Где хранится наша память, как можно картографировать мозг и почему внимание — это фикция

Мозг — не место для памяти?

Представители нейронаук не первый год заняты локализацией различных когнитивных процессов: они ищут конкретные отделы человеческого мозга, отвечающие за те или иные высшие психические функции. Если верить отчетам, ученые уже обнаружили области, связанные с аппетитом, страхом, азартом и даже способностью распознавать ложь, не говоря уже о восприятии собственной личности. Но место, где могла бы «храниться» наша память, до сих пор не найдено.
«Первый, кто откроет эту зону, наверняка будет удостоен не только Нобелевской премии, но и войдет в когорту самых выдающихся деятелей науки», — считает советский и российский биолог, специалист в области клеточных механизмов памяти и обучения Павел Балабан.

Считается, что память состоит из:

— сенсорного регистра, куда поступает информация от органов чувств: визуальная — в иконическую память (где хранится ~ 0,5 секунды), слуховая — в эхоическую (3–8 секунд);

— рабочей — кратковременной — памяти (~ 18–30 секунд);

— долговременной памяти.

Вспоминая что-то, мы не извлекаем информацию из некоего хранилища. Воспоминания всякий раз создаются заново.

Российский нейробиолог Константин Анохин считает, что информация «путешествует», формируясь в одних структурах мозга и «извлекаясь» из других. Всякий раз, когда мы что-то «вспоминаем», мы «забываем» это, заменяя новым, — можно сказать, что мозг «перезаписывает» воспоминания, хотя это определение и некорректно, поскольку носитель памяти, повторимся, пока не обнаружен.

Американский психиатр, нейробиолог и профессор биохимии Эрик Кандел сравнивает мозг с монтажной схемой из невообразимого количества точек контактов нейронов. Возьмем подопытную собаку: если при включении света ударить ее легким разрядом тока, загоревшаяся лампочка всякий раз будет вызывать стресс, страх и в целом неприятные ощущения. Если давать мясо при каждом «световом сигнале», собака «забудет» страх и «полюбит» свет — включенная лампа станет для нее предвестником радостных событий. Упрощенно говоря, так происходит потому, что в каждом случае информация о свете попадает в разные зоны мозга. В первом — в отвечающие за оборону, во втором — за пищеварение.

Кандел утверждает, что так происходит из-за прионоподобных белков, выступающих «маршрутизаторами» в точках контактов нейронов.

Старея, прионы передают информацию новой поросли — это процесс так называемой белковой наследственности, протекающий между белками без участия ДНК.

Эту гипотезу в качестве объяснения механизма памяти предлагает Кандел.

Способности памяти

Подобный комплекс функций, отвечающий за познавательные процессы, хранение и воспроизведение данных, существует у всех животных с развитой центральной нервной системой. Наибольшего прогресса эта способность достигла у человека.

• Известно два этапа добавления информации в биологическое хранилище данных: кратковременная и долговременная память.

• Первую легко разрушить наркозом, электрошоком и другими воздействиями — в любом случае она «живёт» не дольше нескольких десятков минут.

• Долговременная память в идеале сохраняется на протяжении всей жизни человека. Она достаточно устойчива к описанным выше воздействиям.

• При переходе от одного вида запоминания к другому активируются определённые химические процессы. Даже необычная память работает при помощи особых веществ – нейромедиаторов, осуществляющих связь между нейронами.
• Существует еще и третий механизм памяти. Однако он работает на уровне инстинктов. В сенсорную память попадает информация, поступающая от органов чувств. Закрывая глаза, человек видит силуэт того, что было перед ним секунду назад. Это и есть данный тип запоминания. Он кратковременный и быстро замещается новыми данными.
• Некоторые специалисты добавляют к этому списку коллективную и внешнюю память. Первая – хранит совокупность знаний человечества, а вторая – это книги, компьютеры и другие способы сберечь информацию вне мозга.

Полная картография нашего мозга невозможна?

