ГДЕ ПРЯЧЕТСЯ НАСТОЯЩЕЕ?
1. ВЫ ЗНАКОМЫ С ЗНАКОМОЙ НЕЗНАКОМКОЙ?
Память — это сильнейшее оружие.
Включив магнитофон, мы уверены, что сможем записать на магнитную пленку интересующую нас песню, концерт или беседу. Пленку с записью можно прослушивать неограниченное число раз, так как магнитная память хранит звуки сколько угодно долго. Приходится завидовать и удивляться, как быстро происходит «обучение» машины. Один раз предъявили звуковую информацию и… пожалуйста. Все введено в память, в память прочную и долговременную. Никаких тебе повторений материала, никаких «зазубриваний». Быстро и надежно запечатлелись звуки на узенькой дорожке специальной ленты.
Ну, а живые системы? Разве их обучение всегда требует многократного повторения? Ответ на этот вопрос должен быть отрицательным.
Живой магнитофон — мозг, о котором в дальнейшем пойдет речь, «хранилище» памяти и самое удивительное создание природы. По-видимому, «чувствуя» это, природа запрятала его в прочный костный футляр черепа, окутав предварительно рядом оболочек — покрывал, компактно уместив в ограниченное пространство миллиарды нервных клеток, соединив их друг с другом десятками тысяч контактов, та же самая природа предусмотрела так называемые анализаторы — датчики, вынесенные на периферию мозга и соединенные с ним проводами-нервами. Магнитофоны-уши — улавливают различные звуки. Через окна-глаза поступает в мозг информация о «тихом» мире, окружающем живые организмы. В мышцах и коже размещены специальные устройства, воспринимающие изменения положения конечностей в пространстве и соприкосновения тела с различными предметами.
Благодаря этим и другим анализаторам, имеющим меньшее отношение к обучению, мозг в состоянии улавливать самые разнообразные сигналы внешнего мира, оценивать их значимость и запоминать. Мозг способен воспринимать и запоминать не только отдельные сигналы типа звука и света. Он в состоянии запечатлевать, а затем хранить в течение месяцев, десятков лет, а в некоторых случаях и всю жизнь целые образы, картины, события, выработанные навыки. В детстве мы выучиваемся езде на велосипеде, катанию на коньках и лыжах. Эти навыки в кладовых нашей памяти сохраняются многие десятилетия. Вы можете 20–40 лет и более не садиться на велосипед, и все равно навык катания на нем хранится в мозгу. Им можно воспользоваться в любое время и поехать на велосипеде даже после большою перерыва без повторного учения.
Но не только человеку свойственна способность долгое время хранить запечатленные в мозгу сведения. Известен, например, случай с собачкой знаменитой Э. Пиаф. После смерти певицы собачка всякий раз, когда звучал с пластинки знакомый ей голос, начинала отчаянно скулить, лаять, обнюхивать стулья и искать свою хозяйку по комнатам. Через год, два и более собака узнает хозяина по внешнему виду. Запахи у животных оставляют в центральной нервной системе еще более прочные следы — материальную базу памяти. С помощью ее охотничья собака, например, точно определяет местонахождения дичи, в течение часов может бежать по следу лисиц и зайцев.
Память животных, так же, как и память человека в течение жизни, проходит длительный путь развития. Сигналы начинают поступать в мозг и перерабатываться в нем буквально с первых минут появления нового существа на белый свет. Первые впечатления запоминаются обычно наиболее прочно. Иногда настолько прочно, что коренным образом предопределяют всю дальнейшую судьбу новорожденных животных, птиц, а иногда и человека.
Однажды путешественники наблюдали, как маленькая зебра, оставшаяся без родителей, следовала за машиной так же, как раньше за своей матерью. Ягнята, когда погибают овцы сразу после родов, следуют за пастухом или, наоборот, не отходят от пней, камней и прочих неодушевленных предметов, которые первыми попали в их поле зрения. Вылупившиеся из яиц утята в инкубаторе привязываются к уборщицам. Они могут следовать за мячом, шариком, коробкой или какими либо другими предметами. Лишь бы это были первые объекты, на которые взглянули птенцы, вылупившись из яйца. Этот взгляд затем оказывается решающим в отношении к себе подобным. Взрослые утки как бы перестают существовать для них. Поведение птиц да и животных тоже становится настолько необычным, что, с нашей точки зрения, может расцениваться как ненормальное. Посудите сами, как можно расценивать поведение галки, которая выросла в квартире одного профессора, привязалась к нему и ухаживала за ним, как за своим птенцом: приносила ему мучных червей и пыталась кормить его. Профессор, естественно, отказывался. Тогда настойчивая птица предпринимала попытки засунуть червей в уши или в нос.
Вот что делает память птиц и животных, способная формировать следы впечатлений в результате однократного восприятия мозгом окружающих объектов. Следы эти настолько прочны, что могут быть охарактеризованы как нестираемые из памяти в течение всей жизни организма. За свойства следов быть неизгладимыми само явление получило название импринтинга, что в переводе с английского означает впечатывание.
Память человека творит самые настоящие чудеса. Она способна запечатлевать зрительные картины при однократном их предъявлении так же быстро и четко, как это делает фотоаппарат.
«Фотографическая» память особенно разбита у первобытных племен, у отсталых народов, а также у детей, но с возрастом процент проявления ее снижается, и только у некоторых лиц, в основном у художников, сохраняется всю жизнь. Эта форма памяти неоднократно вызывала изумление у путешественников. Представим, к примеру, такую картину. Стадо животных, насчитывающее до пяти тысяч голов скота, сторожат пятьдесят пастухов. Каждому из них приходится охранять все стадо в целом и сто голов, за которые они несут личную ответственность. Пастухи не умеют ни писать, ни считать, но стоит затеряться в джунглях хоть одному животному, как они сразу замечают исчезновение. Известны еще более удивительные случаи, когда пастухи из тысячи охраняемых ими овец одной масти сообщили хозяину о пропаже единственного животного и дали его точное описание. Для европейцев подобные факты всегда казались непонятными и мистическими. Для африканцев же они ничего особенного не представляют, как утверждают в своей книге «Африка грез и действительности» известные чешские путешественники Иржи Ганзелка и Мирослав Зикмунд.
Преподаватели младших классов часто бывают свидетелями того, что дети, отвечая урок, пересказывают содержание прочитанного буквально дословно, даже со всеми ошибками и опечатками. Не зная, что есть особая форма зрительной памяти, когда образ предметов отпечатывается в мозгу, как изображение на фотопластинке, можно обвинить ученика в том, что он каким-то образом обманывает учителя. На самом же деле образ страниц с текстом находится в памяти ученика, а ему остается только воспроизвести его. Хорошей зрительной памятью обладают также художники, которые в состоянии воспроизводить по памяти целые пейзажи и баталии, и шахматисты, способные вести одновременную игру со многими партнерами, не глядя на доски. В фильме «Белый снег России», в частности, показан сеанс одновременной игры на тридцати двух досках Александра Алехина с фашистскими офицерами в 1943 году в оккупированной Праге. Одна важная деталь этого матча. Сославшись на отсутствие очков, гениальный шахматист играет вслепую. Результат встречи: две ничьих и тридцать выигрышей. В перерыве пораженный немецкий генерал риторически вопрошал: «Как может этот русский эмигрант держать в голове две тысячи сорок восемь шахматных клеток и пятьсот комбинаций черных и белых фигур?»
Что же это за форма памяти? Выше мы ее назвали «фотографической». В научную литературу она вошла под названием эйдетической — от греческого слова «эйдос», что означает образ. Люди, обладающие таким видом памяти, называются эйдетиками.
Если мы сравним импринтинг у животных и эйдетизм у человека, то увидим, что оба эти интересные явления близки по своим свойствам. А именно, как животные, так и человек способны запечатлевать образ увиденного практически сразу во всех подробностях. Есть еще одна общая черта между образной памятью животных и человека. Запечатленные события и у животных, о которых мы уже говорили, и у человека сохраняются более длительный период времени по сравнению с обычными видами памяти, которым не присущи черты импринтинга и эйдетизма.
О том, что зрительная память у эйдетиков может хранить следы впечатлений многие годы, может поведать история одной знаменитой картины, которая во время пожара здания, где она хранилась, сгорела. Через 30 с лишним лет другой художник, не автор уничтоженного произведения искусства, написал ее по памяти.
Эйдетическая память бывает не только зрительной, но и слуховой. Выражается она в том, что человек, прослушав только один раз сложное музыкальное произведение, может воспроизвести его без нот. Само собой понятно, что в этом случае хорошая память должна дополняться музыкальным образованием. Если нет музыкального образования, никакая даже сверхпамять не поможет. Как раз такое счастливое сочетание — отличного музыкального образования и превосходной слуховой памяти — помогло четырнадцатилетием у Моцарту «похитить» секрет одного музыкального произведения, ноты которого по религиозным соображениям монахи хранили в тайне. Достаточно было Моцарту прослушать это произведение только один раз, чтобы, возвратившись домой, переложить его на ноты без единой ошибки.
Явление эйдетизма в какой-то степени свойственно и лицам с другими видами памяти, такими, как словесно-логическая и двигательная.
Из жизни мы знаем, что одним лицам очень легко дается обучение, например, катанию на коньках, лыжах или различным гимнастическим упражнениям. Здесь мы можем сказать, у них хорошая двигательная память. Другие, наоборот, без всякого напряжения могут подготовить большую речь и выступать в течение часа и более перед аудиторией, не заглядывая в текст доклада. Этот вид памяти относят к словесно-логической. Словесно-логическая память обычно хорошо развита у философов, писателей, артистов и политиков. Историки, к примеру, говорят о том, что древнеримский философ Сенека мог повторить до двух тысяч не связанных по смыслу слов, предварительно прослушав их всего один раз. Люди с хорошей словесно-логической памятью с малой затратой сил изучают не один, не два, а десятки иностранных языков. Один служитель церкви владел даже несколькими десятками языков. Мы можем только мечтать об этом.
Не меньшее удивление вызывает у некоторых людей память на цифры и на их способность владеть механизмом счета. Оказывается, что есть лица, и не только математики, которые легко запоминают громадное количество чисел. Они могут перемножать в уме, не прибегая к помощи карандаша и бумаги, восьмизначные цифры на восьмизначные, извлекать корни из семи — девятизначных цифр и при этом все делать в течение нескольких секунд. Известен один чудо-счетчик, который чуть больше чем за минуту безошибочно определил, сколько секунд содержится в 39 годах, 3 месяцах и 12 часах. При этом он учитывал и високосные года. Ну разве это не живая электронно-вычислительная машина?!
А как быть в этом случае с животными и птицами? У них есть словесно-логическая память и память на цифры? Рассмотрим некоторые факты.
В начале века лошадь одного немецкого землевладельца вдруг стала знаменитой. Прославилась она решением арифметических задач, которые произносились на вслух. Лошадь могла складывать, вычитать, делить, умножать и извлекать корни. Окончательные правильные ответы она выстукивала копытом. Если ответ был равен, например, пяти, животное ударяло копытом в землю пять раз. Если четырем, то четыре и т. д. Другая лошадь количеством ударов копытом определяла положение буквы в ряду алфавита: один удар означал букву А, два — Б, три — В. Когда животное правильно определяло положение нескольких букв в ряду алфавита, у зрителей складывалось впечатление, что она действительно не только знает буквы, но и считает их. Лошадь, которая способна была производить различные математические действия, оказывала на наблюдателей еще большее впечатление. После этого начали поговаривать о наличии у животных не только памяти на цифры, но и о их способностях сознательно оперировать ими.
Долго мог бы продолжаться обман зрителей, если бы наблюдатели не заметили, что хозяева лошадей подают им сигналы, которые и определяли, сколько ударов копытом о землю должны сделать животные. Внешне же складывалась картина, что лошади способны производить логические действия и называть буквы и их место в ряду алфавита. На самом деле у них были выработаны соответствующие условные рефлексы, воспроизводимые по сигналу человека. У птиц так же хорошо вырабатываются условные рефлексы, как и у животных. Например, один попугай приучился даже к тому, что при двух ударах колокола он съедал два зернышка, при трех — три и т. д.
Что же касается словесно-логической памяти, способной запечатлевать слова, цифры и оперировать ими, то она, несомненно, чисто человеческое приобретение — результат длительной его эволюции. Однако зачатки способностей к счету, запоминанию букв в скрытой форме можно найти у некоторых животных и птиц. У них же можно обнаружить и зачатки речи, выраженные, правда, в примитивной форме. Подтверждением сказанному могут служить многочисленные примеры превосходной подражательной способности все тех же попугаев. Эта способность попугаев помогает им осваивать «иностранные» языки, с помощью которых они могут вступать в словесный контакт даже с человеком. У некоторых из них, настоящих полиглотов, языковый багаж насчитывает до ста и более фраз, а каждая фраза может включить до восьми — десяти слов. Однако их употребление не всегда бывает адекватно теме проходящей беседы. Произношение слов и предложений носит у птиц явно бессмысленный характер. Все это лишний раз указывает на особые заслуги человека в освоении речи, в основе которой лежат следы памяти, вызываемые в головном мозге восприятием осмысленной словесной информации.
Осмысленность, как основная черта человеческой памяти, отчетливо проявляется в таком простом эксперименте. Внутрь загородки в форме буквы П ставится курица или голодная собака. За решеткой загородки помещается пища. Один вид пищи заставляет птицу просовывать голову между прутьями решетки и таким образом пытаться дотянуться до нее и съесть. Аналогичным образом поступает и собака: тычется мордой в решетку, скулит, но выйти из-за загородки не догадывается. Если в эту же обстановку поместить трех-четырехлетнего ребенка, у которого и нервная система еще не совсем развита, то он легко решает, как достать конфету. Прежде всего ребенок осмотрит загородку, оценит ее высоту, форму, найдет выход, а затем выйдет через него и заберет лакомство.
Этот пример возвращает нас к разговору о хорошей и плохой памяти. До сих пор мы приводили примеры превосходной и феноменальной памятей. Однако встречаются они не так уж часто. Поэтому возникает естественный вопрос: «А сколько может запомнить «средний» человек?»
Ответить на поставленный вопрос можно опытным путем. Если мы возьмем группу взрослых здоровых людей и зачитаем им десять двухзначных чисел, а затем попросим назвать числа, то окажется, что они в состоянии вспомнить только пять — семь цифр. Так же обстоит дело и со словами. Из десяти воспринятых на слух не связанных по смыслу слов называется в среднем около семи. В чем же дело? Почему так мало?
Здесь, правда, можно задать встречный вопрос. Мало по сравнению с кем? С феноменами, которые в состоянии запоминать в любой последовательности сотни и даже тысячи слов и цифр? Если с ними, то действительно мало. В среднем же оказывается, что объем запечатления поступающих в мозг сведений при однократном их предъявлении на самом деле составляет около семи единиц информации. Даже считается, что цифра семь для памяти является своеобразным магическим числом. Приблизительно это же число характеризует не только слуховую память, но и зрительную, которую можно проверить предъявлением друг другу картинок типа зоологического лото или каких-нибудь других. Из десяти воспринятых картинок исследуемые лица в среднем для группы назовут от 5 до 9. Как видите, магическое число семь удается «перешагнуть» не каждому из нас. Нужно иметь врожденную эйдетическую способность запечатлевать воспринимаемую информацию так, как это делает магнитофон или фотоаппарат. Но отчаиваться в этом случае не следует. Дело в том, что хорошая память не всегда является показателем хорошего ума. Можно иметь отличную память, запоминать с ее помощью огромное количество информации и тем не менее быть посредственным специалистом. Оказывается, важно иметь не только запас знаний, но и уметь пользоваться им. В противном случае в одно и то же время будешь и богачом, владеющим знаниями из многих областей науки, и бедняком, не способным использовать их для создания новых машин, станков, самолетов, проектов оригинальных конструкций зданий, гипотез.
