По этой гипотезе в мозгу человека есть нейрон, отвечающий за кодирование конкретных объектов, включая его предков (теорию, ещё в 60-х предсказавшую существование таких нейронов называли «теория нейрона моей бабушки»).
Но не все экспериментальные данные согласуются с идеей о том, что все воспоминания и аспекты личности человека закодированы в соединениях нейронов. Тем более, что мозг состоит не только из нейронов, и из уже упомянутых глиальных клеток, которых в десятки раз больше и они, как установлено, активно взаимодействуют с нейронами. Поэтому вряд ли стоит все роли отдавать нейронам.
Кроме того, обучаться и запоминать информацию в определенной степени способны не только нейронные сети, но и одноклеточные организмы (амеба, инфузория). Тогда, возможно, секрет разума внутри клетки, а не снаружи?
А знаменитый математик Роджер Пенроуз вообще считает, что сознание и разум не могут чудесным образом возникнуть из обмена сигналами в в какой бы то ни было сети. «Люди думают, что сознание происходит из какого-то сложного аспекта вычислительной активности, — объясняет Пенроуз. — Я смотрю на эту проблему совершенно иначе. По-моему, в мозгу происходит много вычислительной активности, но это — бессознательное. А сознание, на мой взгляд, это что-то принципиально иное. Понимание — это не вычисление. Происходит что-то ещё. Я в-ерю в науку и считаю, что все происходящее у нас в голове подчиняется тем же законам, которым подчиняется Вселенная вокруг нас. Но эти законы ещё не до конца поняты нами. Я пытаюсь нащупать этот пробел в наших знаниях, это «что-то ещё».
Многие ученые считают, что сознание подобно ветру: ветер увидеть нельзя, но результаты его деятельности зачастую впечатляют.
Человеческая память селективна: мозг отбирает, сортирует и хранит лишь наиболее важную информацию. Именно это свойство избирательности, наряду со способностью забывать, и даёт мозгу возможность работать. В противном случае мозг «утонул» бы в потоке непрерывно поступающих сигналов. При этом память — не пассивная система, не ряд стеллажей, откуда снять нужный том или папку может только некий «читатель» — внешняя по отношению к мозгу структура.
По характеру проявления память может быть образной, словесно-логической, механической, эмоциональной и условно-рефлекторной. По типу восприятия — зрительной, слуховой, обонятельной, двигательной и весцилярной (осязательной).
Мозг сам, как хороший библиотекарь, вводит в себя структурированные блоки данных, хранит их в порядке, известном ему одному, и на полках, пронумерованных им самим, способен в зависимости от задачи отыскать нужную папку на нужной полке. «Кто-то помнит хорошее. Кто-то плохое. Наша память избирательна, как урна…» — писал Сергей Довлатов.
Следуя оценке, сделанной нейробиологами, принято считать: информационная ёмкость коры головного мозга у человека равна примерно 3х108 бит. Полагая, что в среднем информационный поток составляет 20 бит/сек[10], найдём: за 70 лет при длительности активного дня 16 часов общее поступление информации составит 3х1010 бит. Если для хранения 1 бита требуется (по некоторым оценкам, учитывающим непревзойдённую помехоустойчивость нашей памяти) 10 нейронов, то поступающая в мозг информация в 100 раз больше его информационной ёмкости! Правда, тонкости работы нейронов ещё не изучены, так что может оказаться: даже один нейрон может накапливать несколько битов. Но с другой стороны нейроны заняты не только хранением информации, но и её обработкой. Так что в любом случае в мозге может храниться не более 1 % от общего потока информации[11]. Упомянутое выше внимание призвано прежде всего устранить избыточность сенсорного потока и даже подавить многие сенсорные входы.
Современные исследования мозга подтверждают: память — свойство мозга как системы в целом[12], а не его отдельных молекулярных и клеточных компонентов.
Память человека спроектирована и создана предусмотрительно и логично, с соблюдением иерархического принципа, когда информационные сигналы передаются последовательно из одного воспринимающего или обрабатывающего участка в другой. Каждый участок «знает свой манёвр».
Лучше всего мозг запоминает новую для него информацию. Да ещё и интересную[13] — выделенную по каким-то признакам. Это, конечно, означает: на входе мозг сразу же производит первичную обработку поступающей информации, сравнивая её с уже хранящейся в нём. Такой «фейс-контроль» на входе: вот Вы, барышня, проходите, а Вас мы уже тут видели, и Вы нам не понравились. А тебя, приятель, сразу сдадим скучающему милиционеру — и больше не появляйся! Ну, а, установив степень новизны, мозг сортирует и направляет отдельные блоки данных на разные «полочки» в «складе»-памяти.
