Утрата кратковременной памяти
Возникшая уже у ранних исследователей мысль о существовании оперативной и кратковременной памяти, следы которой сохраняются лишь несколько минут или часов и сменяются более стойкими следами, вскоре получила подтверждение при изучении последствий мозговых травм. Например, удар по голове часто вызывает потерю сознания и сотрясение мозга. После выхода из этого состояния пострадавший обычно не может вспомнить события, происходившие непосредственно перед травмой. Когда на экране детектив или ковбой, получивший удар, пошатываясь встает на ноги, потирает голову, озирается и спрашивает: «Где я?», он ведет себя не столь уж неестественно. К сходным последствиям - так называемой ретроградной амнезии - приводит кома при наркозе или прерывание электрической активности мозга при электрошоковой терапии. «Выпадение» памяти по таким причинам обычно охватывает период около получаса, что соответствует срокам стирания следов памяти в опытах Эббингауза.
Однако не стоит чересчур буквально понимать это замечание, как и большинство других, касающихся памяти. Так, у людей, выздоравливающих после сотрясения мозга, не сразу все функции и даже не все воспоминания восстанавливаются одновременно. Напротив, проходит ряд последовательных этапов, на которых нормализуются все более сложные функции: простые рефлексы, беспорядочные движения, целенаправленные движения, речь. При этом возможны странные пробелы памяти, когда пострадавшие не узнают людей и предметы, а иногда не помнят даже о событиях, происходивших много лет назад. По мере нормализации состояния больных эти пробелы постепенно сужаются, как описывает лондонский нейропсихолог Ричи Рассел, который обследовал 22-летнего мужчину, упавшего летом 1933 года с мотоцикла и получившего травму левой передней части мозга, хотя и без перелома черепных костей:
Через неделю после несчастного случая он мог разумно разговаривать, и создалось впечатление, что у него полностью восстановилось сознание. Однако при расспросах оказалось, что он принимал себя за школьника и относил происходящее к февралю 1922 года. Он ничего не помнил о своем пятилетнем пребывании в Австралии и о работе в течение двух лет на площадке для гольфа в Англии. Через две недели после травмы он вспомнил все пять лет жизни в Австралии, но последующие два года оставались белым пятном в его памяти. Через три недели после происшествия он вернулся в деревню, где работал последние два года. Ему все казалось незнакомым, и он не мог вспомнить, что когда-то бывал здесь раньше. Он неоднократно терял дорогу. Потом снова начал работать, все еще чувствуя себя пришельцем со стороны. Вполне удовлетворительно выполнял работу, но с трудом вспоминал, что сделал за день. По прошествии десяти недель события последних двух лет стали постепенно восстанавливаться в его памяти, и в конце концов он смог вспомнить все, что происходило, даже последние минуты перед происшествием [6].
Наблюдения такого рода показывают, что переход от кратковременной памяти к долговременной, видимо, нельзя рассматривать как процесс, строго упорядоченный в своей последовательности. Конечно, остается открытым вопрос, насколько правомерно судить о природе нормального процесса по результатам изучения такого случая, как описанный Расселом. Однако и в одном не столь серьезном случае мне довелось отметить такую же изменчивость временных границ памяти. Моя лаборатория находится примерно в четырех милях от железнодорожной станции, и в будни я по вечерам приезжаю сюда с работы, оставляю машину на стоянке и иду домой. Наутро я забираю ее и еду на работу. Пристанционная стоянка рассчитана на несколько сотен автомобилей и занимает большую площадь, так что всякий раз приходится ставить машину на новое место. На следующее утро я, как правило, точно помню, где оставил машину накануне вечером, и безошибочно нахожу ее. Здесь действует не долговременная память, так как я не помню, где оставлял машину двумя днями раньше. Но это и не просто «долгодействующая» кратковременная память, поскольку, вернувшись на стоянку вечером, я не помню, где стояла машина утром, но если оставляю ее на несколько дней, уезжая куда-нибудь на конференцию, то по возвращении могу вспомнить ее местонахождение так же легко, как если бы поставил ее только вчера.
Узнавание и вспоминание
Очевидно, что эта гибкая способность помнить или нет в зависимости от обстоятельств имеет важное адаптивное значение - такую особенность памяти мы сочли бы весьма желательной. Не менее очевидно, что несмотря на возможность теоретически различать кратковременную и долговременную память, переход между ними несводим к какому-то простому механическому процессу (поэтому некоторые психологи вообще сомневаются теперь в правомерности такого различения, о чем пойдет речь позже). Вернемся, однако, к различию между ними, так как это может помочь разобраться в том, как же я все-таки безошибочно нахожу свою машину на стоянке.