В подтверждение сказанному вспомним еще раз о людях с феноменальной памятью, о которых мы уже говорили. За немногим счастливым исключением большинство из них так и не проявило себя ни в чем. Хотя некоторые из них достаточно успешно выступали в цирке с различными номерами, но в рамках своих специальностей они оставались обычными среднестатистическими работниками. Творцами им не суждено было стать. Более того, многие лица с феноменальной памятью, в основном памятью на числа, и с превосходным владением механизмом счета были неграмотны, недоразвиты и даже умственно отстали. Я имел возможность наблюдать одного больного эпилепсией, который перемножал шестизначные числа на шестизначные быстрее, чем делали это врачи с помощью карандаша и бумаги, при этом часто допуская ошибки. Больной же, начав вычисление, сосредоточивался так, что не слышал и не видел ничего вокруг. Ответ его всегда был быстр и точен. Но ни этот, ни другие подобные ему лица с феноменальной памятью на числа никаких открытий в математике не сделали. Ну как тут не вспомнить знаменитого математика Пуанкаре, который был настоящим творцом в своей области науки, но в то же время не отличался особой памятью. Не отличался особой памятью и Эйнштейн. Однако это не помешало ему создать теорию относительности, которая сделала его знаменитым на весь мир. И таких примеров много.
Сказанное ни в коем случае не дает нам оснований гордиться плохой памятью и не пытаться тренировать ее, если она развита недостаточно хорошо. Наоборот, с самого раннего возраста каждый человек должен развивать все виды запоминания. При этом должны помнить, что, тренируя память, например, только на числа, мы не станем лучше запоминать стихи, а регулярное заучивание слов не будет в значительной степени способствовать различению звуков и не сделает нас музыкантами. Это так же верно, как верно и то, что штангист не становится легкоатлетом, а последний — пловцом или боксером. В то же время все спортсмены в детстве занимались многими видами спорта для всестороннего физического развития, сдавая нормы на значок ГТО. И только в более зрелом возрасте выбирается один основной вид спорта для достижения своей мечты: стать сильным, ловким, быстрым.
Точно так же должно обстоять дело и с развитием всех видов запоминания. На ранних этапах становления личности следует тренировать и зрительную, и слуховую, и двигательную форму памяти. Заложив таким образом фундамент совершенствования всех ее типов, можно надеяться, что со временем станешь хорошим специалистом в конкретной области знаний. А будучи уже специалистом, каждый в состоянии решить сам, какую память и в какой степени следует улучшать тренировкой.
Пристальное внимание к своей памяти оправдывается ее исключительным значением в жизни человека, в каком бы возрасте он ни находился. На это еще обратили внимание древние греки, которые преклонялись перед памятью, называя ее Мнемозиной. Этим именем жители Эллады окрестили широко почитаемую богиню памяти, мать девяти муз.
Да и можно ли игнорировать и не восхищаться одной из чудесных функций мозга, о которой идет речь, направленной на приобретение знаний.
Представим хотя бы такой случай. Рождается человек. С первых же дней начинает он познавать окружающий его сложный и противоречивый мир. Разве это не удивительно? Проходит некоторое время, и новорожденный начинает узнавать мать, отца, бабушку, сестер и братьев. Легко отличает своих от чужих. Затем овладевает навыками устной речи. Он уже может объясняться со взрослыми на одном и том же языке. Затем подрастает и идет в школу. Обучение в институте или другом каком-либо учебном заведении делает из него специалиста. И все это благодаря памяти. Благодаря ей художники в состоянии писать картины, композиторы — музыку, архитекторы создавать города, инженеры — разнообразные машины. Благодаря памяти человек почувствовал силу мысли, уверил в возможность проникнуть в Космос, спуститься на дно Океана, овладеть тайнами Вселенной.
Но и это еще не все. Говоря словами «отца русской физиологии» И. М. Сеченова, память — это «краеугольный камень психического развития». И. М. Сеченову принадлежит и другое крылатое выражение, имеющее прямое отношение к теме нашей беседы. Вот оно: «Учение о коренных условиях памяти есть учение о силе, сплачивающей, склеивающей всякое предыдущее со всякими последующими. Таким образом, деятельность памяти охватывает собой все психические рефлексы».
В дальнейшем многие крупные ученые, такие, как И. П. Павлов, А. А. Ухтомский, Л. Г. Выготский, А. Н. Леонтьев, И. П. Зинченко и другие, придавали памяти основную роль в развитии личности и считали ее, по сути дела, и не без оснований, базой психики.
Некоторые из них даже полагают, что «мозг является органом сознания в силу присущей ему пластичности — способности оставлять, хранить и воспроизводить следы протекших возбуждений» (В. С. Дерябин).
Вряд ли после таких высказываний стоит некоторым лицам, нередко с определенной долей бравады, заявлять, что у них плохая память на те или иные события. Но такое уж свойство души человека, подмеченное еще французским писателем-моралистом Ларошфуко. По этому поводу он высказал мысль, что многие жалуются на расстройство памяти и никто не сетует на недостаточность мышления, хотя оба эти процесса теснейшим образом взаимосвязаны. А говоря словами Наполеона I, уместно добавить: «Голова без памяти — что крепость без гарнизона».
Так кто же все-таки она — эта всесильная Мнемозина — память, без которой невозможно наше с вами полноценное существование?
Со словом «память» каждый из нас познакомился еще в самом раннем детстве. Не многим счастливчикам удалось избежать обидных и в ряде случаев необоснованных упреков: «У тебя совсем нет памяти»; «Что у тебя, память совсем отшибло?»
Часто мы не задумываемся о значении некоторых слов, прочно вошедших в нашу речь. Вот и слово «память». Кажется, ясно, что это такое. А тем не менее законченного определения памяти, как ни странно, до сих пор не существует. Обычно определяют память как способность нервной системы (точнее, головного мозга) воспринимать окружающую действительность, запечатлевать ее в нервных клетках, хранить воспринятые сведения, а затем по мере необходимости воспроизводить их.
Получилось, как видите, довольно громоздкое определение. Однако без любой из этих составных частей — воспринятая головным мозгом информации, ее запечатления, хранения и воспроизведения — памяти быть не может. Допустим, что мы в состоянии воспринимать воздействующие на нас раздражители, но запечатлеть их не можем. Само собой понятно, что одно восприятие — это еще не память. Если головной мозг и воспринимает, и запечатлевает воспринятое только на какое-то мгновение, а на длительный срок не сохраняет, — о памяти тоже говорить не приходится. Но если головной мозг все же запечатлевает воспринимаемые им раздражители, хранит их, а воспроизвести не может? Допустимо ли это называть памятью? Очевидно, что нет: раз мы не обнаруживаем, что воспроизводится, значит, нет никакой уверенности, что что-то может храниться в тайниках нашей памяти. А раз нет намеков на хранение в мозгу информации, то полностью исчезает уверенность в ее восприятии и запечатлении. Другими словами, без последнего процесса сразу рушится все определение памяти.
А где именно, в каком из отделов мозга хранится память? Где находятся «сейфы» Мнсмозины? Ученые резонно рассудили, что если такие сейфы расположены в строго определенных местах, то, разрушив или удалив соответствующие структуры мозга, мы тем самым сделаем животное неспособным обучаться или помнить то, чему его обучали ранее. Приступили к экспериментам. Одним из первых исследователей центра памяти был американский ученый К. Лэшли. Он вырабатывал у крыс различные виды рефлексов, после чего начинал разрушать у них мозговые образования. Каково же было удивление ученого, когда выяснилось, что разрушение даже большой массы мозга практически не сказывалось на проявлении у животных предварительно выработанных навыков. Нобелевский лауреат А. Эдриан также попытался провести анализ закономерностей проявления условных рефлексов у животных, у которых разрушались или удалялись различные мозговые структуры. Одновременно он проанализировал влияние многочисленных нейрохирургических операций на память бальных. Вывод крупнейшего нейрофизиолога был такой: память в мозгу хранится везде и в то же время конкретно нигде! Ответ точный, но малоутешительный. Зато есть о чем думать.
Что значит: память в мозгу хранится везде? А это значит, что любая нервная клетка участвует в процессах памяти. А их в мозгу не менее 100 миллиардов. Когда вспоминаешь, что каждая из них соединена с другими тысячами контактов, то начинаешь чувствовать слабость нашего воображения перед астрономически большой нервной сетью, улавливающей и сохраняющей в себе все, что воспринимается мозгом. Именно в местах соединения нервных клеток друг с другом (которые носят название синапсов) — а не в одном каком-то центре — и локализуется память. По сути дела, бесчисленное количество синапсов делает нашу память потенциально беспредельной, способной в течение жизни запечатлевать любое количсство информации.
Теоретически это так. Практически дело обстоит несколько иначе. И об этом уже упоминалось, когда речь шла о «магическом числе семь». Тут уж, что называется, ничего не поделаешь. Группа взрослых здоровых лиц, если им один только раз предъявить десять каких-либо изображений или назвать десять слов, а затем попросить их воспроизвести, что они видели или слышали, действительно воспроизведут в среднем около семи единиц информации.
Так в чем же дело? Почему расчеты показывают, что мощность нашей памяти, с одной стороны, беспредельна, а с другой — элементарный эксперимент выявляет ее относительную слабость?
Дело в том, что мы ведем речь о разной памяти. В первом случае мы говорим о памяти вообще, о способности мозга запечатлевать воспринимаемые им сигналы, которые могут отпечатываться в виде следов в наших нервных клетках и о которых наше сознание может даже и не подозревать. Во втором же случае, когда мы опытным путем убеждаемся, что предельные возможности памяти существуют, имеется в виду только осознаваемая память — та память, из которой мы осознанно, волевым усилием можем извлекать информацию и передавать ее другим людям с помощью речи или в письменной форме.
Будем считать, что знакомство с еще двумя видами памяти — осознаваемой и неосознаваемой — состоялось. Кроме того, различают еще память кратковременную и долговременную. Кому из нас не доводилось звонить по телефону, номер которого ранее нам не был известен. Поговорив с интересующим нас в данный момент лицом, мы тут же забываем, по какому номеру звонили. Правда, мы должны иметь в виду вот что: номер телефона незамедлительно забывается, если он для нас нейтрален. Если же ожидаемый разговор для нас важен, значит, волнует нас или тревожит и мы чувствуем, что общение с этим собеседником понадобится нам в будущем, забывания, как правило, не происходит. Можно сказать, что эмоциональный настрой перевел след памяти с кратковременного уровня хранения на долговременный уровень.
Оказывается, таким образом, память по своей природе многообразна. Мы уже знакомы с несколькими ее видами — осознаваемой, неосознаваемой, кратковременной, долговременной и эмоциональной, памятью зрительной, слуховой, словесно-логической и двигательной. Практически в каждой из них может проявляться эйдетическая форма запечатления воспринимаемой мозгом информации. И как тут не вспомнить Даниила Данина, которому принадлежит высказывание: «Наша память словно матрешка: развинтишь одну, а в ней другая».
Но и это не все. В особую форму выделяется также произвольная память и непроизвольная. Проявление последней очень четко подмечено известным русским ученым и путешественником В. К. Арсеньевым, описавшим ее особенности в своей книге «По Уссурийскому краю». «Странно устроен человеческий мозг, — замечает исследователь Дальнего Востока. Из впечатлений целого дня, из множества разнородных явлений и тысячи предметов, которые всюду попадаются на глаза, что-нибудь одно, часто даже не главное, а случайное, второстепенное, запоминается сильнее, чем все остальное! Некоторые места, где у меня не было никаких приключений, я помню гораздо лучше, чем то, где что-нибудь случилось. Почему-то запомнилось одно дерево, которое ничем не отличается от других деревьев, муравейник, пожелтевший лист, один вид мха и т. д. Я думаю, что я мог бы вещи эти нарисовать подробно со всеми деталями».
После представления такого обилия видов памяти у некоторых лиц может возникнуть вопрос: «А не напоминает ли классификация памяти известный анекдот, где всех мужчин разделили на брюнетов и студентов?» Сразу следует сказать, что ответ на этот вопрос должен быть отрицательным. Что касается памяти, то в основу ее классификации заложено несколько объективных критериев. Вот некоторые из них. Степень осознаваемости заучиваемого материала, прочность его хранения в структурах центральной нервной системы, участие в этих процессах механизма эмоций, характеристика каналов, по которым сведения поступают в мозг, особенности его структурной организации и т. д.
У читателей здесь может возникнуть еще один вопрос: «А какая форма памяти лучше?» Подобный вопрос вряд ли правомочен. Любая форма памяти хороша, если она достаточно развита. Но преобладание той или иной ее формы, разумеется, уже накладывает на нас определенные ограничения при выборе профессии: вряд ли человек с преобладанием, например, зрительной памяти принесет большую пользу как музыкант. По-видимому, настало время уже в первых классах школы проводить всестороннее исследование памяти учащихся. С результатами исследования должны знакомиться и учителя, и родители, и сами ученики. О характеристиках своей памяти мы должны знать так же хорошо, как и о своей группе крови, знание которой в критических состояниях организма помогает спасти нам жизнь. Знания же об индивидуальных характеристиках памяти каждого ученика позволит, с одной стороны, целенаправленно тренировать слабо развитые ее формы, а с другой — в известной степени, возможно, прогнозировать выбор профессии…
Мы не всегда задумываемся, что, например, мальчику В. лучше объяснять урок с демонстрацией картинок, а девочка Д. в подобной демонстрации не нуждается, для нее важнее простой пересказ содержания предмета. Это не так нереально, как может показаться: ведь учителю, кроме объяснения материала всему классу, приходится вести и индивидуальную работу со школьниками. Особенности памяти стоит учитывать и при ответах ребят: для одного будет достаточно словесного ответа, а другой почувствует себя увереннее, если предложить ему сопроводить рассказ чертежом или схемой. Приведенный пример является одним из многих. А в будущем, вероятно, знание характеристик памяти детей может послужить основой для формирования классов со «зрительным» или «слуховым» типом памяти. Это, в свою очередь, потребует выбора соответствующего метода преподавания, некоторой его перестройки. Но учитывая, что в результате всех преобразований должен существенно улучшаться процесс обучения детей, следует считать, что «игра стоит свеч».
Какую же память мы считаем хорошей? Емкую и надежную, способную не подвести нас в самых трудных, эмоционально напряженных ситуациях. Ведь многим приходилось замечать, что нередко именно в нужный момент те сведения, которые хотелось донести до другого человека, вдруг куда-то исчезают: вертятся, как говорят, на кончике языка, но не всплывают в сознании. При хорошо натренированной памяти подобных казусов не происходит. Объясняется это в первую очередь тем, что у лиц с хорошей памятью практически весь мозг участвует в анализе сведений, которые он воспринял. Если по каким-то причинам одна зона мозга тормозится, то другая, продублировавшая следы возбуждений, может воспроизвести нужные сведения в системе памяти. Отсюда и вытекал вывод А. Эдриана о том, что информация в мозгу хранится «везде» и в то же время «нигде», так как взаимозамещаемость различных мозговых систем делает практически невозможным выделение какого-то одного «центра памяти». Если бы были такие «центры памяти», то надежность работы нашего мозга была бы чрезвычайно мала. Инфекции, травмы, операции, различные яды быстро бы уменьшали возможность Мнемозины и выводили из строя один за другим ее механизмы. К счастью, этого не происходит. Надежность работы нашего мозга с его «сейфами» памяти чрезвычайно велика.