Проект картографирования всех точек соединения нейронов называется коннекто́м (англ. connectome). Пока удалось описать только коннектом червя-нематоды размером около 1 мм, чья нервная система состоит из немногим более 300 нейронов.

Что же касается описания коннектома человеческого мозга, в котором ~ 86 млрд нервных клеток, — до сих пор нет даже общего представления о масштабах этого проекта.

Ясно лишь, что он куда сложнее, чем расшифровка человеческого генома или даже протеома (совокупности белков).

Ученые, например, предпринимают попытки описать таким образом мозг крысы. «Закартрировали участок размером со спичечную головку — это заняло терабайты памяти. И непонятно, что с таким объемом информации делать», — говорит российский антрополог и популяризатор науки Станислав Дробышевский. Он подчеркивает, что проблема еще и в том, что осмыслить результаты этих исследований мы пытаемся «всё тем же мозгом, который уже не вмещает информацию о нем самом — получается замкнутый круг». Для понимания работы нашего мозга нужен «больший, чем наш, мозг».

Что такое память. И какими ее видами вы обладаете.

Память можно описать как процесс сохранения информации с течением времени. Или как способность использовать прошлый опыт для определения нашего будущего пути.

Когда людей просят дать определение памяти, большинство приводят в пример простое запоминание информации для теста или информации где лежат ключи от машины. Однако память важна в нашей повседневной жизни. Мы не сможем функционировать в настоящем или двигаться вперед, не полагаясь на нее.

Как мы формируем воспоминания

Потеря памяти

часто связана со старением, но есть ряд вещей, которые могут вызвать кратковременную и долговременную потерю памяти, в том числе травмы, лекарства или травматическое событие.

Типы памяти

Несмотря на то, что эксперты дают разные определения кратковременной памяти, обычно под ней подразумевается воспоминание о вещах, которые произошли за несколько дней. Обычно считается, что от пяти до девяти элементов могут храниться в активной кратковременной памяти и могут быть легко извлечены. Пациенты, страдающие кратковременной потерей памяти, не могут вспомнить, кто заходил в комнату пять минут назад, но прекрасно помнят своего друга, которого не видели 50 лет.

Неявная память

иногда упоминается как
бессознательная
или
автоматическая
память. Неявная память использует прошлый опыт для запоминания вещей, не задумываясь о них. Например, музыканты или спортсмены успешней справляются с задачами, к которым были подготовлены заранее.

◾ Катание на коньках.

◾ Подъем по лестнице.

Семантическая память

не связана с личным опытом. Семантическая память включает в себя вещи, которые являются общеизвестными, такие как названия государств, звуки букв, столицы стран и другие основные факты. Некоторые примеры семантической памяти:

◾ Знание о том, что небо голубое.

◾ Знание о том, как пользоваться столовыми приборами.

◾ Знание о том, что такое собака.

◾ Знание о том, что День Победы 9 мая.

◾ Где вы были и с кем, в момент, когда узнали, что у вас родился ребенок.

◾ Ваш отдых на курорте прошлым летом.

◾ Ваш первый раз полета на самолете.

◾ Ваш первый рабочий день на новой работе.

◾ Ресторан, в которым вы познакомились с партнером.

Не до конца ясно, почему некоторые воспоминания о событиях в нашей жизни сохранены в памяти, в то время как другие не записываются. Ученые считают, что эмоции
играют важную роль
в том, что мы запоминаем.

Источник

Все люди — киборги?

Философ и ученый Энди Кларк как раз считает, что человеческий разум — всегда нечто большее, чем то, что «происходит внутри древней крепости из кожи и черепа».

Кларк размывает границы между «внутренним разумом» и «внешним миром» и утверждает, что человеческий ум всегда был экстернализован — расширен вовне.

Разум по Кларку — это то, что рассеяно в окружающих нас вещах, экстернальных средствах сохранения и удержания информации, будь то бумажный блокнот, дорожный знак, магазинная вывеска или компьютер.

В этом смысле все мы — ни много ни мало — киборги. И всегда были таковыми.