По временным характеристикам память делят на:
✓ сенсорную, или ультракороткую (длительность хранения — Менее одной секунды),
✓ первичную (несколько секунд),
✓ вторичную (от нескольких минут до нескольких лет),
✓ третичную (информация хранится всю жизнь).
Сенсорная, автоматическая память как раз и зависит от эффективности работы органов чувств: в ней запечатлевается всё, что они воспринимают. (Почти 60 % людей используют главным образом зрительную, визуальную память; по типу восприятия память может быть ещё и слуховой, обонятельной, осязательной, двигательной.) Просмотр и селекция информации начинается при переходе из сенсорной в первичную память. Установлено: в среднем человек запоминает 1/5 услышанного и 3/5 увиденного. Впрочем, если увиденное одновременно и объясняется, то запомнить удастся до 4/5. Вот почему студентам имеет смысл ходить на лекции — поглядывая на доску, можно одновременно ещё и что-то услышать, а что-нибудь даже понять!
Сенсорную и первичную память называют кратковременной, вторичную и третичную — долговременной памятью. Каждый вид памяти использует собственный механизм и приспособлен для хранения информации разных типов. Различна и информационная ёмкость видов памяти.
Кратковременная память имеет небольшой объём и обеспечивает хранение информации от нескольких секунд до десятков минут, однако надёжно она работает лишь в течение нескольких секунд. Примерно через 10–12 секунд восприятие информации уже затруднено, а секунд через 25–30 невостребованная информация «стирается»[14]. Такая оперативная память способна одновременно удерживать 7±2 (т. е. от 5 до 9, но чаще всего 7) различных фрагментов информации. Любое воздействие, способное создать большие флуктуации в работе материальных носителей памяти — нейронных сетей (наркоз, электрошок), нарушит работу этого вида памяти. Информация будет утеряна.
Из кратковременной памяти в долговременную информация передаётся благодаря преобразованию и упорядочиванию её материальных следов (так называемых энграмм), вследствие чего возрастает вероятность запоминания информации. Внутренний «библиотекарь» переносит коробки с записями — энграммы — на полки в другом, более просторном и реже посещаемом (хотя и более надёжном) хранилище. Возможно, по дороге он переписывает данные с хрупких старых листов на новую «бумагу» или «магнитную плёнку». Заодно объединяет сведения, близкие информационно и по смыслу, в блоки. Что-то может и потерять по дороге. Либо заложит в совсем уж дальний угол — вот и забылось что-то, когда-то важное. Может быть, сенсорная (или первичная) память сразу отбросит ненужные сведения прямо «на пороге» мозга — ведь забывание начинается сразу же с момента восприятия окружающей среды.
Информация, обработанная в сенсорной памяти, переносится в первичную. Человек производит такой перенос на вербальном (словесно оформленном) уровне. При этом сигналы получают своё словесное выражение и затем комбинированным образом, словесно — сенсорно, закрепляются в памяти. Установлено: этот способ характернее для взрослых, чем для детей. Другой способ переноса сенсорной информации в первичную — невербальный — до конца пока не изучен. Этот путь — единственная возможность преобразования сенсорной памяти в первичную для животных и маленьких детей.
Объём первичной памяти меньше объема сенсорной. Часть информации первичной памяти вытесняется (забивается и от этого забывается) вновь поступающей информацией, часть переходит во вторичную память. Считается: информация, не закодированная в виде слов, не задерживается в первичной памяти и прямо переходит во вторичную. Только этот вид информации может быть извлечён через значительный отрезок времени.
Вторичная память имеет большую ёмкость и длительность хранения. В отличие от первичной вторичная память организуется на основе смыслового значения информации. Если при извлечении слов из первичной памяти обычная ошибка — смешение сходных звуков (например, «Г» и «Х», «П» и «Б»), то из вторичной при ошибках извлекаются разные слова, но одного и того же смысла. Информация из первичной памяти извлекается с большой скоростью, из вторичной — из-за необходимости перебора различных вариантов — Медленнее.