Приведем только один пример, подтверждающий сказанное. У знаменитого французского микробиолога Луи Пастера в расцвете творческих сил произошло кровоизлияние в правую половину головного мозга. Оправившись от болезни, он продолжал работать. О болезни напоминал только небольшой паралич конечностей левой стороны. Умственные способности ученого практически не пострадали, о чем говорят его последние открытия. Можно было бы думать, что кровоизлияние не затронуло большой массы головного мозга. Однако это оказалось не так. После смерти (а Пастер, перенеся такую тяжелую болезнь, прожил еще 27 лет) его мозг был подвергнут исследованию. Каково же было удивление патологоанатомов, когда обнаружились существенные нарушения височной и теменной областей правого полушария. По сути дела, у Пастера функционировала только левая сторона головного мозга. Но и одного полушария оказалось достаточно, чтобы заниматься серьезной научно-исследовательской работой, делать крупные открытия, прославившие ученого на весь мир.
Такова надежность работы нашего мозга, которая намного превосходит надежность современных технических устройств. В техническом устройстве перегорит, например, сопротивление, нарушится контакт, выйдет из строя лампа, и система перестает работать. Другое дело живой мозг, имеющий к тому же малый вес — в среднем около 1500 граммов. Как видно из описания истории болезни Луи Пастера, у нею разрушилась в результате кровоизлияния половина (!) мозга, а высшие его психические функции оказались незатронутыми. Вот что значит взаимозамещаемость мозговых функций, основанная на дублировании следов памяти в левом и правом полушариях мозга. Взаимовыручка, оказывается, нужна не только в повседневной нашей жизни, но и в работе механизмов памяти. Без нее наша память была бы немощной и легкоранимой.
Теснейшая взаимосвязь различных образований нервной системы друг с другом и их взаимозамещаемость во многих психических процессах, в том числе и в процессах памяти, приводят к тому, что вес мозга сам по себе перестает играть существенную роль в проявлении интеллекта у человека. Хорошо известно, например, что масса мозга А. Франса была приблизительно в два раза меньше, чем у И. С. Тургенева. Но тем не менее оба они были великими писателями. И все-таки, как бы ни подчеркивалось, что память — это системный процесс, процесс деятельности мозга в целом, следует сказать также о том, что разные структуры центральной нервной системы по своим предназначениям не равнозначны. Или, как говорят специалисты, не эквипотенциальны. Одни из них в меньшей степени задействуются в реализацию определенных функций мозга, а другие в большей.
Говоря о памяти, необходимо отметить, что в настоящее время хорошо известно несколько образований мозга, которые играют особо важную роль в механизмах анализа воспринимаемых стимулов, их запечатлении и хранении.
Еще в прошлом веке наш знаменитый соотечественник психиатр С. С. Корсаков описал несколько случаев грубого нарушения памяти у бальных, которые жаловались на расстройства запоминания только что происшедших событий. При этом давно минувшее прошлое такими пациентами воспроизводилось хорошо. Они были достаточно сообразительны, остроумны и находчивы.
Опубликованные результаты наблюдений С. С. Корсакова вызвали широкий интерес среди медицинской общественности всего мира. Уже через несколько лет после знакомства клиницистов с основными симптомами заболевания, тщательно проанализированного и описанного С. С. Корсаковым, врачами было отмечено, что при этой форме патологии памяти в первую очередь страдают глубинные структуры мозга. Именно поражаются верхние отделы ствола головного мозга, задние доли гипоталамуса. Особенно в сильной степени при болезни С. С. Корсакова нарушалась структурная организация мамиллярных тел — небольших парных образований центральной нервной системы, которые расположены на основании мозга.
Несколько позже С. С. Корсакова другой не менее крупный русский невролог В. М. Бехтерев описал тяжелые нарушения памяти у больного, страдающего двухсторонним размягчением одной из загадочных частей нашего органа мышления — гиппокампа. В последующем учеными неоднократно подтверждалось, что в случае выведения из строя каким-либо патологическим процессом гиппокампа у пациентов сразу же начинают проявляться расстройства механизмов памяти.
С развитием нейрохирургической техники и внедрением ее в практику широко стали использоваться оперативные вмешательства на мозге с целью лечения многих нервных и психических заболеваний. Например, в настоящее время хирургические приемы лечения широко используются для избавления больных от эпилепсии, в частности, достаточно успешно лечится височная ее форма, но при этом могут возникать всякие побочные неблагоприятные эффекты.
Предварительно проведенные эксперименты на обезьянах показали, что после полного удаления, или резекции, у них височных зон у животных резко расстраиваются многие поведенческие реакции, реализация которых обязательно требует включения механизмов памяти.
В дальнейшем исследователи перенесли метод удаления височных образований мозга и в клинику. Так, например, канадские специалисты Сковилл и Милнер описали все периоды нарушения памяти у пациента с резецированными частями нервной ткани височных зон — мест локализации патологических очагов. Когда нейрохирург удалил их в одной височной области, у больного практически не удавалось выявить расстройств памяти. Повторная аналогичная операция и на второй височной области мозга обусловила тяжелейшие нарушения механизмов извлечения информации, хранимой в центральной нервной системе пациента. Прежде всего у него проявилась грубейшая форма ретроградной амнезии, проявляемой в невозможности вспомнить что-либо из прошлой жизни. Период ее был настолько большим, что у больного произошло стирание событий из памяти вплоть до раннего детства. Не трудно представить себе человека, который ничего не может сказать о последних годах жизни, который не узнает близких знакомых и родных, который не знает, в каком городе живет, где лечится, сколько ему лет, кто его лечит и обследует. И это несмотря на то, что с обслуживающим персоналом больницы он мог встречаться и беседовать по нескольку раз в день. Любую новость, которую он узнавал, забывал сразу же через несколько секунд. Повторение ее нисколько не сказывалось на прочности запоминания. Память у пациента, перенесшего двухстороннее удаление височных зон мозга, стала напоминать решето. Все, что в нее «засыпалось», тут же и высыпалось. И если что-то из воспринятого пациентом задерживалось, то буквально на какие-то мгновения.
Так что многие факты, в первую очередь взятые из клиник, говорят о том, что на мозг хотя и следует смотреть как на единую сложноустроенную систему, но различные ее структуры при этом по-разному приспособлены к исполнению тех или иных функций. В частности, такой многогранной функции, какой является паять. И то, что в норме бывает трудно выявить истинную цену каждого образования центральной нервной системы, говорит только о том, что мозг — венец создания природы — по-прежнему хранит много загадок.
А что касается памяти, то все сказанное позволяет заключить: наша память, если можно так выразиться, — знакомая незнакомка. С одной стороны, мы много знаем о ней. С другой стороны, не перестаем удивляться поразительной пластичности нашего мозга, поразительной его способности всему обучаться. А так как в основе любого обучения, даже самого элементарного, лежит память, то становится ясно, что без памяти в самом широком смысле невозможно никакое приспособление к постоянно меняющимся условиям внешней среды и тем самым невозможно существование самого организма.
Таким образом, говоря о памяти, мы говорим об одном из самых удивительных и важнейших свойств той высокоорганизованной материи, каковой является мозг. Вскрыть тайны памяти — это значит познать основные механизмы деятельности мозга.
В начале нашей первой беседы о способности мозга запечатлевать воспринимаемую им информацию мы сравнили его с магнитофоном, который ничего не «забывает», но и в то же время следует добавить, ни на что творческое не способен. Приведенные нами факты указывают на то, что такое сравнение было слишком упрощенно, а потому и несправедливо. С полным правом можно сказать, что мозг человека и животных — это не только живой магнитофон. Это не только живой фотоаппарат. Это настоящее живое счетно-решающее устройство, способное по многим каналам — анализаторам воспринимать различного рода информацию, перерабатывать ее, хранить в своих сейфах и извлекать из них по мере требований жизни и запросов организма. Многое, конечно, еще не ясно в устройстве его уникальных систем и подсистем. Но то, что уже известно, заставляет ученых прикладывать еще большие усилия для познания механизмов работы мозга. Познав, например, только одну из его функций — память, человечество сможет владеть таким запасом знаний, таким количеством открытий, на которые не всегда посягает даже современная фантастика с присущей ей широтой и размахом. Но чтобы это сделать, исследователи памяти должны иметь в своем распоряжении надежные методы и средства, способные «заглядывать» в святая святых эволюции — мозг с его удивительно сложным строением и во многом еще не познанными функциями и «видеть», что же лежит в основе памяти.
2. СКОЛЬКО КИТОВ У МНЕМОЗИНЫ?
Что память — компас?
Или старый слайд?
Плодоносящий или мертвый сад?
Очаг с золой иль факел, что зажжен.
На связи поколений и времен?
Многим известно ощущение, которое возникает вечером перед засыпанием после удачного похода за грибами, ягодами или удачной рыбалки. Закроешь глаза, а грибы, ягоды и поплавок так отчетливо мелькают в виде зрительных образов, как будто они реально перед тобой.
Почему же в отсутствие объектов восприятия те или иные представления тем не менее возникают в сознании?
Как сейчас уже хорошо известно, след возбуждения, ранее сформированный в структурах центральной нервной системы, способен самопроизвольно или волевым путем реконструироваться и воспроизводиться в памяти.
Говоря в настоящее время о следах памяти, любопытно отметить, что вот уже более двух тысяч лет на выяснение их природы направлены усилия врачей, педагогов, физиологов, психологов, философов. Древние философы, например, считали, что память — это своего рода восковая дощечка, на которой запечатлевается все, что воспринимается человеком в течение жизни. Свойство этой восковой таблички с возрастом изменяется. В раннем детстве она мягкая, затем к старости начинает затвердевать. На мягкой табличке легче запечатлеваются самые слабые раздражения, а на твердой не могут запечатлеваться даже сильные. Поэтому память у детей и молодых лучше, чем у стариков. Запечатлеваемые события, по представлениям древних философов, на восковидной табличке оставляют свой след. Эти следы могут затем стираться или сохраняться всю жизнь. Все зависит от того, каким свойством обладают восковые таблички и какой силы впечатления воспринимаются человеком.
Несколько позднее память начали сравнивать с «записной книжкой» и «волшебным блокнотом». Но с чем бы ее ни сравнивали, первоначально в высказываниях специалистов чаще всего присутствовала аналогия с оставлением отпечатков на воске. В частности, авторы гипотезы механизмов запоминания воспринятой мозгом информации полагали, что механизмы функционируют по принципу устройства «волшебного блокнота». Каждый лист такого блокнота состоит из воскоподобного вещества, которое сверху покрыто светлым целлулоидом. Между ним и воскоподобной пластинкой расположен полупрозрачный листок тонкой вощеной бумаги. На листах «волшебного блокнота» можно осуществлять запись заостренной палочкой, если производить ею определенные нажатия на целлулоид. Целлулоид, в свою очередь, окажет давление на тонкий вощеный листок, который прилипнет к воскообразной пластинке и отпечатает на ней процесс написания слов или букв. При этом, приподнимая быстро или медленно листы целлулоида и вощеной бумаги, можно или стирать оставшиеся следы на восковой пластинке, или оставлять их. В случае, если следы остаются, память у человека хорошая, если же стираются, то память плохая.
С развитием техники, как уже отмечалось, память человека, да и не только человека, но и животных тоже можно, конечно, сравнивать и с магнитофоном, и с электронно-вычислительными машинами. В магнитофоне запись звуковой информации осуществляется на специальной пленке, фотоаппарат на светочувствительной пластинке запечатлевает различные изображения окружающего нас мира, в электронно-вычислительных машинах есть специальные блоки памяти, где хранится вводимая в нее информация. Но все эти аналогии будут выглядеть слишком примитивно по сравнению с той сложностью, которую представляет природа следов памяти.
Удивительно, но представление о памяти как о следовом процессе сохранилось и до наших дней. Конечно, сейчас уже никто не считает, что в душе у человека имеется какая-то восковая пластинка, способная фиксировать все сведения, поступающие в мозг. Взгляды на ее природу в настоящее время коренным образом изменились. И изменились они в первую очередь благодаря развитию многих отраслей знаний, а также благодаря хорошему оснащению лабораторий современной регистрирующей аппаратурой и вычислительной техникой.
Одним из первых, кто решился проанализировать с научных позиций следы памяти в центральной нервной системе — нашем мозгу, были физиологи, точнее электрофизиологи, применившие метод регистрации слабых электрических сигналов нервных клеток. Метод получил название электроэнцефалографии.
Его сущность заключается в том, что если приложить электроды к поверхности черепа, а затем с помощью проводов соединить их с усилителями биопотенциалов, то представится возможность записать электрическую активность нашего мозга на бумажной ленте в виде непрерывной волнистой линии, время от времени изменяющейся по амплитуде и частоте. Ученые замерили ее характеристики. Частота колебаний электрических потенциалов, так же как и их амплитуда, оказалась изменчивой в широких пределах, и эта изменчивость определенным образом характеризовала состояние человека. Например, если человек находится в спокойном, бодром состоянии, то прибор регистрирует так называемый альфа-ритм с частотой колебаний 8—12 в секунду и амплитудой от 80 до 120 микровольт. Как видно, напряжение электричества мозга крайне незначительно — всего миллионные доли вольта.
Представим дальше, что человек расслабляется все больше и больше, начинает впадать в дремотное состояние. Изменение его состояния моментально отразится на биоритмах головного мозга: частота их уменьшится до 4–7 колебаний в секунду, а амплитуда увеличится до 200–300 микровольт.
А если человек насторожен, испытывает умственное напряжение, например решает какую-либо задачу? Оказывается, в подобных ситуациях мозговые электрические процессы также меняются специфическим образом. Колебания электрической активности мозга при умственной работе начинают увеличиваться по частоте до 25–70 и даже более периодов в секунду и уменьшаться по амплитуде до 25–40 микровольт.
Данные, добытые с помощью электро-энцефалографического метода, казалось, позволяли надеяться, что он станет своеобразным окном, через которое удастся заглянуть в «сейфы» памяти и увидеть, как происходит образование и закрепление следов в нервной системе. Ученые предположили, что электроэнцефалография позволит обнаружить те следы, которые оставляют внешние впечатления в различных образованиях мозга. Они мечтали создать специальные карты, на которых будут изображены следы всех впечатлений, воспринимаемых человеком в течение жизни.
В многочисленных электрофизиологических лабораториях мира ученые с большим энтузиазмом приступили к работе.
Сотни километров лент бумаги исписали экспериментаторы в поисках тех мозговых кладовых, где должны храниться следы памяти. Но «взять приступом» крепость, скрывающую тайны памяти, оказалось не так-то просто. Хотя с помощью метода регистрации электрических процессов исследователям и удалось немало узнать, но этого было крайне недостаточно, чтобы «нарисовать» истинный портрет Мнемозины. Трудность здесь заключается еще и в том, что память по своей природе многолика и весьма изменчива.
