Файл: 01 Нервная система 402 Нейронная доктрина.pdf

рабочая память
89
оказаться в памяти долговременной — если несколько раз повторить.
Без повто рения информация выпадает из кратковременной памяти и забывается.
Модель «двойной обработки» была в свое время крайне значимой, посколь- ку объясняла различные наблюдения деятельности памяти — почему, например, пациенты с амнезией (
типа Х. М., см. стр. 74) сохраняют спо- собность удерживать небольшие объемы информации, в отличие от других, перенесших более серьезные повреждения памяти. Но все же эта модель — большое упрощение: она обращается с кратко- и долговременным
Нейроанатомия рабочей памяти фМРТ-исследования пациентов с поражени- ями мозга и здоровых людей показывают, какие участки мозга активируются во время выполнения рабочей памятью различных задач, а исследования обезьян, имеющих ту же емкость рабочей памяти, что и люди, выявляют особенности клеточных механиз- мов этих процессов. Все полученные результаты славно укладываются в много- компонентную модель.
Центральный управляющий элемент
(контрольный центр) связан с активностью дорсолатеральной префрон- тальной коры (1) — ее деятель- ность при нарастании объема задач рабочей памяти все более ожив ляется.
Фонологическая петля задействует участки мозга, связанные с речью, расположенные в области смыкания височной и теменной долей левого полушария (2), а визуально- пространственная матрица — участки мозга в правой затылочной и теменной долях (3), обрабатывающие зрительные и простран- ственные данные соответственно; также фонологическая петля задействует правую лобную долю.
Повторение цепочки слов путем их произ- несения вслух или про себя акти вирует участки левой лобной и височной до- лей, задейст- во ванных в лингвисти- ческих зада- чах, включая центр Брока (4) и мозжечок (5).
Левое полушарие
Правое полушарие
Нейроанатомия рабочей памяти
1968
Ричард Аткинсон и Ричард
Шиффрин предлагают модель двойной обработки для памяти
1974
Алан Бэддли и Грэм Хитч предлагают трехкомпонентную модель рабочей памяти
1975
Алан Бэддли, Нил Томсон и Мэри Бьюкенен исследуют
«эффект длины слова»

90
мыслительный процесс хранилищами так, будто они — отдельные механизмы, а на самом деле они суть разновидности друг друга. Поэтому другие исследователи предложили модель рабочей памяти — она описывает разные компоненты кратковременной.
Обновление памяти
Обновление памяти
Обновление рабочей памяти — классическое представле- ние о кратковременном хранении данных, однако оно утверждает, что рабочая память состоит из множественных взаимодействующих компонентов. Рабочая память — понятие теоретическое, однако сотни экспериментов показывают, что оно и осмысленно, и полезно. Есть несколько различных моделей рабочей памяти, но более прочих известна многокомпонентная модель, впервые выдвинутая в 1970-х годах. Согласно этой модели, рабочая память состоит из трех частей — цент рального управляющего элемента, или контрольного центра, который следит за двумя «подчиненными» подсистемами и координирует их деятельность.
Одна из этих подсистем — фонологическая петля, она временно хранит память о словах и звуках, связанных с речью. Эта сторона рабочей памяти необходима для любой деятельности, требующей запоминания словесных последователь- ностей вроде удерживания в голове телефонного номера на время, нужное для его набора. Фонологическая петля близко связана с речевой системой мозга. Например, люди гораздо менее точно могут повторить цепочку из похоже звучащих слов, чем из слов непохожих или близких по смыслу. Длина слова также влияет на объем памяти: гораздо труднее запомнить последова- тельность длинных слов, чем коротких, потому что длинное слово дольше повторять. Вследствие этого валлийским детишкам хуже дается запоминание списка чисел, чем английским, потому что валлийские названия чисел длиннее.
Вторая подсистема — визуально-пространствен- ная матрица, в ней временно аккумулируется зрительная информация: цвет, форма и текстура предметов, пространственные данные (располо- жение предмета в нашем непосредственном окружении или путь между двумя точками).
Зрительная и пространственная информация хранятся в матрице по отдельно- сти, и тому есть доказательства — из экспериментов, в которых задачи, постав- ленные испытуемым, влияют на их зрительные, но не пространственные навыки, и наоборот, а также из наблюдений за пациентами с рассеченным мозолистым телом, выказывающими неловкость в обращении с каким-то одним из этих двух наборов данных. Способность хранить зрительные и про- странственные образы и обращаться с ними важна в архитектуре и инженер- ном деле, например; она позволила Альберту Эйнштейну развить общую теорию относительности.
‘
Процессы человеческого
мышления подкрепляют-
ся единой системой вре-
менного хранения инфор-
мации и управления ею
’
Алан Бэддли
(р. 1934), британский психолог