Мальчиком я очень любил игру, которую мы называли, не знаю почему, игрой Кима, хотя кому-то она может быть известна под другим названием. Игра состояла в том, что кто-нибудь заранее клал на поднос знакомые всем мелкие вещи: карандаш, игрушечную машину, рюмку для яйца и т. п. - обычно до двадцати предметов. До начала игры поднос был накрыт салфеткой, потом салфетку на короткое время снимали, а по прошествии, скажем, минуты снова накрывали ею поднос. Задача заключалась в том, чтобы составить перечень возможно большего числа предметов, увиденных на подносе. Я гордился своей памятью, так как обычно правильно называл семнадцать или восемнадцать из двадцати предметов. По правде говоря, это средний показатель для большинства людей. Но дальше число запоминающихся предметов не увеличивается, даже если их ставят на поднос в большем количестве. В этом случае, как и в опыте с рядами цифр, очевидно, существует естественный предел запоминания. Похоже, что память быстро насыщается.
В 1973 году канадский психолог Лайонел Стэндинг использовал несколько иной вариант этой игры. Группам добровольцев он показывал серию слайдов с картинками или словами, каждый примерно по пять секунд с трехминутными интервалами. Спустя два дня проверяли способность испытуемых вспоминать слайды. Для этого им показывали еще одну серию, на этот раз используя двойной проектор, чтобы на экране были видны рядом сразу два изображения: одно из них выбирали из новой, а другое из прежней группы слайдов. Испытуемым нужно было лишь сказать, какое из двух изображений, правое или левое, казалось им знакомым. Стэндинг хотел выяснить, сколько слайдов могли правильно узнавать его добровольцы. Эта задача кажется проще, чем в игре Кима, так как требуется только узнать изображение, и любой испытуемый имеет 50-процентный шанс дать правильный ответ даже при случайном выборе. Это позволяет ожидать некоторого улучшения результатов по сравнению с предельным показателем около 20 в тесте на вспоминание предметов. Но как велико это улучшение? К изумлению Стэндинга, разница оказалась колоссальной. Он продолжал увеличивать число предъявляемых слайдов и довел его до десяти тысяч! Но и тогда частота ошибок была очень низкой и не возрастала заметно с увеличением числа объектов, подлежавших запоминанию. Стэндинг пришел к выводу, что верхнего предела памяти практически не существует: память на узнавание предметов казалась ненасыщаемой [7].
Эти необычайные результаты дают основание для важных выводов. В отличие от данных, согласно которым количество информации, переходящей из кратковременной памяти в долговременную, совсем невелико, опыты Стэндинга показали, что в памяти в доступной форме сохранялись, видимо, следы всех изображений, достаточные для того, чтобы сравнивать с ними новые изображения и классифицировать их как знакомые и незнакомые. Исходя из этого, можно было бы утверждать, что ничто не забывается, если только вы знаете, каким способом это проверять. С другой стороны, узнавать легче, чем вспоминать - узнавание предполагает выбор из небольшого числа возможностей; в экспериментах Стэндинга испытуемые должны были просто сообщать, видели они ту или иную картинку раньше или не видели. У всех нас есть опыт такого рода, относящийся к более сложным задачам. Когда нас просят описать лицо малознакомого человека, мы в большинстве случаев испытываем затруднение (многим из нас трудно описать даже хорошо знакомое лицо, хотя мы тут же узнаем человека, когда он входит в комнату; вероятно, художники обладают особыми навыками или способностями, которых нет у других). Но если нас просят помочь установить личность человека по фотографиям из полицейского архива, задача намного облегчается и нам удается достаточно точно определить сходство. Появление самого человека или демонстрация отдельных черт лица, подобно слайдам Стэндинга, сужает для нас область поиска.
Все это помогает в известной степени объяснить мою способность вспоминать, где я оставил автомобиль. У меня довольно ограниченный выбор, он лимитируется размерами автостоянки и целым рядом случайных обстоятельств (солнечная или дождливая погода накануне вечером, время моего возвращения домой и т. п.). Определить местонахождение автомобиля - это задача не столько на вспоминание, сколько на узнавание.