В частности, ученым удалось установить, что начальный этап образования следов памяти характеризуется уменьшением амплитуды биопотенциалов мозга и увеличением их частоты. Как только след в нервной системе сформировался, каких-либо видимых изменений электрических реакций мозга зарегистрировать уже не удается. Наглядно проявляемый след в этих случаях как бы исчезает из поля зрения экспериментаторов — исчезают, таким образом, и контуры портрета памяти. Но сама она, как ни странно, еще больше укрепляется, становится более прочной, хоть и не просматриваемой с помощью метода электроэнцефалографии.
Эти факты дали основание ученым выдвинуть гипотезу о существовании двух видов памяти — кратковременной и долговременной, определенным образом отличающихся между собой по своим свойствам. В основе кратковременной памяти, как они полагают, лежит реверберация, или повторное прохождение электрических сигналов, в частоте которых закодирована воспринятая разными анализаторами информация, по замкнутым нервным цепям.
Такое предположение имеет определенное экспериментальное подтверждение.
Еще в 1956 г. кубинский физиолог М. Верцеано в опытах на кошках показал, что если животным вживить в таламус — одну из важных структур мозга — несколько микроэлектродов и регистрировать с их помощью электрические разряды нервных клеток, то можно выявить эффект реверберации. Проявлялся он в период перехода состояния мозга от бодрствования ко сну. При таких условиях проведения наблюдений за кошками оказалось, что в момент перехода активности их мозга от десинхронизации к синхронизации в таламусе начинает появляться волновая активность, распространяемая от нейрона к нейрону. И хотя М. Верцеано не смог точно установить геометрическую конфигурацию пути прохождения сигналов в мозговой ткани, тем не менее стало ясно, что их своеобразное «зацикливание» на конкретные замкнутые нервные цепи вполне может рассматриваться в качестве материальной базы памяти. Правда, памяти краткосрочной, так как через некоторое время зарегистрировать эффект реверберации не представляется уже возможным.
А что же дальше? Что происходит с воспринятой мозгом информацией? На какие уровни хранения она переходит в структурах центральной нервной системы?
На эти и многие другие вопросы попытаемся дать ответы в предлагаемой беседе. А пока мы можем только сказать, что первоначальный этап восприятия мозгом информации и ее переработка в нем во многом напоминают картину расхождения кругов по поверхности воды от брошенного камешка. Сначала водяные круги видны хорошо, затем, по мере того как камешек погружается на дно, круги уменьшаются и наконец полностью исчезают. В результате создается впечатление, что ничего и не произошло, хотя брошеный камешек уже лежит на дне. Не так ли и воспринимаемая мозгом информация вызывает «рябь» в электрической активности коры головного мозга только до тех пор, пока не осядет в кладовых памяти?
Представим на минуту, что произойдет, если мы попытаемся достать со дна брошенный камешек. Конечно, круги по воде пойдут снова. А как изменится электрическая активность мозга, если мы попросим исследуемого воспроизвести тот материал, который ему предъявлялся во время эксперимента и который он твердо помнит?
Вернемся в лабораторию, посадим добровольца в удобное кресло, наложим на его голову датчики-электроды и присоединим их к энцефалографу. Как только испытуемый начнет извлекать хранимую в его памяти информацию, прибор нарисует такую же картину, какую он уже рисовал в процессе обучения. След памяти появился неожиданно, как бы из ниоткуда. Портрет памяти снова мелькнул перед взором экспериментатора, но, увы, мелькнул и снова скрылся.
Сравнение кратковременных изменений электрических реакций в мозгу во время формирования следов памяти с затуханием кругов на воде от брошенного в нее камешка кажется наглядной, может быть и привлекательной, аналогией, но не более. Хранимая в памяти информация — это не камешек, который можно достать со дна водоема и пощупать. К следу памяти так просто не притронешься. Одна из причин, как уже говорилось, заключается в том, что мы точно не знаем, как он выглядит, как преображается его портрет, когда информация, закрепившись в памяти, переходит на уровень долговременного хранения. Тем не менее исследователи продолжают поиск отпечатков следов памяти в мозгу. Рассуждают ученые так: следы исчезли из электрических реакций, но где-то они же должны быть. Где? Не перешло ли хранение воспринятых мозгом сведений в биохимические реакции и структурные изменения нервных клеток?
Однако прежде чем начать этот разговор, считаем целесообразным рассказать о химической лаборатории мозга вообще. Полагаем, что это даст более ясное представление о ее роли в деятельности центральной нервной системы в целом и конкретно в проявлении определенных се функций, в том числе и функции памяти.
Как следует из вышеизложенного материала, нейрофизиологов долгое время удовлетворял тот факт, что информация, воспринимаемая внешними и внутренними органами чувств, передается в мозг в закодированной особым образом форме в виде электрических импульсов. Но в данном случае не ясным оставался вопрос: каким же образом эти электрические импульсы переходят с одного нейрона на другой, ведь нейроны разделены небольшими щелями, называемыми синапсами? Синапсы являются своеобразными мостиками, через которые нервные клетки общаются между собой.
Вот тут-то и сказали свое веское слово химики или, точнее, нейрохимики. Прежде всего они показали, что мозг — это не только живая электростанция, но и уникальнейшая химическая лаборатория, в которой беспрерывно с момента зарождения живого существа и до последних секунд его существования, не прерываясь ни днем ни ночью, происходит интенсивная выработка энергии через окисление пищевых продуктов. О том, что головной мозг является одним из самых активных потребителей энергии в организме, говорят такие цифры: вес его от общего веса тела составляет около двух процентов. В то же время центральная нервная система использует в своих целях до двадцати процентов вдыхаемого кислорода. Подсчитано, что в минуту нашему мозгу требуется не менее пятидесяти миллилитров этого составного компонента воздуха.
Потребление им в огромных количествах энергии, как установили биохимики, обусловливается в первую очередь поддержанием определенных ионных соотношений по обе стороны нейронной оболочки или, другими словами, мембраны. От того, какими они будут, зависит прохождение электрических сигналов по нервным путям — живым кабелям главного пульта регулирования деятельностью органов и систем тела — мозга.
В свою очередь, нервные импульсы, подходя к синапсам, запускают химические реакции по выработке специальных соединений, называемых медиаторами, которые заполняют межклеточную щель и способствуют тем самым установлению контактов одних структурных элементов центральной нервной системы с другими. Иными словами, медиатор как лодочник «перевозит» нервный импульс на другой «берег» — к месту расположения другой клетки. Сигнал соседней клетке таким образом передан. Информация принята ею. Что делать дальше с воспринятой информацией, «решает» уже эта нервная клетка. И так, по сути дела, поступившие в мозг сведения в закодированном в электрические сигналы виде и с помощью химического посредника — медиатора — могут определенное время «путешествовать» по нервным сетям.
Сколько веществ выделяется в синаптических образованиях целого мозга, сказать пока трудно. К настоящему времени известно более тридцати нейромедиаторов, оказывающих на нейроны возбуждающее или тормозное действие. Но это еще не все. Есть все основания утверждать, что с каждым годом список их будет пополняться все новыми и новыми названиями.
Применение современных методик в исследовании мозга позволило экспериментаторам установить, что медиаторы в корково-подкорковых структурах распределены не диффузно по всем тканям, а достаточно локально. Одни из них, к примеру, природа поместила в нижние этажи мозга. В то же время другие предпочитают «пребывать» на средних или верхних его этажах.
Размещение нейромедиаторов на разных уровнях центральной нервной системы связано обычно с их функциями. Если взять такой хорошо известный химический передатчик сигналов, как норадреналин, концентрация которого наиболее выражена в стволе — нижнем этаже мозга, то от него, как оказалось, зависит поддержание состояния бодрствования, характер сновидений, регуляция настроения, удовольствия и т. п.
А вот другой медиатор мозга — дофамин — «живет» на средних этажах «дома», в котором он прописан. Как уже твердо установлено, это химическое соединение причастно к изменению эмоционального состояния личности и к управлению сложно координированными двигательными реакциями. Если у больных наступает перерождение нервных волокон, содержащих дофамин, то у них, как правило, сразу же возникает напряженность и дрожание мышц. Клиницистам хорошо известно, что подобные симптомы характерны для пациентов с болезнью Паркинсона. Проявляются они, когда концентрация дофамина в мозгу ниже нормы. А если содержание этого нейромедиатора превышает некоторый средний уровень: Что тогда происходит со здоровьем человека?
Ответы на данные вопросы были получены исследователями, когда они начали изучать действие лекарственных веществ, называемых психотропными препаратами, на механизм синаптической передачи электрических сигналов. В частности, когда экспериментаторы вводили в мозг такой сильный его стимулятор, каким является амфетамин, наблюдалось усиленное выделение из нервных окончаний дофамина. Иногда его содержание в структурах центральной нервной системы под атаками фармакологического вещества доходило до такого уровня, что у исследуемых лиц начиналось расстройство памяти и мышления, появлялись иллюзии, галлюцинации и мании преследования. Врачам хорошо известно, что подобные симптомы отмечаются у больных, страдающих одним из грозных психических расстройств, называемых одним словом — шизофрения.
Исследование природы тормозного медиатора мозга, каким является гамма-аминомасляная кислота, или просто ГАМК, показало, что ее дефицит в центральной нервной системе приводит к развитию синдрома, характерного для хореи Гентингтона с ее выраженными непроизвольными движениями. Человек при этой болезни превращается как бы в куклу, непрерывно дергающуюся с помощью невидимых нитей, исходящих от мозга. И особо характерным является то, что сознание человека не способно контролировать хаотические, бессмысленные жесты и ужимки.
Вот так от изучения химических веществ, участвующих в качестве посредников прохождения электрических импульсов в нейронных сетях, был сделан решительный шаг в направлении вскрытия механизмов нервных и психических заболеваний, механизмов проявления ряда функций мозга, в частности функции памяти. Следующий логический шаг представлялся экспериментаторам в направлении разработки фармакологических препаратов, нацеливаемых на синапсы с их многочисленными химическими веществами — нейромедиаторами. Необходимо было таким образом начать подходы к управлению деятельностью центральной нервной системы.
Как потом оказалось, синтезирование соответствующих медикаментозных средств еще не решало проблему. На пути ученых встала задача, как подвести целебные лекарства к мозгу. Дело в том, что не все химические вещества из крови могут так просто попадать в центральную нервную систему. Между ней и кровеносным руслом существует фильтрационный аппарат, называемый гематоэнцефалическим барьером, через который удается перешагнуть не каждому пришельцу из вне. Прежде всего он должен состоять из молекул малой величины или обладать свойством быстрой растворимости в жировых мембранах глиальных клеток.
Но как бы ни были велики трудности по созданию психотропных средств с заведомо планируемыми свойствами, фармакологи все же их синтезировали и дали им путевку в лечебные учреждения.
Взять хотя бы такие хорошо апробированные препараты, как хлорпромазин и галоперидол. Клиническое испытание их показало, что они обладают одним общим свойством — блокируют дофаминовые рецепторы головного мозга и тем самым не допускают естественный нейромедиатор активировать их. А раз так, то подбором соответствующих дозировок медикаментов возможно отрегулировать ряд функций центральной нервной системы до оптимального уровня, способного нормализовать психическое состояние бального. С учетом этих факторов врачи начали использовать галоперидол и хлорпромазин в лечении шизофрении, вызываемой, как считают специалисты, избытком выработки в мозгу медиатора дофамина или повышенной чувствительностью к нему некоторых участков как коры, так и подкорки.
Изучение свойств химических посредников межнейрональных взаимодействий, а также особых соединений, вызывающих галлюцинаторные явления, позволило исследователям прийти к чрезвычайно любопытному выводу. Оказалось, что галлюциногены и медиаторы мозга во многом сходны по своей структуре. Так, например, мескалин, выделенный из некоторых видов ядовитых грибов, похож на норадреналин и дофамин, а ЛСД во многом напоминает другой нейромедиатор — серотонин. Исходя из этих фактов, есть все основания для предположения, что названные препараты, способные видоизменять работу психики, атакуют в первую очередь синаптические образования головного мозга.
В настоящее время ученые особое внимание обращают на новый класс химических соединений мозга, называемых нейропептидами. Некоторые из них относятся к группе гормонов, в то время как другие рассматриваются в качестве медиаторов.
Говоря о пептидах, молекулы которых, как и молекулы белков, построены из аминокислот, правда, несколько меньших размеров, специалисты еще более двух десятков лет назад высказали предположение, что они вполне могут быть материальной основой памяти. Подсчитано даже было, что из пятнадцати аминокислотных остатков возможно скомбинировать такое количество различных пептидных молекул, которые в состоянии закодировать информацию, хранимую в памяти 10 000 взрослых здоровых людей.
Особый интерес для физиологов, клиницистов и нейрохимиков представляют два нейропептидных вещества — энкефалин и эндорфин. Синтезируются они в головном мозге. По своим характеристикам энкефалин и эндорфин напоминают морфин, который, как известно, является наркотическим препаратом, извлекаемым из снотворного мака.
После открытия нейропептидов было установлено, что в определенных структурах центральной нервной системы существуют специальные рецепторы, в высокой степени чувствительные к препаратам группы опия. Сосредоточены они главным образом в тех участках головного и спинного мозга, которые имеют особое отношение к механизму возникновения боли и эмоций.
Но как найти к ним ключ? Возможно ли активировать механизм генерирования морфиноподобных веществ в центральной нервной системе каким-либо способом или нет, чтобы улучшить настроение и освободиться от непереносимых страданий?
Оказывается, ключ такой человечество нашло уже очень давно — несколько тысячелетий назад. Но до последнего времени не знало истинную его цену. Известен он многим под названием иглоукалывание, или акупунктура.
Не так давно проведенные опыты показали, что эффект иглоукалывания обусловливается активацией естественного мозгового механизма, подавляющего болевые импульсы. В основе его работы лежит выделение специализированными нервными структурами эндорфина в результате раздражения нервных волокон в так называемых биологически активных точках кожи. Это наркотическое вещество мозга, как потом было доказано, более чем в 200 раз эффективнее своего «коллеги» морфия. Затормаживая деятельность тех нейронов, которые ответственны за генерирование болевых ощущений, эндорфины тем самым устраняют страдания пациентов и облегчают их самочувствие. Что это действительно так, подтверждено опытным путем с использованием налоксона — препарата, который избирательно блокирует активность морфиноподобных веществ центральной нервной системы. Введение его в организм пациентов накануне принятия процедур иглоукалывания полностью устраняло лечебный эффект акупунктурных воздействий. В тоже время клиницисты заметили, что на уменьшение боли под гипнозом налоксон не оказывает никакого влияния. Вывод из этого наблюдения может быть только один: механизм терапевтических воздействий иглоукалывания и внушения совершенно различен.
И еще об одном удивительном свойстве веществ, выделяемых в структурах головного мозга под действием стимулирования биологически активных точек кожи, необходимо здесь сказать. Выявлено оно в отделе проблем памяти Института биофизики АН. Как оказалось, активация определенных участков кожи головы слабыми электрическими сигналами ведет к нормализации расстроенных механизмов памяти. Пациенты уже после пяти — десяти сеансов начинают чувствовать, что их и кратковременная, и долговременная память перестает давать сбои, постепенно входя в обычный для нее режим работы.
