха, вызывает рефлекс моргания (БР). После того как этот стимул несколько раз сочетался со звучанием тона, кролик начал моргать при одном только звуке (УР). После того как выработка условного рефлекса завершилась, экспериментаторы удалили у кролика очень небольшой участок мозжечка с левой стороны, со стороны того глаза, где был выработан рефлекс. Условный рефлекс исчез полностью, но безусловный - моргание при воздействии струи воздуха - сохранился. Добавим, что после этой операции условный рефлекс на музыкальный тон мог быть образован только для правого глаза - условнорефлекторная связь с веком левого глаза больше не устанавливалась. Соответствующие следы памяти, по-видимому, сохранялись только в одной определенной области мозжечка - в глубинных мозжечковых ядрах, - и разрушение этой области разрушало и сами следы. Выработка данного рефлекса, возможно, связана и с другими изменениями в нервной системе, но изменения в мозжечке, очевидно, тоже необходимы. За прошедшие три десятилетия гиппокамп был объектом многочисленных сследований, но мы все еще в точности не знаем, какую именно роль он играет в процессах научения и памяти. Однако все же имеются некоторые указания на его возможные функции. У тех немногих больных, о которых было известно, что они страдают тяжелыми двусторонними поражениями гиппокампа, процессы научения были серьезно нарушены. После повреждения гиппокампа они не могли хранить в памяти то, о чем узнавали; они неспособны были даже вспомнить имя или лицо человека, которого только что видели. Но память о событиях, имевших место до болезни, у них, по-видимому, полностью сохранялась (более подробные сведения о таких больных будут приведены в одном из последующих разделов). Имплантируя электроды в отдельные нейроны головного мозга крысам, ученые узнали, что некоторые нейроныгиппокампа, вероятно, реагируют только тогда, когда животное находится в определенномучастке знакомого окружения (O'Keefe, Nadel, 1978). Клетка, активность которой регистрировали, оставалась в покое до тех пор, пока животное не оказывалось в определенном месте. В этот, и только в этот, момент нейрон начинал давать быстрый разряд. Как только крыса проходила мимо этого места, нейрон затихал. Таким образом, по крайней мере у крыс гиппокамп, очевидно, играет важную роль в усвоении “пространственной карты” окружающего мира. Пространственная карта, однако, не аналогична дорожной карте. Это скорее своеобразный фильтр, через который проходят сенсорные события, уже ранее переработанные корой головного мозга. Гиппокамп у крысы в определенном смысле “узнает” то место в пространстве, где крыса уже когда-то была Если гиппокамп поврежден, способность крыс ориентироваться в лабиринте сильно нарушается. В другом исследовании (Olton et al. , 1980) был использован лабиринт, устроенный с учетом особенностей поведения крыс при поисках пищи . В конце каждой из ветвей абиринта лежала еда, так же как и в естественных условиях к пище могут вести много путей. Проблема заключалась в том, что крыса должна была запоминать, где она уже побывала, и выбирать путь, ведущий к еще не съеденной пище Обычно крысам требовалось всего несколько попыток, чтобы хорошо изучить лабиринт и никогда не повторять своих прежних маршрутов. Однако после удаления гиппокампа крысы часто пытались отыскать пищу в уже пройденных ими ответвлениях лабиринта: по всей видимости, они не могли запомнить, где они уже побывали, а где нет. Крысы как бы утратили “рабочую память”. То, что гиппокамп каким-то образом связан с “рабочей”, или кратковременной, памятью, подтверждают и различные уровни активности этой структуры мозга при классическом обусловливании. Например, при выработке условного рефлекса моргания у кроликов нейронная активность в гиппокампе очень мала или вообще отсутствует. Такой рефлекс может образоваться у кроликов даже после удаления гиппокампа. Но если гиппокамп подвергнуть достаточно сильной электрической стимуляции, что приведет к аномальной, эпилептиформной активности нейронов, то, как показали Ричард Томпсон и его коллеги, у животного уже не сможет выработаться рефлекторный ответ. (Таким образом, по крайней мере в этом отношении аномальный гиппокамп хуже, чем его полное отсутствие. ) Если между звучанием музыкального тона и воздействием воздушной струи сделать паузу, то во время этой паузы нейроны гиппокампа будут генерировать импульсы, как будто гиппокамп хранит звук в рабочей памяти вплоть до появления второго стимула (струи воздуха). Когда Томпсон усложнил задачу - сначала приучил животное реагировать на один стимул и не отвечать на другой, а затем стал переучивать его на противоположную задачу, в гиппокампе была зарегистрирована массивная нейронная активность. Видимо, усложнение эксперимента потребовало усиленной деятельности нервных клеток. Как бы то ни было, роль гиппокампа в образовании простого условного мигательного рефлекса и роль его в запоминании “пространственной карты”, т. е. в “рабочей” памяти, - две совершенно разные вещи. Недавно было показано, что клетки гиппокампа, подвергавшиеся неоднократно электростимуляции, продолжают давать разряд спустя недели после ее прекращения. Этот метод-метод долговременной потенциации - позволяет вызвать нейронную активность, напоминающую ту, которая наблюдается у животного во время обычного для него процесса обучения. Вы помните, что многие нейроны после повторной стимуляции становятся менее активными. Так происходит, например, в процессе привыкания у аплизии. Ученые полагают, что повышение возбудимости нейронов гиппокампа после повторной стимуляции может быть обусловлено стойкими изменениями в синапсах, лежащими в основе процесса научения. Действительно, после долговременнойпотенциации в нейронах обнаруживаются структурные изменения. В некоторых исследованиях получены данные о том, что верхушки дендритных шипиков расширяются; в других - о том, что возрастает число синапсов на дендритах. Подобные изменения