Память – тоже не единый процесс, это сумма различных механизмов запоминания, и каждый из них базируется в определенной области мозга. Краткосрочная память и на самом деле коротка, она хранится десятки секунд. Она похожа на запись всего, что можно встретить по дороге к центру города – вещи, люди, витрины. Вся эта информация, если она не вызывает никаких ассоциаций или не привлекает усилий для запоминания, скорее всего, исчезнет навсегда. Существуют люди с очень редкой патологией, гипертимезией, которые запоминают все в мельчайших деталях: как они были одеты 13 апреля 2005 года и какие слова говорили в семье во время завтрака. Обычные люди с трудом вспоминают номер телефона, услышанный только что, – и это нормально.
Частью краткосрочной памяти является оперативная память, которую мы используем, повторяя в уме тот самый номер телефона, произнесенный секунды назад. Краткосрочная память нужна для того, чтобы создать долгосрочную память, которая хранит все, что мы знаем о мире и о себе. Она объединяет наиболее важные события жизни, словарный запас всех языков, что мы знаем, список всех наших умений в области ручного труда, имена, числа, лица, мечты, события, понятия, чувства, переживания, суждения и убеждения.
Любителям все классифицировать и раскладывать по полочкам: долгосрочная память обычно подразделяется на два вида:
• эксплицитная (осознаваемая) память, которая может быть эпизодической (меню последнего рождественского ужина, день рождения мамы) или семантической (столица России – Москва, для похода в театр нужен билет);
• имплицитная (неосознаваемая) память, сохраняющая автоматические навыки (умение писать ручкой, ездить на велосипеде) и условные рефлексы [см. стр. 79].
Сюда следует добавить также пространственную память, которая связана с нашей ориентацией в пространстве. Например, способность передвигаться в знакомом городе, не задумываясь.
Долгосрочная память хранит как недавние происшествия (старая подруга, неожиданно встреченная во время прогулки), так и ставшие давним прошлым (когда-то вместе отдыхали). Итак, подруга и совместный отпуск – пример ассоциативного ряда в человеческой памяти. Наша память работает в основном на ассоциациях, поэтому всегда легче запомнить что-то, что похоже на нечто знакомое. Не случайно чемпионы по запоминанию используют стратегию ассоциаций, например привязку последовательностей чисел или имен к каким-то собственным внутренним реперам.
Семидесятилетний японский инженер Акира Харагучи в 2006 году перечислил наизусть первые сто тысяч знаков после запятой числа «пи»: ему пришлось начать говорить в 9 утра, а закончил он только в 1:28 следующего дня.
Ассоциативное запоминание позволяет воспроизвести не только последовательность событий, но и те чувства, которые мы при этом испытывали. Те две далекие недели у моря, казалось, забыты навсегда, но стоило встретить подругу, с которой наслаждались отдыхом, и сразу вспоминается жара, запах нагретых сосен, страх экзаменов, чемпионат мира по футболу…
Реконструкция прошлого, окрашенная чувствами, однако, рискует быть искаженной, а порой даже и ложной [см. стр. 211]. Долгосрочная память нуждается в кодификации информации, классификации и умении ее найти по требованию, как в настоящем архиве. Мы не знаем точных механизмов биохимической кодировки информации, однако этот процесс наверняка связан с обучением [см. стр. 179] и с формированием синапсов [см. стр. 33, 87].
Для закрепления информации она должна быть повторена: о необходимости повторения говорила учительница в школе, об этом же твердит и неврология [см. стр. 179]. Однако одного повторения мало – без концентрации внимания, без того, чтобы мозг сфокусировался на том, что слушает или читает, ничего не выйдет [см. стр. 175]. Огромную роль в концентрации внимания играют мотивация, любопытство, эмоциональная вовлеченность, ожидание будущей награды – например, диплома [см. стр. 171].
Воспоминания имеют свойство сохраняться надолго и тогда, когда они связаны с сильными чувствами – например, с грустными или счастливыми событиями.
Многие люди на нашей планете запомнили, где были и что делали в тот момент, когда узнали о трагедии 11 сентября 2001 года в США. Когда событие является столь сильно эмоционально заряженным, память о нем может даже привести к посттравматическому синдрому [см. стр. 216]. И наоборот, некоторые слишком болезненные воспоминания, особенно если события произошли в детстве, могут полностью стереться из памяти.
Итак, память о событии зависит от ситуации, в которой происходит событие: информация сегодня приходит к нам в виде изображений, звуков, ощущений. Чтобы лучше запомнить какой-либо факт или данные, рекомендуется запомнить и ситуацию, с которой они связаны: благодаря ассоциативному механизму можно умудриться потом восстановить недостающие моменты.
Какой же максимальный объем памяти возможно сохранить в мозгу? Точного ответа на этот вопрос просто не существует: некоторые исследователи полагают, что оценить его невозможно в принципе, а кто-то, как профессор Терри Сейновски из института Солка в Калифорнии, используя аналогию с двоичным кодом, применяемым в компьютерах, считает его примерно равным петабайту, то есть огромному количеству миллионов гигабайт.