Продолжая разговор о нейропептидах, хочется подчеркнуть особо замечательное их свойство. Заключается оно в том, что этот класс химических соединений мозга действует глобальным образом на определенные его функции. К примеру, если экспериментальному животному ввести в центральную нервную систему несколько нанограммов нейропептида ангиотензина II, то через некоторое время оно начинает испытывать сильную жажду. Предоставленная в распоряжение подопытного существа жидкость потребляется беспрерывно с большой охотой в течение достаточно длительного периода.
А вот введение в мозг животным другого нейропептида — вазопрессина — существенно улучшает запоминания тех навыков, которым их накануне обучали.
Перед экспериментаторами сразу же встала задача практического использования полученных результатов. Первоначально они решили смоделировать нарушения памяти у исследуемых животных в лабораторных условиях. Для этого на крыс воздействовали разного рода токсическими веществами или вводили их в состояние шока с помощью электричества. От таких процедур у зверьков наступало выраженное расстройство памяти — амнезия, которую пытались устранить нейропептидом вазопрессином.
Что же получилось из такой затеи? А получилось следующее. Систематическое введение в мозг животных «вещества памяти» полностью восстанавливало способность их к обучению. Более того, было установлено, что если мышам за некоторое время до помещения их на электростул ввести вазопрессин, то ранее выработанный у них навык не страдал. Он был как бы под защитой нейропептида.
В настоящее время проводятся также испытания этого препарата и в условиях клиник на больных с соответствующими видами патологии центральной нервной системы. Первые наблюдения, выполненные на добровольцах, обнадеживают медиков. Как и у животных, у человека вазопрессин, да и другие типы нейропептидов действительно улучшают процессы обучения и закрепления воспринятою материала в памяти. У пациентов психиатрических клиник вазопрессин предотвращал развитие амнезий при лечении их электрошоком, ускорял обучение больных некоторым навыкам, устранял у них депрессивные состояния, нормализуя тем самым эмоциональную сферу высшей нервной деятельности.
При изучении биохимических основ памяти внимание исследователей было обращено также к так называемым нуклеиновым кислотам — рибонуклеиновой (РНК) и дезоксирибонуклеиновой (ДНК), в молекулах которых хранится информация о наследственных признаках организма. Было сделано предположение: не являются ли эти кислоты не только носителями генетической, наследственной информации, но и хранилищем следов памяти? Однако здесь сразу следует уточнить, что индивидуальный опыт человека не передается от родителей к детям. Молодое поколение должно приобретать знания упорным и настойчивым трудом. Наследуется только видовая память — генетическая информация, например, о физических свойствах личности, таких, как рост или цвет глаз. Правда, в последнее время достаточно сенсационными могут считаться результаты исследований сотрудников американского Центра по изучению близнецов и приемных детей. В течение семи лет ими было обследовано 348 пар близнецов, из которых 44 пары воспитывались отдельно. Сравнительный анализ полученных психологами данных позволил, как они считают, сделать вывод: то, как люди думают и какие при этом совершают поступки, обусловливается не столько социальными факторами, сколько структурой молекул ДНК. Через нее, по утверждению специалистов из Центра по изучению близнецов и приемных детей, возможна передача от родителей детям таких черт психики, как общительность и замкнутость, мечтательность и практицизм, порывистость и инертность и т. п. При этом, что важно подчеркнуть для нашей беседы, никто из них не говорит о наследовании знаний потомками от своих предков. В то же время хорошо известно, насколько велико значение нуклеиновых кислот, в частности РНК, в функционировании механизмов памяти.
Для выяснения роли РНК в механизмах памяти экспериментаторами было предложено несколько оригинальных методических приемов. Особая заслуга в работах подобного типа принадлежит шведскому нейрохимику Г. Хидену, разработавшему способ извлечения из мозга подопытных животных отдельных нервных клеток и определения в них количественного и качественного содержания РНК. В частности, он проводил такие опыты на крысах. Животных предварительно обучали добираться до полки с пищей по натянутой проволоке. Когда обучение достигало успеха и крысы превращались в «циркачей», ученый начинал исследовать содержание РНК в их мозгу. Оказалось, что у животных, овладевших таким сложным навыком добывания пищи, содержание РНК в нейронах вестибулярных ядер, ответственных за управление равновесием, увеличивалось и превышало обычное. Если же крыс обучать доставать пищу какой-либо конкретной лапой — только левой или только правой, то уровень РНК начинает повышаться в той зоне мозга, которая ведает регуляцией движениями этой конечностью. Аналогичные факты получили экспериментаторы также в опытах на других объектах исследования, в частности на золотых рыбках.
Казалось бы, «место хранения» следов памяти обнаружено: они кодируются в молекулах РНК. Однако последующие эксперименты не всегда подтверждали первоначально установленные результаты, так как методы биохимического анализа РНК не были достаточно точными. Более того, было установлено, что через 24–48 часов после выработки у животных каких-либо навыков уже не обнаруживались изменения структуры РНК и ее концентрации. След памяти снова исчезал, как было отмечено и ранее при изучении механизмов запечатления информации в электрической активности нервной системы.
После этих экспериментов наметились новые пути к изучению рази белков — основы всей жизни — в механизмах памяти: ученые допустили, что РНК является не главным звеном в регистрации информации, поступающей в мозг, а промежуточным, связующим между ДНК и белками.
Гипотеза эта не беспочвенна. В основу ее были положены определенные экспериментальные данные. Например, американские психологи У. Дингмэн и М. Спорн решили изучить воздействие 8-азагуанина на способность крыс запоминать путь через лабиринты. Почему внимание ученых было привлечено к этому химическому соединению? Оказывается, 8-азагуанин настолько похож по структуре на гуанин, являющийся одним из четырех оснований, включенных в состав РНК, что ферменты, синтезирующие РНК, «считают» его гуанином. А раз так, то ферменты в соединении с 8-аза-гуанином начинают синтезировать РКН нового типа. Другими словами, она не несет в себе кода, так как выработана мозгом на основе искусственно полученного соединения.
Решив таким образом обмануть природу, У. Дингмэн и М. Спорн проводили эксперименты с животными в водном лабиринте. Представлял он из себя бак с водой. В одном углу бака находилась стартовая площадка, а в другом — лесенка, по которой крыса могла выбраться из бака. Между стартовой площадкой и лестницей ставился лабиринт из металлических пластинок, через который животное должно было проплыть. В ходе эксперимента учитывалось время, затрачиваемое крысой на преодоление лабиринта, и число ошибок, совершаемых ею при этом. В первом эксперименте крыс обучали преодолевать лабиринт. Затем им делались инъекции 8-азагуанина, а затем смотрели, влияет ли это соединение на уже выработанный навык. Оказалось, что нет. Животные со стартовой площадки до лестницы добирались так же быстро и легко, как и раньше. Если же крысам экспериментаторы вводили 8-аза-гуанин до начала обучения, то у них процесс выработки новых навыков осуществлялся с большим трудом и с большим количеством ошибок. Разница между результатами контрольной группы животных, которым «двойник» гуанина не вводился перед началом обучения, и этой группой крыс, которым была сделана инъекция, оказалась очень наглядной. Посудите сами. Крысы, подвергнутые инъекции, делали в два-три раза больше ошибок в ходе испытаний, нежели те из них, которые были выделены в контрольную группу. При этом любопытно отметить, что небольшая разница между двумя группами животных, тестируемых на способность выбираться из водного лабиринта, проявилась только во время нескольких первых заплывов. В дальнейшем различия между ними сглаживались.
Имея на руках такой фактический материал, У. Дингмэн и М. Спорн сделали единственно правильный вывод, что 8-аза-гуанин уменьшает способность крыс закреплять в памяти формируемые навыки. Вывод из этой работы американских психологов такой: пока синтез РНК приостановлен, новые следы от вводимой в мозг информации не возникают. Однако если такие следы уже были образованы, то на них блокада синтеза РНК не влияет.
На важную роль РНК в механизмах памяти указывают также клинические работы. Например, врачами было показано, что длительное введение этой кислоты в организм улучшает состояние памяти у пожилых людей, страдающих атеросклерозом сосудов головного мозга. Однако после прекращения введения РНК память у больных снова ухудшалась.
Полученные многочисленные данные как в условиях лабораторий при проведении экспериментов на животных, так и в условиях клиник в процессе обследования пациентов хотя и указывают на то, что РНК имеет прямое отношение к процессу запечатления воспринимаемой мозгом информации, тем не менее на многие вопросы ученым еще предстоит дать ответы. В частности, на вопрос: каким образом электрические сигналы, оказывающие влияние на химические процессы в нервных клетках, способствуют тому, что в них начинает синтезироваться специфическая РНК?
Для ответа на этот вопрос много было выдвинуто всевозможных предположений. Наиболее правдоподобной может считаться гипотеза уже упоминавшегося нами шведского ученого Хидена. Согласно его модели импульсы, генерируемые клетками мозга, вызывают изменения в системе электрических цепей центральной нервной системы. Модулированная частота следования электрических сигналов друг за другом, адресуемых к тому или иному нейрону, нарушает полный баланс внутри его, в результате чего видоизменяется устойчивость оснований молекул РНК. На этой фазе функционирования механизмов памяти запоминание, как правило, носит неустойчивый характер. В свою очередь, неустойчивость РНК приводит к замене одного основания другим, более стабильным при данной частоте возникновения электрических разрядов, из резервов свободных оснований, которые всегда имеются в наличии внутри нервной клетки. Как следствие этого, создается иного рода кодирующая система для РНК, в результате чего начинается синтез другого, отличного от прежнего, белка. Вот это уже процесс устойчивого закрепления следов в структурах головного мозга. Согласно гипотезе Хидена вновь синтезированный белок может реагировать на ту же самую частоту электрических разрядов, которая накануне определила видоизменение РНК. Подобная реакция, возбуждая нервные клетки, и способствует тому, что человек начинает вспоминать то, что хранится в его мозгу.
Как считает Хиден — автор электрическо-химической модели памяти, любая нервная клетка способна хранить неограниченный объем сведений. Согласно ей не требуется ни существования какого-то единственного нейрона, ни совокупности специфических связей между клетками, чтобы вводимые в мозг сигналы могли кодироваться на уровне как кратковременного хранения, так и долговременного. Все, что требуется в данном случае, — это наличие внутри клетки молекулы РНК, а также образуемого с ее участием белка, которые должны реагировать на частоты электрических сигналов, генерируемых в процессе восприятия субъектом того или иного рода информации.
С нейрофизиологической точки зрения теория Хидена вполне допустима, так как она не противоречит многим хорошо известным фактам. В частности, таким, как наличие двух видов памяти — кратковременной и долговременной, а также очевидной нелокализованности «сейфов» памяти в какой-либо конкретной структуре центральной нервной системы.
Конечно, многое еще не ясно, когда речь идет о материальной основе памяти. На многие вопросы предстоит в будущем дать ответ ученым. В частности, пока, к сожалению, очень мало можно сказать, каким путем электрические импульсы нервных клеток преобразуются в биохимические реакции, направленные на синтез РНК, да к тому же специфичной для каждого воспринимаемого мозгом предмета. Неизвестен исследователям памяти также механизм воспоминаний, извлечения информации из ее «кладовых». Но то, что уже сегодня известно специалистам о функциях центральной нервной системы, позволяет надеяться на раскрытие ряда все еще загадочных проявлений в деятельности механизмов мозга. Работа в этом направлении продолжается.
В последнее время особое внимание исследователей функций мозга, в том числе и функций памяти, привлечено к фактам, полученным в Институте экспериментальной медицины, руководимой академиком Н. П. Бехтеревой. В физиологическом отделе этого института, возглавляемого доктором медицинских наук Г. А. Вартаняном, были проведены следующие опыты. Из мозга животного с поврежденным мозжечком, который, как известно, является координатором деятельности всех мышц тела, был приготовлен экстракт. Затем его вводили в мозг здорового животного. Каково же было удивление экспериментаторов, когда они увидели, что у того начали вдруг проявляться такие же нарушения координации движений, как и у оперированного зверька. Любопытным оказалось и то, что введенный здоровому животному экстракт мозга больного собрата содержал сведения о том, какая именно конечность — левая или правая — должна перестать нормально функционировать. Но и это еще не все. Как показали сотрудники Г. А. Вартаняна, химическое соединение, с помощью которого передается информация подобного рода, оказалось лишенным видовой специфичности. Что это значит? А значит это то, что оно универсально в своих действиях. От какого бы животного, предварительно подвергшегося операции на мозге, не вводился экстракт нервной ткани другому подопытному зверьку, эффект был однонаправленным. Так, например, оказалось, что вытяжка из мозга больной крысы вызывала развитие паралича конечностей у морских свинок, а вытяжка из мозга травмированных кошек, кроликов, баранов могла обусловливать проявление аналогичного синдрома у собак и морских свинок. Более того, как сообщают в совместной статье академик Е. И. Чазов и академик Н. П. Бехтерева, если спинномозговую жидкость больного с односторонним повреждением мозга — односторонним инсультом — ввести в спинной мозг крысам, то у них начинают развиваться своеобразные нарушения позы задних лап. Выражалось это в том, что одна лапа животного была в большей степени согнута, или, иными словами, флексирована, чем другая. При этом проявился чрезвычайно любопытный факт. Оказалось, что сторона флексированной лапы крысы полностью совпала со стороной парализованной конечности человека, у которого брали спинномозговую жидкость. Вывод из результатов этих исследований может быть только один. Именно в спинномозговой жидкости больных содержатся химические соединения-носители информации о месте повреждения. Можно ли их назвать пилюлями памяти? С академической точностью пока сказать невозможно. Тем не менее в неврологической практике они могут найти широкое применение в лечении односторонних инсультов и травм мозга. Подтверждением сказанному могут быть такие данные, полученные в Институте экспериментальной медицины. У кошки в лабораторных условиях повреждали двигательную зону коры головного мозга, после чего у животного наблюдались расстройства походки. Введение этой кошке спинномозговой жидкости другой кошки, перенесшей подобную травму и компенсировавшей двигательный эффект, приводило к восстановлению нарушенной функции центральной нервной системы.
Вот так была доказана одна из удивительнейших особенностей деятельности мозга живых существ — способность фиксировать в химических соединениях информацию не только об окружающем его мире, но и о тех событиях, которые происходят в организме. И не просто фиксировать ее и хранить как никому не нужный груз, а как целебный препарат для своевременного использования в самолечении и восстановлении утраченных функций.
Немалый вклад в изучение материальной основы памяти внесли исследования структурной организации мозговой ткани, в том числе и синапсов — своеобразных межклеточных «пограничных» зон.
Нетрудно себе представить, что если промежуток между синапсами — ширина той «реки», через которую переправляется медиатор, — меньше, то нервные импульсы от одной клетки к другой будут проходить быстрее. В действительности так оно и оказалось. Под влиянием стимуляций нервной системы, сопутствующих процессам обучения и формирования следов памяти, толщина синаптических окончаний нервных волокон увеличивается, что ведет к уменьшению разрыва между нервными клетками. Пути между ними становятся более короткими и простыми, проторенными — «зеленая улица» для поступления в мозг информации открыта.
Вот вам еще одна характерная черта памяти — проявление ее в структурных изменениях мозговой ткани. Эти изменения под влиянием поступления и закрепления информации в системах памяти оказались более стабильными и наглядными, чем изменения в этих же случаях электрических реакций мозга и изменения нуклеиновых кислот и белков.