рабочая память
91
Нащупываем границы возможного
Нащупываем границы возможного
Ранние исследования кратковре- менной памяти показали, что объем памяти у большинства людей ограни- чен примерно семью предметами. Можно, правда, расширить эти пределы, если снабдить каждый объект бо 2льшим объемом информации; этот процесс называют «чанкингом»
*
, или разбиением на блоки.
Смотрите, как работает чанкинг. Попробуйте запомнить последова- тельность букв РКНДХБНЛЦРФУ. А теперь НХЛ ФБР ЦРУ ДНК.
Обе последовательности содержат одни и те же 12 букв, однако вторую запомнить проще, чем первую, потому что буквы в ней собраны в группы и образуют аббревиатуры, знакомые большинству из нас.
Один из первых классических экспериментов показывает: рабочая память ограничена и по времени. Участникам в течение 50 миллисекунд показыва- ли блок из 12 букв, выстроенных в три ряда по четыре буквы в каждом, а потом попросили вспомнить как можно больше.
В среднем участники могли вспомнить всего по одной букве из каждого ряда. А если сразу вслед за показом просили смотреть на любой один ряд, они могли вспомнить все четыре буквы из него. Однако если инструкция сосредоточиться на одном ряде следовала через секунду после букв, участникам вспоминалась лишь одна из ряда и по одной же — из остальных трех.
Из этого следует, что рабочая память впрямую связана с механизмами внимания.
Ограниченная емкость зрительно-пространственной рабочей памяти объясняет любопытное явление под названием «слепота к изменениям», при которой люди не замечают перемен в окружающей среде, например цвета или положения объекта на картинке или вообще его исчезновения. Такого рода открытия подтверждают, что объем рабочей памяти строго ограничен четырьмя объектами. Внимание действует как фильтр, определяющий, что впустить в рабочую память, а что нет, и мы осознаем лишь то, на что активно обращаем внимание.

СТРЕЛА ВРЕМЕНИ
92
мыслительный процесс
Ваш мозг располагает беспредельной на первый взгляд
емкостью для новой информации и содержит несколько
отчетливых подсистем для узнавания и хранения данных
разных типов. Клеточная основа обучения и памяти
изучается нейробиологией едва ли не активнее всего
остального — ей посвящены десятилетия научной работы,
показавшей, что от познания физическое устройство
мозга меняется.
23
Мозг наделяет нас поразительной способностью хранить, казалось бы, неограниченные объемы информации, дает нам возможность приобретать новые навыки, вспоминать фактическое знание и жиз- ненные события и, учась на собственном опыте, изменять свое поведение. Познание и память пристально изучают более сотни лет, и мы знаем о существовании нескольких разновидностей и того и другого. За последние полвека в нашем понимании клеточных механизмов познания и памяти произошло несколько мощных прорывов, и ныне бытует устойчивое мнение, что оба процесса связаны с упрочением связей между нейронными сетями.
Озадаченные коты и голодные псы
Озадаченные коты и голодные псы
Оперантное научение
(условный рефлекс) — форма обучения, при которой поведение видоизменяют через его последствия. Впервые его исследованием занялся американский психолог Эдвард Торндайк; он помещал котов в специальный ящик и наблюдал за попытками животных выкараб- каться и добраться до еды. Коты пробовали разные способы сбежать, пока не натыкались на рычаг, открывавший дверку.
Обучение
и память
1904
И. П. Павлов получает
Нобелевскую премию за работы по классическому условному рефлексу
1905
Эдвард Торндайк формулирует закон эффекта
1949
Дональд Хебб в книге «Устройство поведения» предлагает механизм долговременной потенциации