Кларк отвергает идею обособленного «я», но считает перспективным не только «расширение вовне», но и вглубь, поскольку «сознание есть <�…> огромная, тихая пещера подземных ментальных механизмов, с ее трубами, синапсами и электрическими импульсами, которые образуют пульсирующий субстрат самости. <�…> Когда вы думаете обо всех этих фундаментальных механизмах — древних и общих с другими млекопитающими и далекими предками <�…> сознание может показаться просто поверхностным феноменом, пользовательским интерфейсом, затемняющим реальные работы на нижних уровнях».

Внимание — это фикция?

Первую теоретическую модель внимания — теорию фильтра — создал английский экспериментальный психолог Дональд Бродбент.

Согласно этой теории, нервная система осуществляет селекцию, работая как одиночный коммуникационный канал (при этом входов множество). Выбор той или иной информации может зависеть от состояния организма, внешних физических условий (громкость звука, например) или психологических установок (настрой на принятие той или иной информации). Остальные каналы фильтр блокирует, но «невостребованное какое-то время хранится в блоке кратковременного хранения, и затем может пройти через коммуникационный канал — если произошел сдвиг селективного процесса с одного класса сенсорных событий на другой».

В дальнейшем эту модель расширила исследовательница психологии внимания Энн Трисман. Согласно ее выводам, весь поток информации поступает через множество параллельных каналов. Одни сигналы фильтр «пропускает», другие — ослабляет. И первые, и вторые проходят через «логический анализатор», функционирующий на базе условного «словаря индивида».

А датский психолог, философ и педагог Эдгар Рубин в своем докладе с говорящим названием «Несуществование внимания» сделал более радикальные выводы:

«Термин „внимание“ не обозначает ничего определенного и конкретного <�…> чтобы поставить ему в соответствие некую реальность.

Когда, например, некто Майер смотрит в свою тетрадь, то псевдонаучно это можно выразить так: „Майер направил свое внимание на тетрадь“.

По-видимому, говорят так не только ради изысканности выражения, но также и для того, чтобы открыть дорогу опасному недоразумению, будто в нашей познавательной жизни имеется некий прожектор, который перемещается то туда, то сюда по воспринимаемому предмету.

Краткий конспект лекции

К сожалению, Полина Кривых, при запросе на права использования материала для статьи в блоге рекомендовала исключить воспроизведение даже единичного слайда лекции синхронизации, но любезно разрешила использовать материалы с её персонального сайта. Таким образом для меня встала интересная задача как раз из области памяти – как максимально напомнить себе о материале лекции, не используя слайды лекции? Верно, записанным конспектом и визуалами.

Вспомнить всё: психология памяти

Лекцию ведет: Полина Кривых.

О чём пойдёт речь?

• Как ученые определяют, что такое память
• Классификация памяти
• Физиология памяти
• Виды амнезий и Корсаковский синдром
• Имплантация воспоминаний
• Клинические тесты для проверки памяти
• Кривая Эббингауза

Терминология классификация

Память это способность хранить, консолидировать, воспроизводить и забывать информацию.

Память классифицируют по длительности хранения информации.

• Ультракратковременная — до 0,2 секунд
• Кратковременна память — до нескольких часов
• Долговременная память

Ранее, на основании исследования Миллера выделяли число 7 (+-2) в качестве объёма кратковременной памяти в единицах. Единицей может быть любой объект запоминания. Наглядно это можно проиллюстрировать на примере того, как человек запоминает телефонный номер.

При запоминании телефонного номера, человек в уме группирует цифры в единицы приведенные выше. Например, десятизначный номер сотовой связи в России, обычно мы запоминаем как код страны (первая единица, её легко запомнить т.к. код для всех российских номеров один, +7), код оператора (вторая единица, например Билайн, 903), далее в зависимости от удобства мы группируем номер в числа по 2-3 цифры. Итого получается 4-5 единиц.