Но не только синапсы меняют свои морфологические характеристики под действием поступления в центральную нервную систему всякого рода внешних раздражений. Экспериментальным путем доказано, что если создавать в мозгу свободное пространство, то оказывается, что при этих условиях можно наблюдать процесс роста нервных волокон.
С помощью циклотрона такие опыты были проведены. Радиация, вызываемая им, локально повреждала участки коры.
Проходило после этого несколько недель или месяцев, и экспериментаторы на срезах обнаруживали, что сохранившиеся волокна становятся толще. А так как есть определенная корреляция между диаметром нервного волокна и его длиной, то можно допустить, что и само волокно при этом росло. В дальнейшем были получены и более прямые доказательства, что так оно и есть.
Однако установленные таким путем факты, естественно, могут только косвенно отражать их отношение к процессам запечатления информации. Чтобы точно знать, как изменяются морфологические свойства нейронов под влиянием жизненного опыта, необходимо проведение иного типа исследований. В частности, Э. Креч с соавторами изучали влияния разных условий содержания животных на структурную организацию их мозга. Авторами работы были, например, проведены такие опыты. Одна группа крыс за определенный период получала много стимулирующих воздействий — они активно двигались, решали всевозможные задачи, резвились, в то же время другие животные, находясь в темных клетках ограниченного размера, испытывали сенсорный голод. После того как ученые сравнили мозг крыс, содержащихся в различных условиях, оказалось, что у животных, воспитываемых в обогащенной среде, когда на них могли действовать всякого рода раздражители и они не ограничивались в движениях, соответствующие зоны коры были толще, чем у тех зверьков, которые содержались в темноте и ограниченном пространстве.
Более подробный гистологический анализ утолщенной коры показал, что ее нервные клетки имеют увеличенное число разветвлений, а также увеличенное число всевозможного рода шипи ков и волосков, которые, как полагают исследователи, являются местом активного соединения нейронов друг с другом. Таким образом, можно считать, что в соединительных аппаратах мозговой ткани происходят длительные сохраняющиеся изменения. Вполне возможно, что они-то как раз и служат материальной базой долговременного, стабильного запечатления вводимой в структуры центральной нервной системы информации.
Так как же, наконец, быть с портретом памяти? Как он выглядит? Современный уровень науки свидетельствует о том, что сложный многоэтапный психический процесс, каким является память, не может быть представлен в виде одной какой-то конкретной картины. Всегда следует уточнять, о каком виде памяти идет речь — кратковременной или долговременной, осознанной или неосознанной, эмоционально положительной или отрицательной, зрительной, слуховой или словесно-логической. Каждая из этих видов памяти имеет свои характерные особенности, которые и будут определять портрет Мнемозины в тот или иной момент ее существования. В одних случаях в ее портрете больше будет электрических черт, в других — биохимических, а в третьих — структурных, то есть морфологических. По сути дела, электрические и биохимические процессы в мозгу, а также его морфологические изменения и есть те «три кита», на которых держится наша память.
Вряд ли можно отдать предпочтение какому-нибудь одному из указанных «китов». Все важны и взаимосвязаны. Характер этой взаимосвязанности в настоящее время изучается в тесном контакте электрофизиологами, биохимиками и гистологами. Есть надежда, что комплексный подход к расшифровке тайн Мнемозины позволит в будущем нарисовать ее истинный портрет, несмотря на то что она предстает перед экспериментаторами даже не как двуликий Янус, а как многорукий танцующий Шива, постоянно меняющий свои позы и облик. Пока же исследователи механизмов памяти напоминают криминалистов, которые пытаются создать облик интересующего их лица по каким-то отдельным чертам, может быть, и не самым главным.
Вполне возможно, что большим подспорьем в их работе по расшифровке функционирования механизмов памяти может оказаться метод голографии, находящий в настоящее время все большее применение в технике с целью создания запоминающих устройств большой емкости.
Что же это за метод? Для его понимания рассмотрим такой пример. Перед нами стоит Автомобиль и одновременно в руках мы держим его фотографию. Автомобиль мы можем рассмотреть спереди, сзади, сбоку. А на фотографии виден он не объемно, а только в какой-то одной плоскости. Невозможность получить объемное изображение при фотографировании объектов, как оказалось, связано с тем, что на светочувствительный слой фотопленки, находящейся в фотоаппарате, оказывает воздействие лишь интенсивность падающего на нее света. В свою очередь, она зависит от амплитуды световой волны. А вот если бы при этом запечатлевались на фотопластинке еще и фазы волн света, изображение бы фотографируемых предметов носило бы объемный характер. Это оказалось возможным осуществлять с помощью источника квантового генератора света, или, другими словами, лазера. Запечатленная на фотопластинке картина предмета таким способом называется голограммой. Сам же метод ее получения с последующим восстановлением по ней изображения вошел в научную литературу под названием голографии.
Как затем оказалось, голограммам присуще много удивительных качеств. Вот некоторые из них. Свет, излучаемый каждой точкой поверхности фотографируемого объекта во всех направлениях, формирует на светочувствительной пластинке так называемую интерференционную картину. А это значит, что любая часть засвечиваемого подобным образом фотоматериала хранит информацию о внешнем виде всего объекта в целом. Вызывает восхищение и еще одно свойство голограммы. Оказывается, что на одной и той же фотопластинке можно зарегистрировать не одну, а несколько голограмм, по каждой из которых затем удается восстановление исходного изображения конкретного материала.
Все эти замечательные свойства голограмм навели ученых на предположение: а не запечатлеваются ли поступающие в мозг сведения по принципу формирования голограмм? Такое предположение не лишено логики, основанной на фактическом материале. Во-первых, экспериментаторам известно, что восприятие и начальная обработка информации осуществляются на основе кодирования ее в частотно-спектральную форму электрических сигналов нервной системы. Во-вторых, если не все, то большинство коркоподкорковых образований мозга одновременно участвуют в анализе и синтезе адресуемого к нему материала. А это, в свою очередь, приводит к тому, что память человека не локализуется в какой-то конкретной части мозга, а распределяется по всем его зонам. Экспериментальные данные, полученные на животных, и большой клинический материал, демонстрируя удивительную надежность памяти, говорят именно об этом. И еще об одном свойстве человеческой памяти, указывающем на то, что в основе формирования ее следов могут лежать принципы голографии, следует здесь упомянуть. Мы имеем в виду то, что Мнемозина по своей природе ассоциативна. Благодаря этому свойству памяти человек в состоянии по одному-единственному воспоминанию вытащить, как за веревочку, массу новых сведений, хранимых в его мозгу.
Возвращаясь снова к голограмме, видим, что между ее основными чертами и характеристиками памяти живых существ действительно много общего. В частности, и то, что огромная емкость памяти человека, ориентировочно оцениваемая в среднем в 1014—1015 бит информации, наиболее логично может быть объяснено с позиций голографии.
С учетом всех этих фактов, не такими уж абстрактными кажутся гипотезы тех ученых, в частности американца К. Прибрама (1975) и финна Т. Кохонена (1980), которые полагают, что формирование следов впечатлений в структурах центральной нервной системы осуществляется по принципу регистрации голограмм. Вот что, например, по этому поводу писал Т. Кохонен в своей книге «Ассоциативная память»: «В последние годы было собрано много экспериментальных данных, указывающих на то, что биологическая память основана на распределенном хранении информации. В распределенной памяти каждый запоминающий элемент или участок запоминающей среды содержит следы многих образов. Иными словами, имеет место пространственное наложение образов в памяти. С другой стороны, каждый элемент записываемой информации распределяется по большой области запоминающей среды. Для того чтобы информация одного элемента не терялась в памяти в результате смешивания с информацией других элементов, необходимо, чтобы преобразования информации в процессе записи не затрагивали связи между элементами. Так, в голографической памяти преобразования элементов при записи осуществляется в результате оптической дифракции когерентных волн…»
Подводя итог сказанному, хотелось бы подчеркнуть, что о каком бы материальном субстрате памяти не шла речь, будь это электрические сигналы нейронов, биохимические процессы или структурные перестройки нервной ткани, о каких бы принципах кодирования поступающих в мозг сведений, включая и голографические, мы не говорили, основное внимание при этом мы уделяли пространственным характеристикам Мнемозины. Однако этим ее особенности не исчерпываются. Для более полного понимания функционирования механизмов памяти необходимо иметь представление и о временном ее портрете. Следующая беседа посвящена именно этой теме.
3. У КОГО ПАМЯТЬ ЛУЧШЕ?
Почему, когда мы старше, у нас сильнее ум, а когда моложе, то легче учимся?
Не менее трех с половиной миллионов лет назад, в ходе длительной эволюции, на земле появились «люди умелые». Обладая уже достаточно развитой памятью, они в состоянии были изготовлять орудия для труда и охоты, различные предметы обихода, подсобные средства. Процесс их первобытного творчества совершенствовал свойства памяти, что, в свою очередь, служило основой для развития интеллекта человека.
Прошел еще не один миллион лет, прежде чем «человек умелый» превратился в «человека разумного», нашего далекою предка. Его память до изобретения письменности, а также в период, когда книги не нашли еще широкого распространения в мире, была развита настолько сильно, что до сих пор вызывает удивление.
Например, в Индии священные книги, объем которых достигал многих сотен страниц, изустно передавались из поколения в поколение в течение веков. Само собой понятно, что такими живыми библиотеками не могли быть все желающие. Для этих целей отбирались соответствующие люди, которые различными упражнениями и тренировками подготавливали свою память.
Шло время. Совершенствовались письменность, техника. Начали создаваться университеты. Обучение людей по книгам стало вытеснять прежнюю изустную систему передачи знаний. Стремящиеся к получению образования люди приобрели, таким образом, возможность самостоятельно по книгам изучать суть того или иного явления, и, как следствие, уменьшились нагрузки на память и возросло значение аналитической познавательной деятельности рассудка. Уже не нужно было запоминать многие страницы текста, достаточно было взять книгу, где напечатан тот или иной материал, и проштудировать ее.
Существуют разные мнения о том, что именно должно храниться в запасах нашей памяти. Согласно одному, чем богаче эти запасы, тем лучше. Согласно другому мнению… Здесь к месту вспомнить об одном разговоре, который якобы произошел между Эйнштейном и Эдисоном. Эдисон, между прочим, будто бы упомянул о том, как трудно ему найти хорошего ассистента. У Эйнштейна, естественно, возник вопрос, какими же знаниями должен обладать ассистент, чтобы удовлетворить требованиям великого изобретателя. Эдисон тут же перечислил все, что должен твердо помнить его помощник. В перечень входили формулировки различных законов природы, удельных сопротивлений металлов, расстояния между крупными городами, ширина больших рек и т. д. В ответ Эйнштейн заявил, что, к сожалению, и он не может стать хорошим помощником Эдисона, так как ничего не помнит из того, что было перечислено. Да это и не нужно помнить, добавил Эйнштейн. Все это легко можно найти в соответствующих справочниках, энциклопедиях и руководствах. В полушутливом ответе ученого заключен важнейший смысл. Разнообразие функций мозга ни в коем случае не дает нам права заставлять его выполнять не главную, а второстепенную работу. В самом деле, если письменность и книгопечатание были изобретены для облегчения творческой деятельности человека, так пусть они и служат этому своему назначению. Зачем же подменять их функции и отягощать нашу память тем, что нетрудно отыскать в книгохранилище и библиотеке?
Однако нельзя представлять себе, что в настоящее время нет людей с феноменальной памятью. Конечно же, они есть, хотя их значительно меньше, чем было в прошлом.
В подтверждение сказанному приведем только одно наблюдение, сделанное европейцами-путешественниками в одном из государств Африки. В их присутствии был проведен достаточно необычный эксперимент. Отобрали пятьдесят овец, которые казались белому человеку совершенно одинаковыми; тайно пронумеровали их, после чего пастуху-негру разрешили осмотреть каждое животное. Затем меченых овец запустили в большое стадо, в котором они перемешались так, что практически невозможно было найти ни одной из них. Далее негру предложили выпустить стадо из загона, разделив предварительно его на две части: на «знакомых» овец, которых он осматривал, и на «чужих». Пастух не имел никакого представления о том, что овцы помечены. Но каково же было удивление наблюдателей, когда все пятьдесят овец были выделены из громадного количества одинаковых животных.
Человеку, не знакомому с законами функционирования памяти, подобное кажется непонятным и загадочным. Так же всегда удивляют выступления на эстраде мнемонистов — людей, владеющих приемами быстрого запоминания. Но таинственного ничего в этом нет. Чаще всего в основе таких феноменальных форм памяти лежит явление эйдетизма, т. е. образного запоминания. Мозг эйдетика, человека, у которого в наибольшей степени развита образная память, как фотоаппарат, запечатлевает все происходящее вокруг или, как магнитофон, записывает все звуки. Вот что говорил Ч. Диккенс словами героя романа «Большие надежды» о проявлении у него эйдетической формы памяти: «…слова не оставались для меня словами, а порождали зримые образы… Чувства мои были так обострены, что стоило мне подумать о каком-нибудь месте или человеке, как я уже видел и человека и место. Невозможно выразить, до какой степени четкими были эти образы».
Очень часто феноменальная зрительная память, в основе которой лежит эйдетическое образное запечатление, встречается у художников. Известен один художник, который после получасового лицезрения человека отпускал его, а затем приступал к работе над его портретом. У художника настолько отчетливо сохранялся в памяти образ позирующего, что он в состоянии был мысленно придавать ему различные позы, его лицу — разнообразные выражения, и все это представлял так отчетливо, как будто оригинал никуда и не уходил, а сидел на стуле перед ним.
О силе эйдетической памяти художников говорит также следующий пример. Однажды издатель поручил художнику нарисовать с фотографии альпийский пейзаж. Получив задание, художник ушел без фотографии. Неизвестно, то ли он ее забыл, то ли специально оставил, так как в мельчайших подробностях запечатлел в своей памяти все детали пейзажа. Зато известно, что, к удивлению и радости издателя, на другой день он принес рисунок, полностью соответствующий оригиналу.
Незаурядной зрительной памятью обладают некоторые выдающиеся шахматисты, способные вести игру вслепую в течение многих часов на десятках досок. Специальное тестирование проявления разных типов Мнемозины гроссмейстеров показывает, что наиболее развито у них бывает запечатление пространственного расположения предметов. Вот какому, в частности, обследованию подвергся в свое время известный шахматист Сэмуэль Решевский. Когда ему было семь лет, родители мальчика показали своего сына одному из светил психологии, знаменитому берлинскому профессору. Ученый предложил Сэмми решить несколько задач на сообразительность. Одна из них была такая. Из неодинаковых кусков различной формы необходимо составить некоторую фигуру. Затем единым махом разрезать ее ножницами и из получившихся кусков сложить прямоугольник. Задачи подобного типа трудны даже для детей подросткового возраста. А вот семилетний Решевский справился с нею довольно легко.
Еще более удивительные результаты получил берлинский профессор, когда начал испытывать у мальчика память. Ребенку показали сорок фигур, нарисованных на разграфленном куске бумаги. Каждая из фигур располагалась в отдельном квадрате. В течение четырех минут Сэмми смотрел на фигуры, после чего они убирались с поля зрения, а его просили нарисовать все, что он видел, и расположить фигуры в том же порядке по квадратам, как они размещались на оригинале. Согласитесь, что и для взрослого такое испытание памяти не всегда может закончиться удачно. Что же касается юного С. Решевского, то он с заданием ученого справился без единого сбоя.