Формы памяти
Пришло время подвести некоторые итоги. Богато структурированный мир памяти, позволяющий мне воскрешать моменты моего военного детства, вспоминать вкус съеденной месяц назад пищи, лицо сына, место своей машины на стоянке, вчерашнюю статью или только что названный телефонный номер, в течение столетия после Эббингауза и Рибо подвергался анализу в лабораториях психологов; они пытались упорядочить факты, выявить закономерности и раскрыть механизмы памяти с помощью методов, аналогичньис уже утвердившимся методам физики и физиологии. Результаты работ Эббингауза и некоторые данные о патологии памяти, казалось, позволяют обрисовать временную последовательность, где в периоды, измеряемые секундами, минутами и часами, входные сигналы избирательно поступают сначала в лабильную кратковременную память, а оттуда - в постоянную долговременную. В пределах кратковременной памяти, видимо, можно было выделить еще оперативную память, но классификация все равно оставалась в единственном измерении - во времени.
Однако что-то здесь было не так. Когда мы пытаемся втиснуть весь накопленный памятью опыт в одно измерение, он не умещается там. И дело не только в том, что временной ход забывания не укладывается в простую схему кратковременной и долговременной памяти, - имеются и другие важные различия. В этой главе уже обсуждалось различие между эйдетической и обычной памятью, между узнаванием и вспоминанием. Многие психологи чувствуют, что деление памяти на кратко- и долговременную явно упрощает более сложную действительность; поэтому некоторые из них предложили полностью отказаться от этой терминологии в пользу понятий, меньше связанных с временем, - говорить, например, о «рабочей» и «справочной» памяти, что близко к представлениям Джеймса о первичной и вторичной памяти [8].
Временное измерение нельзя игнорировать, но очевидно, что оно не охватывает существующих форм памяти. Необходимо ввести другие измерения и разработать систематику всех этих форм. Это очень сомнительное дело, поскольку ничто в науке не вызывает столько споров, как попытки классифицировать и упорядочить мир наблюдаемых явлений. Со времени Линнея, который в XVIII веке создал классификацию живых организмов не прекращаются раздоры между систематиками. Достаточно вспомнить об ожесточенных дискуссиях палеонтологов по поводу классификации ископаемых остатков [9], но у них по крайней мере есть материальные объекты, которые можно обсуждать. Все эти споры связаны отчасти с тем, что мы пытаемся выделить дискретные части в непрерывной вселенной - как из-за нашей решительности и склонности к выдумкам, так и из-за материальной реальности классифицируемых объектов. В зависимости от принятых критериев и определений классификация (или таксономия, по терминологии биологов) может быть удобной, как спортивный костюм, или стесняющей, как смирительная рубашка.
И тем не менее стоит попытаться. Но какому типу классификации отдать предпочтение и какие данные могут быть полезны? Можно, например, различать детскую (эйдетическую) и зрелую (линейную) память; словесную и зрительную память; память о недавнем и давно прошедшем; процессы узнавания и вспоминания. Все эти виды подразделения уже обсуждались в настоящей главе. Рассматривая «естественный» распад памяти у больных, например при болезни Альцгеймера или корсаковском синдроме, можно поставить вопрос о том, какой тип памяти у них утрачен и какой сохранился. По самой природе вещей не все подходы приведут к одинаковым ответам.
Одним из первых можно провести различие между памятью на действия и памятью на названия. Возьмем для примера знакомство с велосипедом. Можно обучиться езде на нем и можно узнать его название - «велосипед». («Сегодня мы учим детали...» - так начинается прекрасная поэма военного времени Генри Рида, где, в частности, перечисляются детали винтовки, которую его обучали разбирать.) Эти два типа научения представляют собой существенно разные процессы и в разной степени зависят от времени и расстройств памяти. Хорошо известно, что, научившись однажды (пусть даже с большим трудом) ездить на велосипеде, человек никогда не забывает этот навык. Даже после многолетнего перерыва он садится на седло и, немного повиляв рулем, едет. Чувство равновесия, которое у ребенка вырабатывается путем многих проб, в дальнейшем почти полностью сохраняется. Память в данном случае заключена и в мозгу, и в теле. Я сам всего месяц назад ощутил это на собственном опыте, отдыхая в Швеции. Впервые за последние тридцать пять лет усевшись на очень старую машину без переключения передач и ручного тормоза, я сразу отправился в 15-мильное путешествие. Уже через несколько минут я чувствовал себя так же уверенно, как в юности. Правда, так было, пока ехал по ровной дороге; спуски дались мне не сразу и потребовали выработки нового, поначалу довольно трудного навыка, так как раньше мне никогда не приходилось тормозить, нажимая педали назад, - я всегда пользовался ручными тормозами.
