Механизмы памяти

 в раздел Оглавление

«Когнитивная и прикладная психология»

Раздел 1
Экспериментальная психология памяти

Механизмы памяти

В современных исследованиях памяти в качестве центральной проблемы выступает проблема механизмов памяти. Она решается на психологическом, нейрофизиологическом и биохимическом уровнях.

Говоря о психологических теориях памяти, мы указывали, что в современной науке все большее признание приобретает теория, которая в качестве основного понятия рассматривает действие субъекта как фактор, детерминирующий формирование всех его психических процессов, в том числе и процессов памяти. Согласно этой концепции, протекание процессов запоминания, сохранения и воспроизведения материала определяется тем, какое место он занимает в деятельности субъекта. Экспериментально установлено и доказано, что наиболее продуктивно связи образуются и актуализируются в том случае, когда соответствующий материал выступает в качестве цели действия. Характеристики этих связей, например, их прочность и лабильность (подвижность, оперативность), определяются тем, какова степень участия соответствующего материала в дальнейшей деятельности субъекта, какова их значимость для достижения предстоящих целей.

Физиологические теории механизмов памяти возникли в рамках и на основе учения И. Павлова о закономерностях высшей нервной деятельности. Учение об образовании условных временных связей - это теория механизмов формирования индивидуального опыта субъекта, т.е. собственно теория запоминания на физиологическом уровне. Условный рефлекс как акт образования связи между новым и уже ранее закрепленным содержанием и составляет физиологическую основу акта запоминания.

Авторы биохимических теорий памяти исходят из того, что в основе механизмов памяти лежат химические изменения, происходящие в нервных клетках под действием внешних раздражителей. Имеются в виду различные перегруппировки белковых молекул нейронов и прежде всего молекул так называемых нуклеиновых кислот. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) считается носителем генетической, наследственной памяти; рибонуклеиновая кислота (РНК) - основой онтогенетической, индивидуальной памяти. В опытах шведского биохимика Хидена установлено, что раздражение нервной клетки увеличивает в ней содержание РНК. Наоборот, длительное отсутствие раздражения нервной клетки ведет к снижению содержания РНК. Опыты Хидена заключались в следующем. Он подвергал животное длительному вращению, раздражая этим вестибулярные нервные узлы. Когда после этого был произведен биохимический анализ нервных клеток этих узлов, оказалось, что содержание РНК в клетках значительно повышено. Значит, каждое раздражение нервной клетки вызывает увеличение содержания РНК и, как полагает Хиден, оставляет длительные биохимические следы, сообщающие ей способность резонировать на повторное действие «знакомых» раздражителей. РНК очень изменчива; количество возможных ее специфических изменений, по Хидену, измеряется числом 1015-1020; меняется контур ее компонентов, расположение в пространстве, скорость распада и т.д. Это значит, РНК может удержать огромное количество кодов информации. Хиден считает, что способность РНК резонировать на специфические структуры «знакомых раздражителей, иначе говоря, узнавать знакомые раздражители, не отвечая на другие воздействия, составляет биохимический механизм памяти.

В последнее время пристальное внимание исследователей памяти привлекли к себе процессы, происходящие на начальной стадии запоминания, еще до закрепления следов внешних воздействий, а также в момент их образования. Для того чтобы тот или иной материал в памяти закрепился, он должен быть соответствующим образом переработан субъектом. Такая переработка требует определенного времени, которое называется временем консолидации следов (консолидация - упрочение, укрепление). Как удерживается материал, до того как произойдет акт консолидации? Полагают, что возбуждение, приходящее в мозг от органов чувств, в течение некоторого времени циркулирует по замкнутым цепям нейронов, называемым кругами реверберации (реверберация - лат. циркуляция). Субъективно этот процесс переживается как «отзвук» только что произошедшего события: на какое-то мгновение мы как бы продолжаем видеть, слышать и т.д. то, что непосредственно не воспринимаем («стоит перед глазами», «звучит в ушах»...). Эти процессы стали рассматривать в качестве особого вида запоминания, сохранения и воспроизведения информации, который получил название кратковременной памяти.