Эйдетическая память бывает не только зрительной, но и слуховой. Люди со слуховой эйдетической памятью демонстрируют не меньшие «чудеса», чем со зрительной эйдетической памятью. Утверждают, например, что Вольтер однажды попал в неприятную историю из-за не совсем умной шутки прусского короля Фридриха, которому он как-то прочитал только что сочиненную поэму. Король втайне поместил за перегородку одного из своих придворных, славящегося превосходной слуховой памятью, а через несколько дней пригласил Вальтера послушать поэму, якобы написанную его придворным. Новоявленный «поэт» вышел на середину комнаты и слово в слово пересказал сочинение Вольтера. Король обвинил Вольтера в плагиате, но, видя недоумение и растерянность мыслителя, раскрыл суть шутки.
Вызывает удивление феноменальность слуховой эйдетической памяти некоторых знаменитых музыкантов. О ее силе можно судить по следующей истории, которая произошла в доме композитора Танеева.
Однажды Глазунов зашел к Танееву, чтобы сыграть ему только что написанную увертюру к опере. Ранее он ее никому не играл. Ноты никому не показывал. Глазунову было и невдомек, что в соседней комнате его слушает молодой Рахманинов, обладавший незаурядной слуховой памятью. Чуть позже Рахманинов проиграл Глазунову его же произведение, не допустив при этом ни одной ошибки.
Интересно, как часто встречается эйдетическая память? Ученые провели исследования и установили, что чаще всего эйдетизм встречается у детей дошкольного возраста. Затем, по мере взросления, это явление постепенно исчезает и остается во взрослом состоянии у 2–7 % испытуемых, главным образом у некоторых людей искусства, а также у лиц других профессий, испытывающих по разным причинам душевный дискомфорт.
Так, художник Рейнольдс, обладавший способностью «срисовывать» портрет с возникшего у него при взгляде на оригинал эйдетического образа, был личностью исключительно неуравновешенной, возбудимой, страдающей длительное время психическим расстройством. У ученого Дельбефа эйдетический образ недавно умершей матери возник в просоночном состоянии, когда он тяжело переживал ее утрату. Гёте эйдетическое видение посетило в период аффективного состояния, у Лютера оно возникло после длительного и исключительно эмоционального религиозного диспута, у Бенвенуто Челлини — во время тюремного заключения.
Таким образом, если рассмотреть индивидуальное развитие человека от детского возраста до старости, то можно заметить, что память его проходит целый ряд этапов, соответствующих этапам развития многих поколений людей. Так же как в раннем периоде развития человечества, основная форма памяти была образной, или эйдетической, так и у маленьких детей наиболее ярко проявляется этот же тип Мнемозины.
Поскольку эйдетическая память способна запечатлевать окружающую действительность, подобно фотоаппарату (зрительный эйдетизм), то она и послужила основанием для утверждения, будто память детей по своей силе превосходит память взрослых.
Говоря о возрастных особенностях памяти человека, следует сказать о постепенном развитии различных ее видов. Упомянутый выше образный тип памяти не является самым ранним. Раньше всего у детей выступает моторная, или двигательная, память. Затем начинает постепенно вступать в свои права аффективная, или эмоциональная, память. И только на следующем этапе развития ребенка заметно проявление образной, или эйдетической, памяти, которая и послужила источником споров по поводу того, у кого же лучше память — у детей или у взрослых?
Образная память, способная запечатлевать все увиденное и услышанное в мельчайших деталях, и оказалась основным аргументом в пользу обиходного мнения, что память детей крепче, ярче и эффективнее памяти взрослых. По-видимому, эти особенности памяти лиц раннего возраста дали основание психологу С. Л. Рубинштейну сказать: «Дети имеют более прочную память, взрослые же — более обширную».
Но давайте поговорим еще об одной форме Мнемозины — специфической человеческой памяти, которая называется словесно-логической. Давайте снова обратимся к тем упрямым и объективным явлениям, которые зовутся фактами. Если детям показывать карточки с изображением кругов разного цвета, а затем спрашивать, что они видели и в какой последовательности (это задание уже можно расценивать как логическое, хотя и элементарное), то оказывается, что двух-трехлетние малыши с соблюдением порядка просмотра правильно назовут в среднем две карточки, а в возрасте от четырех до семи лет — уже 4–5 карточек. Если мы усложним задание и вместо карточек с цветными кругами заставим детей просматривать геометрические фигуры, то и в этом случае окажется, что дети более старшего возраста запоминают большее число фигур, чем младшие.
Но может быть такая закономерность, что с возрастом память улучшается, проявляется в узком возрастном диапазоне? Как показали наблюдения за детьми, подростками и взрослыми, память с возрастом действительно улучшается, но до определенного периода.
Изучение возрастных особенностей памяти привлекло к себе внимание специалистов самого разного профиля: и психологов, и врачей, и физиологов, и педагогов. Даже химики приняли в этом участие. Вот что, в частности, поданному поводу писал еще в 1903 году Д. И. Менделеев: «Самым впечатлительным и влиятельным для всей остальной жизни должно считать, судя по моему опыту, основанному на многих тысячах испытанных мною юношей, именно возраст от 16 до 20 лет. Этот период наибольшей умственной восприимчивости должно назначать прежде всего для получения ими специального образования в высших учебных заведениях или, по окончании среднего образования, в жизненном вступлении в ту или иную специальность для дальнейшего служения интересам общества».
Вывод великого ученого оказался, в общем-то, правильным. Возраст в среднем где-то около 20–25 лет в самом деле является периодом расцвета нашей памяти. Затем наступает период стабилизации (до 40–45 лет). Факт этот в общих чертах неоднократно подтверждался лабораторными экспериментами и даже социологическими исследованиями. Например, в свое время был поставлен вопрос, как измерить творческую активность или продуктивность ученого? Интересен он одинаково для социологов, специалистов по научному планированию и администрированию и, конечно же, для самих ученых. Легко поставить вопрос. Значительно труднее на него ответить. Какие взять для этого примеры? По числу публикуемых за какой-то конкретный период статей? Но статья статье рознь. Часто они пишутся в соавторстве, где долю вклада каждого определить практически невозможно.
Голландский социолог Г. Димер решил дать ответ на вышепоставленный вопрос следующим образом. Он построил график зависимости числа нобелевских лауреатов по физике от возраста лауреатов во время выполнения отмеченной премией работы. Как хорошо известно, Нобелевская премия — знак международного признания, который является эталоном качества работ экстракласса.
Так что же показал график Г. Димера? Прежде всего на нем социолог увидел, что максимум кривой приходится на 39 лет. При тщательном анализе графика исследователь обнаружил «провал» продуктивности в возрасте от 45 до 50 лет. Объясняется это тем, по мнению Димера, что в таком возрасте на ученых нередко взваливают непривычный вначале груз административных обязанностей. Но есть, несомненно, и иные причины. Прежде всего то, что с возрастом наблюдается постепенное угасание сил Мнемозины. Обусловливается оно и возрастом самим по себе, и различными видами заболеваний, и всевозможного рода интоксикациями центральной нервной системы, например алкоголем.
Что же происходит в мозгу в связи с развитием памяти и с последующим ее увяданием? Основу нашей памяти определяют свойства важнейших нервных процессов — возбуждения и торможения. Каждый человек постоянно испытывает на себе их влияние. Сменяясь иногда по нескольку раз в день, они определяют наше настроение и наши поступки. При этом процессы возбуждения и торможения могут быть сильными и слабыми, уравновешенными и неуравновешенными, подвижными и застойными или, как говорят ученые, инертными. Различные комбинации указанных свойств возбуждения и торможения и определяют в том или ином возрасте не только настроение и поведение людей, но и особенности проявления их памяти.
Возьмем, к примеру, детей. Как сказал известный педагог К. Д. Ушинский: «Основной закон детской природы можно выразить так: ребенок нуждается в деятельности непрестанно и утомляется не деятельностью, а ее однообразием или односторонностью». И обусловливается это в первую очередь тем, что нервные процессы у них, как показали исследования, еще недостаточно развиты, не уравновешены. У детей, как правило, наблюдается преобладание возбуждения над торможением, потому ребята и не могут долго сосредоточиться на каком-то одном деле. Ребенку постоянно требуется смена впечатлений, деятельности, игровых ситуаций. Можно сказать, что подвижность нервных процессов у детей направлена как бы односторонне — в сторону восприятия все новых и новых объектов. Но так как при этом внимание детей из-за преобладания возбуждения над торможением не может долго концентрироваться на чем-то одном, то и создаются не самые лучшие условия для перехода воспринимаемой информации с уровня кратковременной памяти, которая, как мы уже знаем, не стабильна и уязвима, на уровень стабильной, долговременной памяти. А в конечном результате все эти обстоятельства и обусловливают, с одной стороны, снижение у ребят способности непрерывного запоминания происходящих вокруг них событий, а с другой — приводят к малому объему запечатлений того, что они видят и слышат.
Но проходят годы. Дети физически взрослеют, становятся подростками, а затем взрослыми. Развиваются и нервные процессы, они становятся более уравновешенными и подвижными. Создается, следовательно, возможность длительно управлять своим вниманием. При необходимости человек с сильными и подвижными или, как еще говорят, лабильными нервными процессами легко может переключаться с одного вида деятельности на другой без какого-либо ущерба в работе, так как память его быстро и надежно запечатлевает воспринимаемые мозгом сведения.
К сожалению, достигнув пика своего развития, основные свойства нашей нервной системы начинают постепенно «двигаться вниз»: уменьшается их сила, нарушается их уравновешенность. Но самое, пожалуй, главное заключается в том, что процессы нервной деятельности становятся малоподвижными и медленно замещаемыми. Труднее становится переключать внимание с одного вида деятельности на другой, труднее переводить усваиваемый материал с кратковременного уровня памяти на уровень постоянного хранения. Вследствие этого мы и сталкиваемся со столь частым у пожилых людей плохим запоминанием текущих событий. Вот что по этому поводу писал академик И. П. Павлов: «Ведь все мы, старые люди, знаем, что с годами резко понижается память настоящего, и для того, чтобы хорошо что-то запомнить, надо держать внимание на предмете более долгое время, и тогда только раздражение в мозгу укрепляется».
Таким образом, рассматривая свойства нервных процессов в возрастном аспекте, можно видеть, что в детстве они еще недостаточно развиты, недостаточно уравновешены и не в меру подвижны (с преобладанием процесса возбуждения). В пожилом же возрасте процессы возбуждения и торможения ослабляются жизненными невзгодами, болезнями, да и просто старением организма. Так же как и у детей, эти процессы у стариков становятся разбалансированными и неуравновешенными. Короче говоря, как и у тех, так и у других можно видеть ряд общих черт в деятельности мозга. Недаром же так часто приходится слышать: «Стар, что мал». Для такого утверждения действительно есть основания.
Любопытное заявление на этот счет сделал Корней Чуковский, беседуя с И. А. Бродским. «Это ужасно, — сказал Корней Иванович, — когда память перестает тебе служить. Я вот тоже стал забывать многие подробности прошлого, а ведь они-то и делают воспоминания живыми. О старость!»
Можно ли из этого сделать вывод, что память всех пожилых людей так уж плоха, что они не способны к творческой работе? Как хорошо известно, из каждого правила есть исключения, иногда очень невыразительные. Взять хотя бы того же К. И. Чуковского, про память которого А. И. Бродский пишет: «… но и восьмидесятилетний он прекрасно помнил все, что видел и слышал на своем веку».
Академик И. П. Павлов хотя и обратил внимание, что с годами наблюдается увядание функций памяти, но тем не менее вел напряженную творческую работу и успешно осуществлял научное руководство большим коллективом практически до последних дней своей долгой жизни. Умер он в возрасте 86 лет.
О том, что у И. П. Павлова была прекрасная память буквально до последних дней жизни, говорят воспоминания его многочисленных последователей. Вот что, в частности, сказала о своем великом учителе профессор Н. А. Крышова: «Годы, которые мне довелось работать в клинике с И. П. Павловым, оставили в моей памяти неизгладимое впечатление от этого замечательного человека, обладавшего исключительной памятью…» И дальше: «Меня удивляла огромная подвижность ума И. П. Павлова, его способность быстро переключаться при исследовании от одного вопроса к другому. Он мог остановиться на фразе, прервать ход своей мысли и совсем прекратить свою речь, если наступило время закрыть заседание. Но эта же мысль Ивана Петровича развивалась им в начале следующего заседания через неделю, как будто бы она и не прерывалась».
В возрасте 83 лет гениальный немецкий ученый, политик и поэт Гёте закончил работу над «Фаустом», которым зачитывается мир и до сих пор.
Замечательный итальянский художник Тициан и после своего 90-летия трудился настолько плодотворно, что до конца жизни (а умер он, не дожив до ста лет одного года) сумел создать ряд превосходных полотен. И одна из главных предпосылок такого творческого долголетия — сохранность памяти.
Какой же основной вывод можно сделать из всего сказанного? Этот вывод, по нашему мнению, должен быть следующим.
Память человека в возрастном аспекте развивается по строго определенному закону. Проявляется данный закон в том, что на этапе детства память еще слаба. К периоду зрелости она крепчает все больше и больше. К старости же, к сожалению, постепенно начинает сдавать свои позиции. Говоря же словами Л. Н. Толстого, можно утверждать: «Когда существа развились, каждое из них возвращается к своему началу». Однако наличие у многих людей хорошей памяти и в преклонном возрасте указывает: резервные возможности мозга человека таковы, что способны обеспечить ему энергичную и плодотворную физическую и умственную деятельность во все периоды его жизни. Надо только суметь не растратить их раньше времени, а равномерно распределить на все годы, отпущенные природой. Серьезным подтверждением сказанному могут быть результаты исследований памяти в возрастном аспекте, полученные в последние годы как в наших лабораториях, так и в зарубежных.
В частности, учеными было установлено, что процессы запоминания разных видов информации в пожилом и старческом возрасте существенно улучшаются, если восприятие материала осуществляется не одним, а двумя или даже тремя анализаторами одновременно. Кроме того, ими было показано, что у здоровых людей преклонного возраста снижение умственных способностей хотя и происходит, но оно не имеет какого-либо решающего значения для жизни человека.
Результаты современных исследований памяти у лиц разных возрастных групп дают основание полагать, что у физически и эмоционально здоровых людей развитие некоторых особо важных черт интеллекта может продолжаться даже после 80 лет. Более того, как считают специалисты, в ряде случаев снижение умственных способностей у некоторых лиц преклонного возраста является процессом обратимым. Они также утверждают ошибочность представлений, что с возрастом наблюдается гибель клеток центральной нервной системы. Одновременно для сохранения в течение многих лет хорошей памяти ученые советуют быть уверенными в себе: в своих силах физических, эмоциональных и духовных. Вот что в связи со сказанным писал один из зарубежных исследователей процесса старения Уорнер Чей: «Тот, кто не признает беспомощной старости, — говорит он, — и чувствует себя способным действовать в этом возрасте так же хорошо, как и в остальные периоды своей жизни, не становится беспомощным раньше времени».
Заслуживают особого внимания данные экспериментаторов об одной из ключевых умственных способностей, называемой кристаллизованным интеллектом. Что же это такое?