Однако позже, на основании дополнительных опытов, ученые получили число в 4 (+-1) единицы, поскольку взяли более широкий круг испытуемых, в отличии от Миллера, который проводил опыты со студентами Гарварда и MIT, которые априори давали более высокие результаты т.к. испытуемые занимались интеллектуальным трудом и их память была более развита.

Процесс перехода информации из кратковременной в долговременную память называется консолидацией.

Срок хранения информации в долговременной памяти практически безграничен. Говоря о специфики работы долговременной памяти, необходимо учитывать, что она работает как библиотека без четкой иерархической модели и адресации доступа к участкам, поэтому мы ничего не забываем, но можем потерять доступ к хранящимся знаниям. Этим обуславливается феномен того, что информацию можно забыть и потом спустя время вспомнить.

Память также классифицируют по избирательности запоминания (производительность).

• Непроизвольная память — способность к запоминанию информации без цели, например, запоминание имен героев сериала, слов песни и др.
• Произвольная память — способность к целенаправленному запоминанию информации. Например, номера телефона, лекции, адреса и др.

Непроизвольная память работает без целенаправленного стимула и работает лучше, чем произвольная. В настоящее время многие методики обучения детей строятся в расчёте на непроизвольную память. Так же лучшему запоминанию способствует эмоциональная окраска информации.

Иконическая и эхоическая память (модальность)

Фактически это визуальная и звуковая память, которая в ультркратковременной памяти хранится разное количество времени (иконическая – 0,3 с, эхоическая – 2 с) необходимое для обработки и усваивания информации. По этой причине аудиокниги достаточно хорошо усваиваются и воспринимаются. Но это совершенно не означает что печатные книги усваиваются хуже — они достаточно эффективны в том числе и потому, что большинство людей вербализируют прочитанное, а также более активно работают с воображением.

Декларативная и процедурная память (содержание)

Процедурная память — это фактически всё что мы учимся делать (ездить на велосипеде, стоять на коньках и т.п.). Процедурная память обеспечивает надежное длительное хранение, заставляя нас фактически всегда применять ранее полученные навыки.

Декларативная — эпизодическая память. Все воспоминания о своей жизни. Её можно разделить на два подтипа: автобиографическую (память фактов о себе) и семантическую память (память фактов).

Промежуточные выводы

• Память — это способность хранить, обрабатывать и воспроизводить информацию.
• Трехкомпонентная модель памяти выделяет ультракратковременную, кратковременную и долговременную память.
• По производительности память бывает произвольная и непроизвольная.
• По модальности память делится на эхоическую и иконическую.
• По содержанию память делится на декларативную и процедурную.

Физиология памяти

Гиппока́мп (от др.-греч. ἱππόκαμπος — морской конёк) — часть лимбической системы головного мозга (обонятельного мозга). Участвует в механизмах формирования эмоций, консолидации памяти (то есть перехода кратковременной памяти в долговременную).

Интересным является не то, что гиппокамп отвечает за консолидацию воспоминаний, а то, что он может меняться в размерах в течение жизни. Как уменьшаться, так и увеличиваться.

Лондонским таксистам, которые не пользовались навигатором во время совершения поездок, удавалось лучше развить память и увеличить переднюю часть гиппокампа. Однако, также было установлено что гиппокамп уменьшился у тех, кто стал пользоваться навигатором или ушел с работы. Другими словами, гиппокамп этими свойствами напоминает мышцу, которую можно накачать при тренировках, и которая атрофируется, при отсутствии тренировок. При интенсивных тренировках в гиппокампе могут появляться новые нервные клетки.

Пациент H.M. Науке известен только один случай, когда пациенту удалили гиппокамп. Эта операция была произведена в 1953 году, по просьбе самого пациента HM (Henry Gustav Molaison), поскольку было установлено, что именно там были локализованы причины возникновения эпелептических припадков у пациента.