Кратковременность этого вида памяти можно проиллюстрировать множеством примеров. Тот, кто начинает изучать иностранный язык, при попытке прочитать предложение нередко вынужден дважды искать в словаре одно и то же слово, если оно попадается в предложении второй раз. А когда нас знакомят с кем-нибудь в гостях, наши рецепторы могут четко передать в мозг произнесенное имя, но если мы невнимательны или думаем о чем-то другом, оно не западает в память. В первые секунды, сделав сознательное усилие, мы еще можем извлечь его из нашей быстро угасающей кратковременной памяти; но если мы не сосредоточили внимание в этот краткий промежуток времени, информация, поступившая в сенсорную кору, исчезает, и мы уже не в силах восстановить ее.

Возникает вопрос, как происходит переход от кратковременной записи следов к длительной, от кратковременной к долговременной памяти. Некоторые исследователи считают, что в основе этих видов памяти лежит единый механизм (А. Мелтон), другие полагают, что здесь имеются два механизма с различными характеристиками (Д. Бродбент, Д. Хебб и др.).

Можно выделить следующие принципиальные утверждения сторонников двух механизмов кратковременной (КП) и долговременной (ДП) памяти:

  1. КП включает «активные» следы, в то время как ДП - «структурные».
  2. КП базируется на автономном распаде следов, а ДП характеризуют «необратимые», не подлежащие распаду следы.
  3. КП теряет свои элементы из-за перегрузки, она не характеризуется «ассоциативностью» следов. Неполное восстановление следов в ДП объясняется неполнотой сигнала восстановления или интерференцией.

Монистический подход заключается в том, что следам единичных событий приписываются такие же структурные качества, такая же «необратимость» и чувствительность к интерференции, как и следам ДП.

П. Линдсей и Д. Норман (1974), выдвигая гипотезу о зависимости забывания в кратковременной памяти и от разрушения следа со временем (спонтанное стирание), и от процессов интерференции, пишут: «Когда для объяснения какого-либо явления предлагаются две теории, истина, возможно, лежит где-то посредине».

Р. М. Грановская (1975) рассматривает кратковременную память как состоящую из двух основных последовательных фаз: динамической и статической. Динамическое хранение связано с циркуляцией импульсов в нейронных цепях в течение интервала сохранения в этой фазе. Оно является естественным продолжением процесса внешнего воздействия во времени. Статическое хранение связано с изменением уровня возбудимости нейронов кратковременной памяти и осуществляет изоморфное пространственное отображение динамических следов в течение фазы кратковременной памяти. Статическая фаза в отличие от долговременного хранения не связывается автором с молекулярными изменениями. информация, накопленная в статической части кратковременной памяти, может быть прозвольно и необратимо стерта, в отличие от следов в долговременной памяти, которые хранятся всю жизнь.

Проблема своеобразия следов КП и ДП базируется и на клинических наблюдениях. Например, при некоторых отравлениях мозга (алкоголь, угар, отравление мышьяком) старые следы сохраняются, возможность же фиксировать новые следы и сохранять их либо нарушается, либо совсем исчезает (так называемый Корсаковский синдром). В результате больной представляет очень своеобразную картину. Он хорошо сохраняет весь прежний опыт, прекрасно помнит свои детские и юношеские годы, хорошо сохраняет знания и навыки своей прежней профессии, может рассказать о содержании и месте своей прежней работы. Однако он оказывается совершенно не в состоянии запечатлеть и воспроизвести вновь наступающие ситуации. Врач входит к нему в палату, здоровается с ним, говорит с ним несколько минут и после этого выходит из палаты. Когда он тут же снова входит в палату, больной опять здоровается с ним, как будто в первый раз его видит. Он не узнает никого из людей, с которыми ему приходится сталкиваться в больнице, ему чуждо чувство знакомости, у него грубо нарушено узнавание.