в строении нейронов, а также в количестве и качестве соединений между ними могли бы быть структурной основой некоторых видов научения и памяти. Окончательные выводы сделать пока невозможно, однако исследования продолжаются. Гиппокамп получает информацию, хотя и весьма непрямым путем, от всех органов чувств. Сигналы, идущие по нервным путям от ствола мозга и коры, подвергаются значительной переработке, но в конце концов достигают гиппокампа, миндалины, гипоталамуса или всех этих структур. Пути, идущие от коры вниз, тоже проходят через эти структуры. В одном эксперименте с низшими обезьянами было показано, что только одновременное удаление и гиппокампа, и миндалины уничтожает как результаты предшествующего научения, так и возможность дальнейшего обучения. До операции обезьяны довольно быстро обучались выбирать из двух предъявленных предметов новый-тот, который они раньше не видели. После операции обезьяны, у которых были удалены только миндалины или только гиппокамп, справлялись с задачей почти так же успешно, как и нормальные животные (соответственно 91% и 97% правильных решений). У обезьян, лишившихся обеих этих структур, частота правильных ответов снижалась до 60%, что близко к случайной величине. Либо животные не могли усвоить критерий, по которому нужно было сделать выбор, либо не могли запомнить и распознать те предметы, которые уже видели. Ясно, что гиппокамп играет важную роль в научении и памяти, однако его конкретные функции пока не установлены. Рассмотрим теперь структуру, еще более определенно связанную с научением, хотя ее функции еще менее понятны. Несомненно, кора больших полушарий у человека имеет первостепенное значение для научения и памяти, но ввиду своей сложности она с трудом поддается исследованию. Поскольку у человека мышление и решение задач обычно связаны с речью, результаты экспериментов на животных могут рассматриваться лишь как весьма приблизительные налоги. Простые формы научения - привыкание, сенситизация и образование классических условных рефлексов - по-видимому, не требуют участия высших кортикальных функций. Низшие обезьяны могут обучаться решению многих видов задач, предполагающих сложное научение. Животных обучают, например, решать задачи на различение предметов, и если в результате прежнего опыта в этой области они начинают быстрее решать последующие задачи, то говорят, что у них сформировалась установка на обучение. Так, в задаче на выбор “инородного элемента”, предложенной психологом-приматологом Гарри Харлоу, обезьянам предъявляли набор из трех предметов, два из которых были идентичными, - например, два игрушечных легковых автомобиля и игрушечный грузовик. За выбор предмета, отличного от двух других, животные получали вознаграждение. После того как обезьяна в ряде предъявлении выбирала грузовик, ей предлагали три совершенно иных предмета например, два апельсина и одно яблоко. В конце концов у обезьяны, очевидно, формировалось представление об “инородности” и она отбирала непарный предмет при первом же предъявлении . После удаления обширных участков височных долей коры способность к формированию подобных представлений утрачивалась. Тот факт, что у животных, выращенных в “обогащенной” среде, слои коры несколько толще и структура нейронов сложнее, чем у особей, выросших в “обедненных” условиях, показывает, что индивидуальный опыт, т. е. научение, может влиять на строение коры у животных. Должно быть, подобные изменения происходят и у людей, у которых кора столь сильно развита. Вместе с другими структурами мозга, помогающими нам перерабатывать информацию, кора больших полушарий хранит результаты прошлого опыта и, следовательно, должна изменяться по мере усвоения и запоминания новых сведений. Сейчас, однако, невозможно точно сказать, каковы именно эти изменения. Сама жизнь животного зависит от того, помнит ли оно, какие события предвещают удовольствие, а какие-боль. Поэтому ценность той или иной информации для животного, т. е. нужно ли ее сохранять в памяти, определяется отчасти тем, что происходит после ее первоначального получения. Высказывались предположения о том, что на это первоначальное запоминание могут влиять некоторые гормоны и нейромедиаторы. Первым кандидатом на эту роль является гормон норадреналин, выделяемый мозговым веществом надпочечников в периоды эмоционального возбуждения. Если при обучении животного определенным действиям в качестве наказания используется боль (например, сильный электрический удар), а затем оно получает небольшую дозу норадреналина, то это животное намного лучше запомнит правильную форму поведения, чем в опыте без применения этого гормона. Слабый электрический удар не вызывает мобилизации больших количеств собственного норадреналина; поэтому, чтобыполучить сходное улучшение памяти, животному нужно ввести гораздо больше норадреналина. Амфетамин - известный стимулятор, облегчающий запоминание, -тоже активирует норадреналиновую и дофаминовую системы организма. (Возможная роль норадреналина в закреплении следов памяти у человека обсуждается в конце этой главы. ) Поскольку иркулирующий в крови норадреналин не может преодолеть гематоэнцефалический барьер, физиологические механизмы его влияния на память неизвестны. Все молекулы нашего тела непрерывно разрушаются и образуются вновь. Точно так же и в мозгу 90% белков обновляются не более чем за две недели. Построенные из белков структуры, конечно, не меняются - процесс можно сравнить с ремонтом кирпичного дома, когда в кладке здесь и там заменяют отдельные кирпичи. “Шаблон”, по которому в клетке синтезируется белок, -это РНК. Судя по результатам ряда исследований, у животных в процессе обучения, видимо, усиливается синтез РНК и белков. Трудность интерпретации подобных результатов обусловлена тем, что любые стороны функционирования нейронов связаны с белковым синтезом, поэтому в точности установить причину ускорения этого синтеза практически невозможно. Страницы: 1, 2 |
|
© 2007 |
|