Это крайне завышенный расчет; в действительности, по-видимому, нет надобности заходить так далеко. Несколько более скромный результат получается, если ограничить расчет количеством информации, доставляемым одними лишь сенсорными рецепторами. Большая часть нашей входной информации приходится на долю зрения; емкость памяти, вычисленная на основе данных об электрической активности волокон зрительных нервов, не слишком отличалась бьют той, которая требуется для записи всех входных раздражителей. Если число рецепторов в сетчатках обоих глаз принять равным 2 миллионам, среднюю частоту выходного сигнала раздражаемого нейрона сетчатки — 14 импульсам в секунду и продолжительность жизни — 2•109 секундам, или 60 годам, то необходимая емкость памяти составит уже всего 6•1016 битов, что соответствует 6 миллионам двоичных элементов памяти на каждый нейрон. Это число, хотя оно и значительно меньше полученного фон Нейманом, все же кажется нам малоутешительным.
Однако подобные расчеты представляют собой, вероятно, чрезмерную реакцию на открытие того неожиданного факта, что наша память хранит значительно больше информации, чем можно было предполагать раньше. Несмотря на яркость «повторного переживания» прошлых событий, описанного больными Пенфилда, ничто не указывало на то, что вызванные переживания сколько-нибудь приближались по полноте информационного содержания к первичным восприятиям. Даже то, что через несколько лет событие воспроизводится так же отчетливо, как если бы человек вспомнил его в первые мгновения после действительного восприятия, не дает нам никаких оснований думать, что количество деталей здесь сравнимо с принятым в наших вычислениях. В самом деле, в этом нетрудно убедиться. Пусть читатель войдет в незнакомую комнату, внимательно рассмотрит ее в течение нескольких минут, а затем закроет глаза и попробует сравнить свое воспоминание с тем, что он видел при открытых глазах. Хотя в его мысленном представлении и сохранится несколько подробностей, на которые он обратил особое внимание, огромное большинство деталей текстуры, яркости и цвета, входивших в первоначальную, чрезвычайно ясную картину восприятия при открытых глазах, исчезнет из памяти. Мы уже приводили слова Пенфилда о том, что память регистрирует «все, что человек некогда осознавал, то, на что он обратил внимание в тот промежуток времени. Здесь отсутствуют ощущения, которых он не замечал, разговоры, к которым он не прислушивался». Хотя в нашей памяти и может храниться в какой-то форме запись обыденных прошлых событий, которые мы не сочли бы достойными запоминания, нет никаких доказательств того, что качество такой записи приближается к фотографической полноте и точности. Но и само предположение, что в памяти регистрируются все события, не более чем экстраполяция, основанная на горстке наблюдений, в которых отмечалось детальное воспроизведение несущественных событий при электрическом раздражении коры. Кажется более вероятным, что с каждым из этих как будто бы тривиальных событий в свое время было ассоциировано что-то, благодаря чему оно запомнилось, тогда как другие события, которые кажутся сегодня не менее существенными, не были зафиксированы. В самом деле, вряд ли в памяти того 60-летнего каменщика хранились детали поверхности каждого из кирпичей, уложенных им в стены всех зданий, которые он возвел на протяжении сорока лет своей трудовой жизни!
Автору, по крайней мере, кажется вероятным, что в нашей системе долговременной памяти регистрируется лишь небольшая доля переживаемых нами событий и что даже в тех событиях, которые мы действительно помним, мы выделяем и фиксируем лишь ничтожную часть первоначальных сенсорных данных. Подвести объективную и количественную базу под такого рода субъективное впечатление довольно трудно, но можно сделать один подсчет, который, пожалуй, имеет отношение к данному вопросу. Разнообразные психологические тесты привели к заключению, что количество информации, которое человек может воспринять через органы чувств и тотчас же передать другому лицу, совсем невелико; наивысшая оценка, полученная при самых благоприятных условиях, составляет около 25 битов в секунду. Это согласуется с повседневным опытом каждого из нас: мы можем сразу охватить своим вниманием не более 5—10 информационных «объектов», если понимать под «объектом» какое-либо название, предмет и т. п. Такой объект может заключать в себе в среднем 15 битов информации, т. е. одновременно мы можем иметь дело с информацией, составляющей каких-нибудь 75—150 битов. Эти цифры несоизмеримо малы в сравнении с тем огромным количеством информации, которая поступает в наш мозг через органы чувств и которая, следовательно, доступна для нашего сознания, но обычно не фиксируется им. Если мы произведем наш расчет емкости памяти на основе «действительно воспринимаемой» информации — 25 битов в секунду, то требуемая емкость окажется равной примерно 50 миллиардам битов, что соответствует 4—5 двухпозиционным переключателям на нейрон вместо тех миллионов или миллиардов, которые мы получали в прежних расчетах.