«Кристаллизованный интеллект», согласно результатам исследований ученых, «представляет собой способность человека использовать собранную общую информацию для выработки собственного мнения и решения проблем». Развивается он в течение всей жизни здоровых людей, активно включающихся в любой вид деятельности. Правда, как утверждает Джон Хорн, психолог из университета в Денвери, «кристаллизованный интеллект» хотя и продолжает неизменно развиваться на протяжении всей жизни человека, но в преклонном возрасте темпы его развития несколько замедляются.
Однако это нисколько не мешает пожилым людям, как показали работы Роя и Джанет Лечманов, сотрудников Хьюстонского университета, даже в возрасте от 70 до 80 лет увеличивать с годами общий объем знаний об окружающей действительности.
С учетом исследований последнего времени, таким образом, можно заключить, что ухудшение памяти, которое действительно наблюдается в старости, в значительной степени преувеличивается, так как многие ожидают его со страхом. Если же отбросить отрицательные эмоции и снять с себя установку на неизбежность расстройств функций Мнемозины в будущем, умственный потенциал у пожилых людей будет проявляться более продуктивно.
Но не только эти причины определяют плодотворную умственную активность в старости. Есть много и иных факторов, позволяющих и в пожилом возрасте сохранять полноценный интеллектуальный потенциал. Назовем некоторые из них. Прежде всего на первый план выступает сохранение интереса к социальным проблемам. Как показывают наблюдения, отчетливое проявление снижения умственных способностей в первую очередь отмечается у людей, устраняющихся от активной общественной и семейной жизни. У стариков, к примеру, живших со своими семьями и активно участвовавших во всякого рода мероприятиях, отмечалось улучшение умственных способностей на протяжении 14 лет наблюдений. В то же время у тех, кто жил одиноко и отошел от активной жизни, отчетливо выявилось их снижение. При этом исследователи установили, что наиболее выраженным расстройством памяти страдают домохозяйки, которые никогда не работали и вели замкнутое существование. Затем следует назвать саму по себе активную умственную деятельность. Высокообразованные люди, проявляющие любознательность, и в преклонном возрасте не без успеха способны совершенствовать свой интеллект. Или, как говорит руководитель геронтологических исследований в Сиэтле доктор Чей: «Принцип «используйте, иначе утратите» применим не только для сохранения эластичности мышц, но и для сохранения высокого уровня интеллектуальной активности». И наконец такой фактор, как гибкая индивидуальность. Лица, обладающие хорошей устойчивостью психики к неопределенным ситуациям и способные приобретать новые знания в среднем возрасте, хорошо сохраняют свои умственные резервы в старости.
Уже упоминавшийся нами психолог Хорн по этому поводу замечает: «Способность воспринимать и удерживать в памяти многообразную информацию улучшается у многих людей на протяжении всего их жизненного пути. Одним из доказательств этого является способность пожилых людей становиться красноречивыми. Они обладают богатой, образной речью; одну и ту же мысль они могут выразить пятью различными способами. В ходе исследований выяснилось, что в подобных знаниях они превосходят молодых людей, которых мы наблюдали».
Как отмечают психологи, обогащение умственных способностей людей в преклонном возрасте происходит несмотря даже на то, что, начиная с раннего детства, у них наблюдается снижение так называемого флюидного интеллекта. Проявляется он в первую очередь в способностях человека видеть и использовать в своих целях абстрактные взаимосвязи и образы. Но, как полагают исследователи функций мозга, люди разными способами научились компенсировать постепенное угасание флюидного интеллекта. Так что если кто пожелает из пожилых заучить некоторый материал на память, он, конечно же, заучит его. Правда, для этого потребуется несколько больше времени, чем молодым.
Говоря о возрастных особенностях памяти, мы рассказывали о ней вообще, не делая уточнений, одинакова она выражена у женщин и мужчин или нет. А вопрос половых различий Мнемозины, если они есть, исключительно важен с обеих точек зрения: и теоретической и практической.
Ответ на него попытались дать еще в прошлом веке. Вот что по этому поводу тогда писал французский психиатр Деланаи: «Взрослая женщина имеет лучшую память, чем мужчина; актрисы скорее заучивают роли, чем актеры; студентки лучше сдают экзамены, требующие памяти, чем студенты». Однако не будем спешить с окончательным утверждением, так ли на самом деле обстоит дело, как утверждает Деланаи, или совсем по-другому. Давайте обратимся к результатам имеющихся в нашем распоряжении исследований и рассмотрим их по порядку.
Начнем наш разговор с чудо-счетчиков, которые привлекают пристальное внимание ученых, начиная со второй половины XIX века. Некоторым из них легко и быстро удается перемножать одно огромное число на другое, другим — извлекать из астрономически больших чисел кубические корни, третьим — правильно сообщать число секунд в любом числе дней, месяцев и даже лет и при этом не упускать из виду и принимать в расчет все високосные года за конкретный период, четвертым — давать ответ на вопрос типа следующего: «Сколько слов и цифр сообщал диктор телевидения (или радио) за время своего выступления?»
И хотя удивительно многообразны проявления мозговых функций живых калькуляторов и их математические способности не всегда бывают сравнимы между собой, тем не менее практически всех их объединяет одно. А именно пол. Из известных двадцати чудо-счетчиков только одна женщина. Все остальные — мужчины.
Длительная история развития науки убедительно указывает на то, что в математических дисциплинах доминируют мужчины. Женщина-математик, тем более знаменитая, является скорее исключением из правил, чем самим правилом. Можно назвать буквально единицы женщин, которые внесли определенный вклад в развитие математики. Перечисление же только именитых мужчин-математиков заняло бы немало места. Зато там, где в работу необходимо включать главным образом речевую деятельность, пальма первенства, несомненно, принадлежит женщинам. Взять хотя бы специалистов по синхронному переводу с одного языка на другой. В этом деле лидерами, безусловно, являются женщины. С обязанностями переводчиков они справляются значительно непринужденнее и эффективнее мужчин.
И обусловливается такое дифференцирование способностей представителей разного пола в первую очередь особенностями их памяти, благодаря которой живые существа приобрели способность к обучению. Благодаря обучению стало возможным проявление различного рода умственных дарований. А они-то, как демонстрирует сама жизнь, у мужчин и женщин оказались неодинаковыми. Точнее сказать, умственные способности у лиц противоположных полов в разные возрастные периоды проявляются по-разному.
Доказано то было с помощью тестов и незамысловатых приемов при обследовании состояния памяти у детей дошкольного возраста, школьного и взрослых.
Оказалось, что девочки до девяти лет лучше запоминают цифровой материал, чем мальчики. В шестнадцать лет различий в памяти юношей и девушек на цифры обнаружить уже нельзя. А вот в еще более старшем возрасте, после двадцати лет, достаточно наглядно и недвусмысленно проявилось дальнейшее совершенствование способностей к запоминанию набора цифр у мужчин и начинающееся снижение их у женщин. Лица двадцатисемилетнего возраста уже отчетливо демонстрируют эту закономерность.
Но не только на простых моделях можно выявлять особенности памяти человека, обусловливаемые полом. Еще более наглядно они выявляются при решении логических задач. Если девочкам шести-восьмилетнего возраста предложить найти из десяти кнопок пять, которые в некоторой установочной последовательности будут включать перед ними расположенные ячейки светового табло, то они это сделают значительно быстрее мальчиков. А вот уже в девяти-десятилетнем возрасте способности к решению логических задач у мальчиков и девочек нивелируются. Начиная с шестнадцати лет представители мужского пола справляются с поставленными перед ними задачами эффективнее лиц женского пола. При этом у женщин после двадцати пяти лет постепенно начинает увядать способность осуществлять планомерные умственные операции. У мужчин в этот период подобного наблюдать не удается.
С развитием электронной техники и совершенствованием методов регистрации электрических реакций центральной нервной системы осуществилась мечта ученых «заглянуть» внутрь мозга и воочию увидеть, что же там может происходить в момент восприятия субъектом и запечатления им тех или иных видов информации или когда он осуществляет какой-либо мыслительный процесс.
Представим себе лабораторное помещение, уставленное современной аппаратурой, которая способна улавливать и записывать на бумажную ленту изменения биопотенциалов нервных клеток субъекта напряжением в миллионные доли вольта. Субъект спокойно сидит в кресле. На его скальпе расположены датчики. От них тянутся провода к аппаратуре, усиливающей сигналы нашего органа мышления с тем, чтобы затем начать осуществлять их запись на бумажной ленте. Мгновение — и автографы мозга уже перед глазами исследователей. И им становится сразу видно, что если мужчин попросить запомнить предъявляемые на слух слова, то наибольшие изменения электрической активности нервных клеток начинают проявляться в левой половине мозга. При этом в правой никаких существенных изменений биопотенциалов не происходит. Сменим вид предъявляемой информации. Вместо слов дадим теперь мужчинам числа. И снова на бумаге та же самая картинка. Левое полушарие работает, а правое как бы бездействует. А вот в ответ на музыку у них начинает активничать уже правый мозг. Левый при этом отдыхает. Так дело обстоит с мужчинами.
У женщин картина изменений биопотенциалов мозга при запоминании ими разных видов информации несколько иная. Запечатление слов приводит у них к тому, что выраженность энергии биопотенциалов мозга начинает происходить и слева и справа. Аналогичная картина изменений биопотенциалов мозга женщин наблюдается и при усвоении ими числового материала. Музыка хотя и видоизменяет соотношение степени вариабельности энергии биопотенциалов в полушариях лиц слабого пала — они становятся более выраженными справа, — однако отчетливо видно, что и левый мозг также участвует в ее анализе и запечатлении.
Когда исследователи специфики функций памяти мужчин и женщин проанализировали у них степень изменений электрической активности головного мозга в ответ на предъявление разного рода информации, то оказалось, что у сильного пола большие трудности возникают при переработке и усвоении речевого материала. Числовая информация и музыка усваиваются ими значительно легче. У женщин как раз все обстоит иначе. Автографы их мозга говорят экспериментаторам о том, что слова для них являются родной стихией. Запоминать их женщинам не представляет большого труда. А вот числовой материал и музыкальный — это другое дело. Здесь, что называется, нужно попотеть, чтобы усвоить его так, как надо.
Обусловливается данный факт в первую очередь тем, что у женщин речевые функции размещаются в обоих полушариях головного мозга — левом и правом. Мозг у них менее асимметричен, чем у мужчин. Все это, вместе взятое, и приводит к тому, что женщины даже в неречевых задачах используют словесно-логическую стратегию их решения. Что же касается мужчин, то у них различные мозговые функции более жестко закреплены за левым и правым полушариями, вызывая тем самым их более выраженную асимметричность, чем у женщин. При этом с помощью современных методов исследования мозга обнаруживается, что правый мозг у представителей сильного пола более специализирован, чем у слабой половины человечества, в аналоговом, образном, пространственном мышлении, которое в значительно меньшей степени представлено у женщин в силу того, что у них и правое полушарие также играет важную роль в речевой деятельности.
Задатки этому можно обнаружить уже у детей. Если попросить девочку рассказать, например, о виденном на улице автомобиле, то она практически все свои мысли выразит словами. Это будут функции ее левого мозга. Мальчик того же возраста, что и девочка, от слов быстро перейдет к жестам, генерированию звуков и таким своеобразным языком представит слушателю движущийся транспорт, а исследователю доминирующую роль в его поведении правого мозга.
Таковы особенности специализации центральной нервной системы представителей разного пола: у женщин она в большей степени задействуется на языковые функции, а у мужчин — в пространственно-временной анализ событий, которые, если судить по клиническим наблюдениям и психологическим тестам, достаточно убедительно коррелируют с математическими способностями. Вывод этот сделан на основании данных современных исследований. Он совершенно не согласуется с теми фактами, на основе которых формировал свое заключение психиатр Деланаи в прошлом веке. Более объективным можно считать высказывание В. Г. Белинского, отметившего в достаточно общей и в меру шутливой форме, что «мужчина проявляет в жизни интерес к разнообразным вещам, поэтому его память хранит лишь такие события, которые несколько серьезней, чем поцелуй. У женщин дело обстоит иначе».
То, на чем сегодня акцентируется внимание при сравнении функций головного мозга представителей разного пола, имеет свои истоки. Начинаются они с того далекого прошлого, когда мужчинам, охотящимся в одиночестве на диких животных, приходилось мало говорить и много запоминать различных видов информации, в основном зрительной. Необходима она им была для успешного передвижения по лесным просторам и своевременного возвращения к очагу. Женщины же в это время вели в пещерах длинные разговоры между собой и с детьми. Таким непреднамеренным способом одни тренировали функции своего мозга, ответственные за образное мышление, а другие — за речь и словесную коммуникацию. Обусловленные этими обстоятельствами, да и не только ими, у мужчин и женщин со временем начали проявляться различия и в структурно-морфологической организации их центральных нервных систем. Так, например, амстердамские врачи, исследовавшие при вскрытиях трупов головной мозг представителей разного пола, обнаружили, что одна из его областей — так называемое половое диморфическое ядро предоптической зоны — у мужчин в среднем в 2,5 раза больше, чем у женщин. Многими другими работами анатомов и гистологов было также показано, что у лиц слабого и сильного полов имеются определенные различия в строении не только подкорки, но и коры.
С учетом фактов, полученных в клиниках и лабораториях специалистами разного профиля, вряд ли стоит удивляться, что большинство чудо-счетчиков и математиков являются мужчинами. Их мозг в процессе эволюционного становления предназначен быть живой ЭВМ в большей степени, чем мозг женщин, который уместно сравнить с живым магнитофоном. Включил его, и он говорит, говорит, говорит… принимая это во внимание, совершенно правыми можно считать всех тех, кто придерживается истины, что в споре с женщиной самый сильный аргумент мужчины — молчание.
Но не только разными видами специализации высших психических функций отличаются мужчины и женщины между собой. Немаловажную роль в дифференцировке процессов их высшей нервной деятельности играет также скорость созревания мозговых образований, которое у девочек завершается значительно быстрее, чем у мальчиков. Вот этим как раз и объясняется, что на первых порах девочки даже числовой материал запоминают лучше мальчиков. И только когда у мальчиков заканчивается становление связей между различными структурами мозга, они начинают эффективнее девочек справляться с математическими заданиями.
Без обучения детей практически невозможно сегодня представить, к какому моменту могло бы завершаться становление функций центральной нервной системы ребенка. И могло ли оно реализоваться вообще в том понимании, какое мы вкладываем в смысл этого слова в настоящее время, когда систематическое обучение малышей в школе начинается с шести лет, а то и раньше. Какова роль памяти в этом процессе, как его осуществлять в наиболее оптимальном режиме, а также многие другие вопросы еще ждут своего освещения. Они заслуживают этого. Мы же со своей стороны должны не забывать слова Иржи Тауфера, который, обращаясь ко всем нам, сказал:
«Помните!
Если бы не было памяти,
Сколько было б беспамятных,
Непонятных вещей
И имен:
И не знали бы люди,
где тикает маятник,
где звучит пресловутая поступь времен.
Не познали бы
люди времен масштаб
с той поры, где глодал трогладит звероящер.
Эта тема
темою не была б.
Память? В памяти прячется настоящее.
Зачем бы радоваться, томиться? Вред!
«Летит себе времечко!»
Да, летит.
(Замечает?)
Память! Память!
Без памяти темы нет».
Но об этом мы уже говорили в начале. Поэтому считаю своим делом пока прервать рассказ, поблагодарить любознательного читателя, сумевшего осилить брошюру, и с его разрешения поставить точку.