Вторичная память имеет большую ёмкость и длительность хранения. В отличие от первичной вторичная память организуется на основе смыслового значения информации. Если при извлечении слов из первичной памяти обычная ошибка — смешение сходных звуков (например, «Г» и «Х», «П» и «Б»), то из вторичной при ошибках извлекаются разные слова, но одного и того же смысла. Информация из первичной памяти извлекается с большой скоростью, из вторичной — из-за необходимости перебора различных вариантов — Медленнее.
Третичная память прочно фиксирует прошлый опыт: информация сохраняется даже при серьёзных заболеваниях и массивных поражениях мозга, когда другие виды памяти исчезают. В то же время информация оттуда извлекается с высокой скоростью. Вторичная и третичная память — стабильные формы хранения информации.
Для сознательной работы памяти лучшим временем считается промежуток от 10 до 12 часов дня или после восьми часов вечера, когда организм максимально устойчив к кислородному голоданию — зеваете меньше!
Более того, новая информация, вырабатываемая мозгом во время парадоксальной — связанной с высокой активностью нервной деятельности — фазы сна, даёт возможность разрешить любую проблему. По-видимому, мозг продолжает работу, стремясь уничтожить или хотя бы сгладить очаг возбуждения, порождённый непрестанно «прокручиваемой», эмоционально волнующей проблемой.
Успокоится он, только найдя некое приемлемое решение или объяснение. Видимо, мозг мог бы сказать о себе словами Гёте: «Когда у меня нет новых и новых идей для обработки, я точно больной». Ночная работа активно использует подсознание, хранящее почти 95 % информации. Информационные обмены с подсознанием протекают в другой фазе — фазе быстрого сна, характерной, в частности, быстрым движением глаз. Вот и математикам снятся полезные вещи. Однажды Анри Пуанкаре, работая вечером, так и не смог решить сложное дифференциальное уравнение. Отложив работу, он лёг спать. Под утро Пуанкаре увидел сон, будто он читает студентам лекцию по теме своих вечерних занятий и легко вычисляет на доске нужный интеграл. Итак, главное — не забыть утром результаты работы мозга во сне.
Увы, память человека слабеет пропорционально росту его беспокойства. Пытаясь ускорить процесс вспоминания, человек начинает нервничать, испытывает стресс, что тормозит и затрудняет работу систем памяти. Безусловно, лучше всего в этой ситуации переключить внимание на какой-либо другой предмет, постараться сосредоточиться на иной мысли. Тогда включается подсознание, и мозг сам выбирает удобный режим поиска нужной информации. Например, задремали Вы в кресле у камина, и приснилось Вам, что Вы — химик Фридрих Кекуле, который, находясь почти на грани отчаяния от безуспешности понять структуру бензола, задремал в кресле у камина в своей лаборатории. И снится химику Кекуле сон, а во сне видит он структуру бензольного кольца — основы органической химии. Почти так оно, собственно, и было. Правда, приснилась ему змея, кусающая собственный хвост — вот оно, кольцо!
Удивительной и неожиданной может оказаться природа информации, «всплывающей» в сознание из подсознания. Особенно непонятен выбор момента её передачи. Подсознание человека активно работает во время сна, раскладывая на части и перегруппировывая громадные массивы информации. Исследования показывают: интенсивность работы подсознания повышается в каждом следующем цикле парадоксальной фазы сна. Выше всего эта интенсивность примерно за два часа до пробуждения. Вот не знаю только, в какое время ночи Сэмюэлу Колриджу, принадлежащему к Озёрной школе (не путать с дачным кооперативом), приснились образы поэмы «Кубла-хан». Но результат-то великолепен! Получилось именно то, что сам Колридж сформулировал как определение: поэзия — наилучшие слова, поставленные в наилучшем порядке.
Экспериментально доказано: в однородном материале лучше всего запоминаются начало и конец, хуже — середина. Поэтому самое нецелесообразное и неэкономичное — непрерывное заучивание вплоть до полного запоминания. Лучше запоминать такой материал, делая перерывы — в это время подсознание самостоятельно обрабатывает его по частям.
Не исключено, что при этом срабатывает так называемый «эффект Зейгарник» — обнаруженное ещё в 1920-е годы влияние завершённости или незавершённости действия на запоминание. Когда решение некоей задачи прерывается, она запоминается лучше, чем задача, благополучно доведенная до завершения[15]. Причём доля запомнившихся прерванных задач оказалась почти вдвое больше доли запомнившихся завершённых задач. Как и полагал граф Биконсфилд — а по совместительству премьер-министр Англии Бенджамин Дизраели: если помнить выгодно, никто забыт не будет. Но в чём же тут выгода? Как раз в том, чтобы снять в конце концов высокий уровень эмоционального напряжения, не получившего разрядки, если решение задачи было прервано.