обучение и память
93
Их вновь сажали обратно, и с каждым разом коты выбирались все быстрее, поскольку научались связывать нажатие на рычаг с благо- приятными последствиями. Основываясь на этих наблюдениях,
Торндайк предложил закон эффекта, который гласит, что любое поведе- ние с приятными последствиями скорее всего будет повторено — в отли- чие от поведения с неприятными последствиями.
Бихевиорист Беррес Ф. Скиннер впоследствии подробно объяснил оперант- ное научение, применив концепцию поощрения и наказания.
Положительное подкрепление (поощрение) награждает поведение и тем самым поддерживает его, тогда как отрицательное подкрепление поддержи- вает поведение, устраняющее неприятный раздражитель. К примеру, если крыса получает еду за каждое нажатие на рычаг, едой нажатие на рычаг подкрепляется положительно. Если же, напротив, нажатием на рычаг крыса предотвращает удар током, это отрицательное подкрепление того же самого нажатия на рычаг.
Наказание имеет противоположный эффект и осла- бляет проявленность поведения, поскольку оно ассоциируется с неприятными раздражителями.
Еще одна форма обучения — классический условный рефлекс, случайно открытый русским физиологом
Иваном Петровичем Павловым. Павлов изучал пищеварение у собак и заметил, что слюноотделение у них начинается перед приемом пищи. В ставших впоследствии знамениты- ми экспериментах Павлов, кормя подопытных собак, звонил в колокольчик.
После нескольких повторов сочетания «еда — колокольчик» животные научились ассоциировать эти два раздражителя, и слюноотделение у них начиналось по звонку колокольчика. Если же колокольчик звенел, а еды не появлялось — и так несколько раз подряд, — условный рефлекс (слюноот- деление по колокольчику) исчезал.
И оперантное обусловливание, и классический условный рефлекс при- менимы и для воздействия на поведение человека. К примеру, классиче- ский условный рефлекс — основа терапии отвращения, лечения, при котором пациент учится ассоциировать нежелательное поведение с неприятными раздражителями. Алкоголикам часто дают рвотные
‘
Поведение
формируется
и поддерживается его
последствиями
’
Беррес Фредерик Скиннер
(1904–1990), американский психолог, изобретатель, писатель
1953
Хенри Молэйсон (Х. М.) прооперирован по поводу эпилепсии
1966
Терье Лёмо обнаруживает долговременную потенциацию в гиппокампе кроликов
2006
Джеймз Макго с коллегами впервые описывают гипертиместический синдром

94
мыслительный процесс лекарства, от которых их начинает тошнить, стоит им выпить алкоголь, — есть надежда, что такая связка двух событий поддержит алкоголика в решимости бросить пить.
Творим воспоминания
Творим воспоминания
Существует несколько разных видов памяти, и каждый зависит от определенного набора систем хранения и извлечения воспоминаний. Гиппокамп — необходимая для памяти и вспоминания структура мозга, однако нам известно, что долго- временное хранение воспоминаний задействует еще и лобную кору, а вспоминание со време- нем все больше зависит от лобной коры и все меньше — от гиппокампа.
Декларативная память — память на факты и знание.
Она позволяет нам пом- нить, к примеру, что
Лондон — столица
Великобритании, а Джордж
У. Буш — бывший президент
США; в основном она зависит от гиппокампа.
Эпизодическая память — память на житейские события. Благодаря ей мы помним события детства, а также что мы ели вчера на завтрак; она связана с гиппокампом и корой лобных долей.
Процедурная память занята нашими навыками — как что делается: как ездить на велосипеде, водить машину или играть на музыкальном инстру- менте. Поначалу обучение этим навыкам требует больших усилий, зато потом они становятся автоматическими. Процедурная память зависит от мозжечка и полосатого тела.
Проклятие или благословение?
Гипертиместический синдром, или исключительная автобиографическая память, — расстройство, при котором человек буквально не может забыть ничего, что происходило с ним в жизни. Впервые это явление описали в 2006 году, и оно, судя по всему, очень редкое; на сегодня имеется всего несколько десятков докумен- тально подтвержденных случаев.
Люди с гипертиместическим синдромом посвящают массу времени размышлениям о своем прошлом и располагают поразительной способностью вспоминать почти каждый день жизни с идеальной точностью.
К примеру, они могут потрясающе подробно рассказать, что они делали в такой-то день в 1982 году и каковы были новости того дня. Это свойство памяти может мешать и вредить в повседневной жизни. Отчего оно возникает, пока точно не известно, однако в исследова- нии, опубликованном в 2012 году, показано, что гипертимезия связана с особенностями устройства мозга. У пациентов с этим расстройством больший объем серого вещества в участках мозга, связанных с автобиографической памятью, и усиленная связь между этими участками и лобными долями.