В результате операции удалось избавить пациента от эпелептических припадков, однако, в результате операции пациент утратил способность запоминать. В результате он хорошо помнил всё что с ним происходило до операции и полностью утратил способность запоминать всё, что случилось после. Удивительно что всю жизнь он хорошо помнил что ему 20 лет и помнил как согласился на операцию. В результате этого случая удалось доподлинно установить — гиппокамп отвечает за консолидацию памяти. Гиппокамп можно и нужно развивать.

Устройство нейронов

На лекции было поверхностно разобрано устройство нейрона и принципы формирования связей между нейронами. При желании я бы рекомендовал обратиться к статье о нейронах википедии. Для себя лишь почерпнул, что в мозге человека около 90—95 миллиардов нейронов и то, что нейроны могут соединяться один с другим, формируя биологические нейронные сети обеспечивающие функционирование мозга. Думаю, что ни для кого не будет открытием тот факт, что алкоголь мешает запоминанию и даже есть термин алкогольная амнезия. Также бывает стрессовая амнезия, когда в результате стрессовой ситуации выключается механизм запоминания. Например, те, кто пережил теракт, могут помнить всё что было до, но не помнить того, что было во время. Огромный выброс адреналина блокирует появление белка необходимого для формирования нейронных связей.

Промежуточные выводы

• Воспоминания не мгновенно записываются в долговременную память
• Гиппокамп отвечает за консолидацию воспоминаний, т.е. их переход из кратковременной памяти в долговременную.
• Мы узнали о роли гиппокампа в консолидации воспоминаний благодаря пациенту H.M.
• Белок дельта-fosBeta отвечает за разрастание шипикового аппарата, что улучшает память.
• Существует понятие алкогольной амнезии.

Нарушение памяти и имплантация воспоминаний

Существует множество видов нарушения памяти, основной из которых амнезия. Кстати, у каждого здорового человека инфантильная амнезия — человек не помнит всё что с ним было в возрасте до 3х-4х лет. Это связывают с неразвитостью мозга человека в раннем возрасте.

Разделяют 10 и более видов нарушения работы памяти, самые популярные из которых:

• ретроградная амнезия (человек не помнит прошлого),
• антероградная амнезия (человек не может запомнить всё что с ним случилось после травмы),
• антероретроградная амнезия (сочетание ретроградной и антероградной видов амнезий),
• корсаковский синдром (человек фрагментарно теряет память, при том, что хорошо может помнить прошлое, характерен дезориентацией в пространстве на незнакомой местности, ложными воспоминаниями),
• диссоциативная фуга (человек забывает всё что знал о себе, берет новое имя, потом спустя время может внезапно вспомнить, всё что было с ним до фуги и забывать всё что было во время)

С.В. Шерешевский

Шерешевский обладатель феноменальной памяти, мнемонист, проработавший 20 лет с психиатром А.Р. Лурией. На протяжении всего времени так и не удалось установить пределы памяти Шерешевского по длительности и объёму. Шерешевский рассказал Лурии о методе мнемотехник запоминания, например расставить вещи на воображаемом пути и затем проходя по этому пути вспоминать эти вещи. Так же он использовал летотехники для забывания ненужной информации. Александр Лурия описал жизнь Шерешевского в книге «Маленькая книжка о большой памяти» (1968).

Имплантация воспоминаний Э. Лофтус

В США после бума психологии в 1970 много выросших детей подавали иски на родителей за то, что те плохо обращались с ними в детстве. С помощью Элизабет Лофтус в ряде случаев было доказано, что у людей были подменные воспоминания, имплантированные им некорректной работой психологов. Периодически задаваемый вопрос “А ваши родители точно не совершали над вами какого-либо насилия?” – мог привести к возникновению подменного воспоминания.

Самый простой тест, показывающий как работают подменные воспоминания — тестируемым задавали вопрос — “Видели ли вы Бакса Банни в Диснейленде?”. Часть испытуемых положительно отвечали на этот вопрос, хотя персонаж Ворнер Бразерс, Бакс Банни никогда не был представлен в Диснейленде.