«Память — это то, что определяет нас как личность. Мы — это то, что мы помним. Как только мы перестаем помнить — нас нет», — отмечает Татьяна Черниговская. «Все на свете ищут, все хотят знать, где в мозгу что где находится — где чашки, где ложки, где французский, где английский и где все это хранится. Да нет этих мест, нигде не находится, потому что память — это не картотека, это не система ящиков, это — процесс. Каждый раз, (нельзя два раза вспомнить одно тоже), каждый раз, когда вы вспоминаете — у вас идет новый процесс, новые ассоциации. Материальным выражением, измерением памяти является изменение эффективности связей между нейронами в сети».
Из памяти, по-видимому, ничто не исчезает — просто многое не может быть вызвано в оперативную память из долговременной без особой эмоциональной встряски или без специального запроса. Джером Клапка Джером «пошутил»: «Память подобна населённому нечистой силой дому, в стенах которого постоянно раздается эхо от невидимых шагов. В разбитых окнах мелькают тени умерших, а рядом с ними — печальные призраки нашего былого «я»». Такой вот английский юмор.
Особенно проблематично что-то вспомнить, когда непонятно, как оформить запрос на вызов информации из собственного мозга.
Интересный мнемонический приём — использование определенной последовательности зрительно-пространственных образов для запоминания — Можно найти в книге Милорада Павича «Внутренняя сторона ветра»: «Этот иностранец… учил их искусству запоминания, мнемотехнике, разработанной на примерах речей Демосфена и Цицерона… Чтобы запомнить текст, следовало, как рекомендовал русский учитель, вспомнить, как выглядел фасад одного из часто попадавшихся на пути зданий, внешний вид которых застревал в памяти. Затем нужно было представить себе, что по порядку открываешь все окна и двери этого здания и в каждый проём, включая бойницы или слуховые окошки, проговариваешь одну из длинных фраз Цицерона. Таким образом, мысленно обойдя всё здание и произнеся перед каждым окном или дверью по одной фразе, можно было к концу воображаемой прогулки запомнить всю речь и даже повторить её без особого напряжения». Писатель почти дословно пересказал методику знаменитого мнемониста С.В. Шерешевского, зафиксированную выдающимся психоневрологом А.Р. Лурия, много лет исследовавшим его память.
Мнемоника — набор приёмов запоминания, основанных на ассоциативных «привязываниях» запоминаемых сведений к неким визуальным (как в вышеприведенном примере), словесным или логическим рядам[16]. Мнемонические приёмы человек часто придумывает сам для себя, запоминая телефоны, даты, важные сведения.
Ещё один важный этап в работе с памятью — научение, т. е. намеренное усвоение определённого материала так, чтобы его можно было легко извлекать из памяти и эффективно использовать. Научение отличается от простого заучивания или запоминания, поскольку одновременно вырабатывается умение обрабатывать и использовать информацию определенного типа. Известную с древнеримских времён поговорку учёные перефразировали: не повторение — Мать учения, а применение!
У всех людей мозг имеет одинаковую глобальную структуру, однако каждый человек уникален. Один имеет развитую знаковую память, другой — эйдетическую (образную). Объём памяти многих великих людей поражает. Сенека мог запомнить и повторить до 2000 совершенно не связанных между собой слов. Великий математик Леонард Эйлер помнил все степени, вплоть до шестой, чисел от 1 до 100. Академик Абрам Иоффе не заглядывал в таблицу логарифмов, потому что помнил её наизусть. Вряд ли великие учёные зазубривали горы чисел специально — скорее всего всё запомнилось в ходе употребления.
У некоторых людей память как будто вообще не имеет пределов. Например, вышеупомянутый мнемонист С.В. Шерешевский легко запоминал огромные объёмы произвольной информации: длинные — 100 и более — ряды цифр, слов, слогов, иностранных слов, формул. Причём запоминал практически навсегда: возвращаясь к заданиям 15–20‑летней давности, он легко и безошибочно всё вспоминал. Приём, упомянутый выше в пересказе Милорада Павича — лишь один из простейших в арсенале Шерешевского. Многие технологии он употреблял вовсе неосознанно, и только многолетние кропотливые исследования А.Р. Лурия[17] позволили их сформулировать.