Аналогичное явление наблюдается при мозговых травмах, сотрясениях, вызывающих спазмы сосудов. При этом старые следы полностью сохраняются, но имеет место ретроградная амнезия (стирание следов некоторых событий до травмы) и антероградная амнезия (стирание следов событий посттравматического периода). Подобное явление описал Ф.Д. Горбов (1962). Травма у мотоциклиста, которого на 78 км пути сбил грузовик, вызвала ретроградную амнезию всех впечатлений на пути от 64 до 78 км (10-15 мин) и всех впечатлений после травмы. Проверка, проведенная после длительного срока, показала, что впечатления, полученные за 10-15 мин до травмы, так и не восстановились в его памяти.

Эти явления Ф.Д. Горбов воспроизвел в эксперименте. Испытуемый должен производить простые арифметические операции (сложения или вычитания) с однозначными числами, которые предъявляются на движущейся ленте через окошко (например, сначала появляется 2, затем +4, потом –1 и т.д.). Значит, испытуемый имеет дело со следами (более или менее отдаленными) чисел и только что воспринятым числом. Слабый удар испытуемого электрическим током во время опыта приводит к потере прежнего следа, и испытуемый складывает увиденное в окошке число не с только что получившимся, а с предыдущим результатом, который, видимо, оставил более прочный след. Значит, только что образовавшиеся следы еще непрочны, неустойчивы, нужно некоторое время, чтобы они успели упрочиться, консолидироваться.

Отсюда вытекает гипотеза консолидации следов: следы не сразу закрепляются, для этого нужно некоторое время, - и задача измерения времени, необходимого для консолидации.

Для проверки гипотезы консолидации, измерения времени последней и определения условий ее осуществления был проведен целый ряд исследований.

Вот пример характерного эксперимента. Крысу помещают на маленькую площадку на высоте нескольких сантиметров от пола. Крыса тотчас же соскакивает на пол. Однажды спрыгнув, крыса испытывает боль от удара электрическим током. Если после этого крысу вновь поместить на площадку даже по истечении 24 ч после опыта, она будет терпеливо находиться на ней до тех пор, пока экспериментатору не надоест ждать и он сам не снимет ее оттуда. Таким образом, у крысы в памяти отложились впечатления об опыте, вызвавшем Болевые ощущения.

У другой крысы развитие реакции кратковременного запоминания прекращается путем пропускания через ее мозг слабого разряда электрического тока. В результате на следующий день она ведет себя на площадке так, словно вчера ничего с ней не произошло.

Исследования с применением фармакологических веществ, вызывающих торможение, и электрошоков показали, что если эти вещества действуют через 1 мин после выработки навыка, следы исчезают, а если через 30 мин после выработки навыка, следы сохраняются.

Таким образом, общее время консолидации следов колеблется в пределах от 10-15 с до 20-30 мин.

Оказалось, что существуют отчетливо выраженные индивидуальные различия в действии фармакологических препаратов или электрошоков на выработку навыка, или на сохранение следов, у отдельных животных. В опытах по выработке навыков у крыс был обнаружен большой разброс по способности делать это быстро или медленно. Одни крысы вырабатывают навыки очень быстро - это «быстрые», или способные к выработке навыка крысы; другие - медленно - это «медленные» крысы. Способность быстро или медленно вырабатывать навыки передается по наследству, и существуют, таким образом, линии крыс, быстро или медленно вырабатывающих навыки. Далее было установлено, что эти линии крыс различаются биохимическими характеристиками мозга.

Итак, в настоящее время выделяют две фазы памяти: лабильную, которой соответствует удержание следа в форме реверберации нервных импульсов, и стабильную, которая предполагает сохранение следа за счет структурных изменений, вызванных к жизни в процессе консолидации. При этом процесс консолидации следа является непременным условием последующих структурных изменений.