Досье 8.1. Исследования памяти

Где находится нервный субстрат памяти? Каковы ее механизмы? Эти вопросы вызывали и продолжают вызывать большой интерес многих психофизиологов. Исследования в этой области ведутся более полувека, но у нас все еще очень мало данных, которые можно было бы использовать для точного ответа на эти вопросы. Исследования памяти

399 Память, мышление и общение

в основном сводятся к поиску тех следов, которые остаются в мозгу в результате каких-то событий или специфического научения.

Представлены ли эти следы, или, говоря научным языком, энграммы, нейронными цепями или какими-либо биохимическими компонентами? А в случае биохимического механизма -изменяется ли при научении просто количество и распределение «обычных» молекул в структурах мозга или же организм по мере надобности вырабатывает новые молекулы? Каждой из этих гипотез соответствует целое направление исследований, и мы сделаем их краткий обзор.

Локализация функций памяти

Гипотеза о существовании центра памяти. Одним из первых ученых, предпринявшим исследования в этом направлении в конце 20-х годов, был Лэшли. Он посвятил значительную часть своей жизни попыткам найти такой участок мозга, который можно было бы рассматривать как центр памяти. Однако в итоге своих экспериментов, в которых он разрушал различные участки мозга у сотен крыс, он в начале 60-х годов пришел к выводу, что даже удаление 15-20% мозгового вещества не приводит к утрате следов, приобретенных в процессе научения. Ему пришлось заключить, что эти следы диффузно распределены в централь­ной нервной системе - любой приобретенной информации соответствует не единичная энграмма, а бесчисленное множество таких энграмм, разбросанных во многих отделах мозга.

В конце 50-х годов исследователь из Монреальского института неврологии У. Пенфилд сделал интересные наблюдения над больными, которым производились хирургические операции на головном мозге. Он обнаружил, что если в большинстве случаев при раздражении различных отделов коры возникают в основном простые слуховые или зрительные ощущения, то при воздействии на некоторые участки могут всплывать воспоминания, иногда очень сложные. Обыкновенно это были воспоми­нания о таких прошлых событиях, которые больной, казалось, давно забыл; по окончании операции эти события оставались в памяти.

С другой стороны целый ряд наблюдений привел к предположению о том, что «центром памяти» у человека может быть гиппокамп - обра­зование, принадлежащее к лимбической системе и расположенное в ви­сочной доле мозга. Оказалось, что после двустороннего удаления гиппокампа новая информация не могла у больных закрепляться в долговре­менной памяти. Таким образом, у больных возникала антероградная амнезия, т. е. память о событиях, происходивших до операции, сохраня­лась, но консолидация новых следов, формирующихся в кратковремен­ной памяти, становилась невозможной. Видимо, как отмечает Хебб (Hebb, 1974), гиппокамп - важный, но не единственный участок мозга, имеющий отношение к памяти. Это означает также, что подкорковые области, и в частности лимбическая система, ответственная за аффектив­ную и мотивационную активацию, в значительной степени участвуют в процессе закрепления следов памяти.

400 Глава 8

Голографическая гипотеза. В связи с открытием принципов голографии возникает мысль о многомерной памяти, распределенной во всех нервных цепях мозга.

В документе 5.2 мы уже рассмотрели особенности голограмм и пред­ставление о возможной аналогии между голографическими процессами и деятельностью мозга, выдвинутое Прибрамом. Как мы уже знаем, на фотопластинке можно зафиксировать интерференционную картину, при освещении которой когерентным светом возникает трехмерное изобра­жение. Мы помним также, что каждая часть такой пластинки содержит информацию обо всем изображении, и поэтому его можно реконструи­ровать по отдельному кусочку голограммы. Известно, кроме того, что на одной и той же голограмме можно записать множество интерферен­ционных картин (благодаря этому на одной фотопластинке можно накопить миллиарды единиц информации – бит).

На основе всех этих представлений была сформулирована голографическая теория памяти. Согласно этой теории, никакая новая информация не может быть записана отдельно и ради нее самой. Эта информация взаимодействует и интерферирует с прошлым опытом субъекта, уже имеющимся в памяти. Этот прошлый опыт и составляет ту фотопла­стинку, на которую проецируется новая информация, причем происхо­дит это одновременно во всех отделах мозга. В этом участвует, с одной стороны, активирующая ретикулярная формация, а с другой – кора головного мозга (после восприятия объекта). В зависимости от того, какие именно рецепторы доставляют информацию, в соответствующем отделе коры след памяти будет закреплен более специфичным образом (подобно тому как в голограмме какие-то участки изображения оказы­ваются более яркими).

Итак, согласно голографической теории, когда человек ест яблоко, у него не только возникают зрительные, тактильные, обонятельные и вкусовые воспоминания, связанные с этим плодом, но также записы­ваются сиюминутные впечатления о том, насколько данное яблоко кисло, как оно пахнет и что побудило его съесть. Благодаря этому каждый раз, когда на «мозговую голограмму» воздействует все новая и новая информация, связанная с изменениями в окружающем мире, происходит полная перестройка всей памяти; таким образом, картины мира в памяти непрерывно меняются.

Надо сказать, что техника в этой области достигла уже «грани фантастики». Исследователь из Калифорнийского технологического института Д. Псалтис разработал световой нейрокомпьютер, основан­ный на принципах голографии. Его «мозг» состоит пока всего лишь из тысячи «нейронов», представляющих собой оптические транзисторы и голографические пластинки, на которые записываются «воспомина­ния». Хотя число «нейронов» и невелико, этот компьютер уже может распознавать лицо человека по одним только глазам. В настоящее время Псалтис предполагает разработать сеть, включающую миллион нейро­нов благодаря светопреломляющему голографическому кристаллу размерами в 1 см³. В таком кристалле смогут налаживаться триллион световых связей и записываться нестираемые голограммы.

401 Память, мышление и общение