Мы можем еще больше снизить нашу оценку необходимого объема памяти, если примем, что наши запоминающие устройства заполняются со скоростью 25 битов в секунду лишь в течение какой-то части суток. К дальнейшему существенному снижению мы придем, предположив, что значительная часть следов нашей долговременной, или «постоянной», памяти на самом деле вовсе не является постоянной, что многие комплексы следов не используются и поэтому угасают, так что через несколько часов, дней или недель соответствующие элементы памяти освобождаются и вновь поступают в «общий фонд» элементов, способных фиксировать новую информацию. На предыдущих страницах, мы, правда, подчеркивали относительное постоянство следов той памяти, которую мы называли «долговременной», но это делалось лишь для отличия их от следов, сохраняющихся несколько секунд или минут. И мы видели, что некоторые из этих следов действительно весьма постоянны и даже обнаруживают тенденцию с течением времени становиться прочнее. Однако мы в общем придерживались концепции об укреплении следа памяти в результате его частого использования; мы представляем себе, что возникающие в процессе вспоминания нейронные токи, вновь проходя по прежним путям, поддерживают и усиливают те физические изменения в нейронном материале, которые некогда привели к первичному образованию следа. Как бы ни была интересна гипотеза Рассела о непрерывном укреплении прочных следов памяти под действием случайных нейронных токов без участия сознательного вспоминания, есть веские данные в пользу того, что автоматические бессознательные процессы сами по себе недостаточны для прочной фиксации всех следов на всю жизнь. Конечно, если бы мы могли каким-то образом извлечь и рассмотреть все содержимое архивов нашей памяти, мы, вероятно, с удивлением обнаружили бы там записи многих событий, которые мы считали давно забытыми; но вполне возможно и то, что мы не нашли бы многих следов, которые были бы найдены при такой же «инвентаризации» пятью годами раньше. Пятидесятилетний человек, способный вспомнить десятую часть тех эпизодов 19-го года своей жизни, которые он ясно помнил в 20 лет, уже произвел бы на большинство из нас впечатление человека с хорошей памятью. И для этого ему хватило бы одной десятой доли нейронного материала, который некогда хранил память о событиях того года.
Но если наши оценки необходимого объема памяти могут различаться на много порядков в зависимости от сделанных нами исходных предположений, то зачем же тратить время на все эти вычисления? Дело в том, что такие расчеты могут дать нам некоторые указания относительно самой основы механизма памяти. Хотя все согласны с тем, что формирование следа памяти связано с физическими изменениями в нейронном материале, пока еще неизвестно, в чем именно состоят эти изменения. Один очень важный вопрос, к которому подсчеты объема памяти имеют прямое отношение, касается того, служит ли основным элементом памяти сам нейрон. Ясно, что это возможно лишь в том случае, если число битов хранимой информации меньше числа нейронов в головном мозгу. Как мы видели, мы с трудом можем удовлетворить этому требованию, сделав на всех этапах расчета «натяжки» в сторону уменьшения объема памяти. Однако такой предельный результат не слишком убедителен, особенно если учесть такие факторы, как потребность в элементах памяти для регуляции автоматических телесных функций и избыточность, которая может быть связана с дублированием следов памяти в различных местах.
К счастью, нейрон в целом — не единственно возможный кандидат на роль элементарной единицы памяти. Каждый нейрон в головном мозгу имеет много входных «клемм». По некоторым оценкам среднее число синапсов, образуемых на теле и дендритах каждого нейрона аксонами других клеток, может достигать тысячи. Большинство исследователей склонно думать, что память связана с повышением проводимости этих синаптических соединений. В таком случае число элементов памяти будет уже в тысячу раз больше числа нейронов, что, по-видимому, лучше согласуется с требуемой емкостью памяти.
Есть и еще одна возможность. Уникальные свойства мозга не обязательно должны быть связаны только с нейронами и их взаимными соединениями. Промежутки между нейронами заполнены множеством так называемых глиальных клеток, которые настолько мелки, что их приходится около десятка на каждый нейрон в мозгу. До сих пор мы игнорировали эти клетки в соответствии с классической неврологической доктриной, приписывающей им только «подсобную» роль, связанную с некоторыми химическими процессами, необходимыми для поддержания обмена веществ в нейронах. Но не все ученые убеждены в правильности такой интерпретации. Например, У. Р. Эйди из калифорнийского университета в Лос-Анжелесе приводит убедительные доводы в пользу того, что некоторые процессы интеграции или переработки информации в мозгу, возможно, обусловлены местными изменениями в сопротивлении электрическим токам, проходящим через всю войлокообразную массу дендритов, из которой состоит большая часть нейронного материала головного мозга. Согласно этой теории, дендритные структуры образуют как «входы», так и «выходы» элементарных единиц вычислительной системы, а залпы дискретных потенциалов действия, пробегающих по аксонам, осуществляют лишь передачу обработанной информации в отдаленные пункты. При такой интерпретации глиальные клетки, часто почти вплотную прилегающие к телам и дендритам нейронов, тоже могли бы играть определенную роль в механизме памяти. Стойкие изменения в их способности проводить электрический ток к отдельным участкам нейронов могли бы влиять на дендритные токи и тем самым порождать элементарные проявления функ