Элизабет Лофтус разработала методику проверки воспоминания на то, является ли оно собственным или имплантированным. По сути, если в вашем воспоминании вы видите самого себя, то это, скорее всего, имплантированное воспоминание: вы либо видели фото, либо восприняли рассказ о вас.

Имплантированное воспоминание — неотличимо с точки зрения энцифолограммы. Для мозга абсолютно реально всё, что уже хранится в памяти. Ложное воспоминание или нет уже отличить невозможно с точки зрения исследований головного мозга, однако, существует возможность установить это с помощью психотерапии. Элизабет Лофтус сотни раз выступала в суде в качестве судмедэксперта и помогала выявлять ложные воспоминания.

Промежуточные выводы

• Можно выделить следующие нарушения работы памяти: амнезии, Корсаковский синдром, гипермнезии, имплантация воспоминаний.
• Амнезии делятся на органические (ретроградная, антероградная и антероретроградная) и функциональные (эпилептическая, постгипнотическая, инфантильная).
• Корсаковский синдром — особенный комплекс нарушений памяти.
• Элизабет Лофтус занималась исследование имплантации воспоминаний.
• Самые известные эксперименты Лофтус: со скоростью машин, Bugs Bunny Effect, Lost in the mall.

Тестирование памяти

Блю́ма Ву́льфовна Зейга́рник

Завершенные действия запоминаются хуже, чем незавершенные в 1,9 раз. Однако люди с хроническим стрессом одинаково плохо помнят завершенные и незавершенные действия. Я обратил внимание что, когда я публикую статью, я практически сразу забываю её детали (в этом и состоит Эффект Зейгарник).

Эффект Зейгарник (лучшее запоминание незавершенного действия) также применяется для решения или преодоления стопора в той или иной задаче. Это связано с тем, что мозг в фоновом режиме продолжает решать задачу.

Кривая Эббингауза

Кривая показывает связь между количеством повторений и запоминанием информации. При повторении информации ежедневно на 4й день достигается запоминание 90%.

Промежуточные выводы

• Для оценки памяти используются разнообразные методики: методика Леонтьева (карточки), метод пиктограмм и измеряется эффект Зейгарник.
• Эффект Зейгарник можно использовать для повышения эффективности решения задач
• Кривая Эббингауза отражает, как много информации мы забываем без повторения.
• За счёт механизмов интерференции при запоминании списка слов у нам проявляются эффекты края: мы лучше запоминаем первые и последние слова.
• Закон Йоста: обучение, распределенное во времени, эффективнее, чем концентрированное.

Подводя итоги

• Память — это способность хранить, обрабатывать и воспроизводить информацию.
• Есть множество разных классификаци памяти.
• Гиппокамп играет важную роль в формировании воспоминаний.
• Для оценки памяти используются разнообразные методики.
• Кривая забывания Эббингауза отражает, как много мы забываем.

Список рекомендуемой литературы

• А.Р. Лурия “Маленькая книжка о большой памяти”
• Джошуа Фоер “Эйнштейн гуляет по Луне”
• Рита Картер “Как устроен мозг”
• Ю.Б. Гиппенрейтер “Введение в общую психологию”
• Элизабет Лофтус на конференции TED “Насколько надежна ваша память?”
• Мария Фаликман, курс лекций на ресурсе “ПостНаука”

В конце лекции аудитории было рекомендовано посмотреть фильм, который, по мнению экспертов, достаточно хорошо объясняет как работает память. Фильм “Вечное сияние чистого разума” (Eternal Sunshine of the Spotless Mind — 2003) я сразу же просмотрел, он заслуживает отдельной статьи. Пересмотрел даже дважды подряд, фильм потрясающий, он очень сильно повлиял на меня, я почувствовал отклик мне эта история показалось довольно личной.

Что касается еще одного яркого фильма про устройство памяти, то я бы рекомендовал к просмотру фильм Помни (Memento — 2001), хотя про него и ничего не было сказано во время лекции, но он создаёт потрясающе точное ощущение человека потерявшего память.