В то же время после мозговой травмы человек может совершенно забыть, что предмет с двумя колесами, на котором можно сидеть, работать педалями и передвигаться, называется велосипедом. Видимо, сохранять навык и помнить какие-то сведения - это совершенно разные вещи. Больные, страдающие амнезией, обычно хорошо усваивают новые навыки, будь то езда на велосипеде или работа пилой однако с трудом вспоминают что-либо о самом ходе обучения.
Хотя различие между этими видами памяти признано уже давно, в семидесятых годах ему стали приписывать особенно большое значение и придавать более формальный таксономический статус в среде разработчиков искусственного интеллекта; усвоение навыков стали называть процедурной памятью, а запоминание сведений - декларативной памятью. В психологию эти термины были введены нейропсихологом из Сан-Диего Ларри Сквайром в восьмидесятых годах [10] (Читатели, знакомые с нейропсихологией, сразу же заметят, что мой подход к систематике форм в значительной мере основывается на новаторских работах Ларри Сквайра в этой области. К тому же он лучше всех других известных мне нейропсихологов мог бы понять, почему в предыдущей главе я предложил заменить для компьютеров тест Тьюринга «покерным тестом». Вот почему я нахожу очень странным, что он продолжает отдавать предпочтение одному из типов моделей, основанных на обработке информации, как видно хотя бы из его последней книги.). Процедурная память, таким образом, сильно отличается от декларативной. К ней, очевидно, не относится ранее отмеченное мною различие между кратковременной и долговременной памятью. Механизмы обучения навыку и последующего вспоминания того, чему обучились, существенно отличаются от механизма вспоминания событий или сведений.
Но и сама декларативная память не едина: ее можно в свою очередь подразделить на эпизодическую и семантическую память.
Эти термины были предложены в семидесятых годах канадским психологом Энделем Тульвингом. Под эпизодической памятью Тульвинг понимал память на события индивидуальной жизни человека, а под семантической - знание вещей, не зависящих от индивидуальной жизни. В этом смысле моя осведомленность о войне 1939-1945 годов в Европе представляет собой семантическую память, а воспоминания о пережитых мною лично бомбежках во время этой войны относятся к эпизодической памяти [12].
Первоначально эти разнообразные категории были восприняты от психологов, изучавших то, что я могу назвать феноменологией памяти; здесь я имею в виду попытки описать и классифицировать важнейшие особенности памяти как феномена, не вдаваясь в вопрос, как их можно объяснить, исходя из лежащих в их основе процессов. Однако для нейропсихологов и нейробиологов такая феноменология служит всего лишь отправной точкой исследований, показывает, что они должны объяснить. При этом встают вопросы двоякого рода. Во-первых, не связаны ли разные формы памяти с разными системами мозга? Иными словами, существует ли в мозгу пространственное разделение систем памяти или же во всех проявлениях памяти участвует мозг как целое? Во-вторых, если для образования следов памяти требуются изменения структуры, биохимических или физиологических свойств мозговых клеток, то различен ли характер этих изменений при разных формах памяти?
Второй вопрос в настоящее время весьма актуален, он сильно занимает и меня; в связи с этим ему посвящены многие страницы последующих глав книги. Однако первый вопрос имеет гораздо более глубокие исторические и философские корни. В сущности, он составляет один из аспектов дискуссии, уже давно ведущейся в науке о мозге, - спора о возможности локализации определенных психических функций в определенных областях мозга. Этот вопрос возник по крайней мере еще в конце XVIII или в начале XIX века [13]. Тогда высказывались совершенно фантастические утверждения не только о связи всего, от математических способностей до любви к детям, с различными участками мозга, но и о том, что эти способности отражаются на форме черепа, так что их можно оценить путем ее изучения. Френология, пропагандируемая ее основоположниками Ф. И. Галлем и И. К. Шпурцгеймом, способствовала популярности идей локализации и их последующей дискредитации в глазах ученых. Потребовались работы Поля Брока во Франции, Дэвида Ферриера в Англии и других исследователей-новаторов XIX века, чтобы стало ясно, что по крайней мере некоторые аспекты мозговой деятельности как-то связаны с определенными структурами, поскольку повреждение этих структур приводит к более или менее специфическим функциональным дефектам - от паралича двигательного аппарата до утраты речи. Однако такие исследования породили уже тогда и продолжают порождать в наше время серьезную концептуальную проблему: можно ли делать выводы о работе здорового мозга, изучая ее нарушения в результате травмы или болезни? Очень многие сомневаются в этом. При более холистических представлениях о функционировании мозга как работе интегрированной системы попытки получить полезную информацию о нормальных процессах, изучая патологию, кажутся неубедительными.