Во всяком случае, никто из нас никогда не сталкивался с ситуацией, когда что-либо запомнить становится невозможным по причине исчерпания объема. Ученые шутят, что человеческая память – уникальное хранилище и чем больший объем в него запихивают, тем больше оно становится. И это действительно так по трем причинам: ассоциативный механизм экономит место, избегая дублирования понятий; знание второго языка или умение играть на музыкальном инструменте, постоянное использование памяти для изучения нового позволяют замедлить старение нейронов [см. стр. 243] и заметно улучшить способности к обучению; новые знания и усилия по их получению физически меняют мозг. Так и получается сосуд, который чем больше наполняешь, тем больше его можно наполнять.
Память зависит непосредственно от способности мозга постоянно улучшать и приспосабливать к сегодняшним нуждам связи между отделами в каждую секунду жизни. Это совершенно уникальная способность, она формируется в мозгу человека еще до рождения и называется пластичностью.
4.3. Пластичность
Пьемонтский анатом Микеле Виченцо Малакарне провел странный и жутковатый эксперимент. Он взял двух собачек из одного помета и несколько пар птиц из одного и того же выводка. И, запасшись терпением, дрессировал по одному представителю каждой пары, оставив его родственника жить по собственному разумению. Спустя два года он умертвил животных, вскрыл их черепные коробки и сравнил мозги представителей одного вида между собой.
Малакарне удалось спокойно завершить эксперимент, поскольку он жил в далеком 1785 году. Сегодня такая жестокость вряд ли бы осталась безнаказанной. Однако с научной точки зрения эксперимент удался: животные, с которыми ученый занимался, имели гораздо более развитый мозг. Таким образом, Малакарне обнаружил, что чувственный опыт физически меняет структуру мозга. К сожалению, в течение более чем двух столетий никто не обратил внимание на удивительное открытие итальянского анатома, впервые усомнившегося в неизменности мозгового аппарата.
Сегодня ученые уверены, что мозг меняется, причем постоянно. Достаточно посмотреть фильм, прочесть книгу, принять участие в конференции или поболтать с друзьями в баре – и новая информация, новый опыт, новые выводы сделают свое дело. В микрокосмосе нейронов что-то сдвинется и поменяется.
Эта поразительная способность мозга, полученная нами в ходе эволюции, называется пластичностью. Она развилась на базе пересечения двух взаимозависимых систем – памяти и способности к обучению. Этой способностью обладают многие животные, однако у млекопитающих, и в особенности у Homo sapiens, она развита особо: у человека она усилена большим объемом коры головного мозга и поддерживается культурой и речью.
Пластичность формирует новые нейронные связи посредством окончаний аксонов, с одной стороны, и разветвлений дендритов и их шипиков [см. стр. 30] – с другой. Кстати, количество шипиков и их форма могут меняться в течение минут и даже секунд.
Возрастание или уменьшение в течение нескольких часов количества старых и новых нейронных связей, даже в несущественных объемах, могут привести к полной смене структуры нейронных цепей.
Кроме нейронной существует еще синаптическая пластичность, которая усиливает или ослабляет связи между нейронами. Дональд Хебб, канадский ученый, высказал догадку, что, когда два нейрона активизируются одновременно, синапсы, которые их соединяют, усиливаются. «Между одновременно активированными нейронами сети пороги синаптической связи снижаются», – гласит правило Хебба. Одновременно активизирующиеся нейроны объединяются и укрепляют взаимные связи. Хебб установил также, что усиление синаптической передачи между двумя нейронами сохраняется достаточно долго после воздействия. Это явление получило название «долговременная потенциация» (Long-term potentiation, или LTP) [см. стр. 26].
Функцией памяти заведуют сразу несколько отделов мозга: основными действующими лицами являются височные доли коры, гиппокамп и структуры лимбической системы. Запоминание происходит через повторение сигналов. Гиппокамп [см. стр. 64] буквально пронизан синаптическими ответвлениями, предназначенными для распределения информации в соответствии с ассоциациями, в ней заложенными.
Американский анатом прошлого века Джеймс Папец открыл главное хранилище эмоций (цепь Папеца) – нейронную петлю длиной примерно 35 см, окружающую гиппокамп и пересекающую лимбическую систему и височные доли коры [см. стр. 70]. Сегодня ученые полагают, что эта цепь является одним из основных механизмов запоминания: проходя с большой скоростью по нейронам цепи, ассоциации, вызванные тем или иным событием или знанием, физически закрепляются в коре. Гиппокамп этим воспоминаниям становится больше не нужен. Эта теория объясняет, почему пациенты с травмированным гиппокампом не могут запомнить сиюминутные события, однако отлично помнят, что было с ними в прошлом.