Вспоминание и забывание
Не вдаваясь здесь в математические детали, отмечу, что эти альтернативные подходы акцентируют внимание на эмерджентном1 характере памяти (как и других аспектов функции мозга); «след» памяти рассматривается как динамическая система, а не как фиксированная и локализованная энграмма. Пожалуй, наиболее четко этот вопрос поставлен представителем когнитивной психологии Энделом Тульвингом (чья работа по систематике процессов научения у человека обсуждалась в главе 5) в его недавнем интервью:
В принципе мысль о том, что информация, необходимая для вспоминания, регистрируется в определенном участке мозга, совершенно правильна... [Однако] концепция энграммы загипнотизировала исследователей мозга до такой степени, что в проблеме памяти и мозга они не видят ничего, кроме энграммы и ее свойств, ее локализации в цельной структуре... Представление об энграмме есть недоконченная мысль о памяти, в лучшем случае лишь половина правды о ней... Система биологической памяти отличается от простого физического механизма хранения информации тем, что она способна использовать информацию для собственного выживания... Книги в Библиотеке Конгресса, отрезок видеоленты или суперкомпьютер Крэя... не проявляют ни малейшей заботы о своем существовании. Поэтому все те, кто интересуется памятью, но рассматривает ее только в аспекте хранения информации, по сути игнорируют фундаментальное различие между мертвыми и живыми системами хранения, т. е. игнорируют само существо биологической памяти [9].
*1) Эмерджентными называют свойства целого, не присущие его отдельным частям, но обусловленные их взамодействием. - Прим. ред.
В этом интервью Тульвинг утверждает далее, что когнитивная психология ближе нейробиологии подошла к пониманию памяти, осознав, что проблема не в «хранении следов памяти»; изучение синапсов позволяет понять процессы научения, тогда как «проблема памяти» состоит в воспроизведении воспоминаний. Именно это заставило меня в главе 5 подчеркнуть важность продемонстрированной Лионелем Стэндингом практической ненасыщаемости человеческой памяти на узнавание в отличие от памяти на воспроизведение.
Но что же такое «энграмма»? Тульвинг более категоричен, чем Эделмен и Фримен, когда утверждает, что, несмотря на возможность «физических» (т. е. биохимических) изменений в мозгу в результате обучения, постоянная энграмма как таковая не существует в форме стойкого «физического» изменения, а возникает в результате активации (от говорит «экфоризации») актом вспоминания. Свое интервью Тульвинг заканчивает, пародируя некогда более известный призыв:
Исследователи памяти всего научного мира, соединяйтесь в изучении мириад аспектов сущности биологической памяти, соединяйтесь в изучении взаимодействий между процессами хранения и вспоминания [10].
Я подозреваю, что Тульвинг нарочно поддразнивал интервьюера - не тем, что настаивал на важности акта вспоминания, а тем, что усомнился в наличии в мозгу некоего физического воплощения энграммы, которое сохраняется как результат обучения даже в отсутствие «экфоризации». Его доводы строятся на разном понимании слова «физический». Конечно, все биохимические и физиологические явления, обсуждавшиеся в главе 10, носят временный характер: усиление белкового синтеза, вспышки нейронной активности и т. п. наблюдаются не долее нескольких часов после обучения. Но за эти часы в мозгу успевают сформироваться другие, постоянные следы, хотя бы изменения числа и расположения шипиков на нескольких нейронах в определенных участках мозга. Длительное изменение претерпевает пространственная схема межнейронных связей, не говоря уже о «физических» (в тульвинговом смысле) свойствах мозга, подобно тому как это происходит при магнитной записи. Как записанная на ленте музыка реализуется лишь тогда, когда кассету проигрывают, так и энграмма существует только при ее «экфоризации», когда реально пробуждается воспоминание.
Тульвинг прав. По мере того как мы лучше понимаем синаптические механизмы научения, предметом исследований памяти все больше становится не запоминание, а поиск и воссоздание воспоминаний. Потому что вспоминание - нечто большее, чем простое получение файла из памяти компьютера.
В своем словарном значении «вспоминать» (remember) - это «вызывать в памяти», «припоминать», «снова подумать» - все эти выражения, по замечанию Грина [11], подразумевают связывание, собирание, сведение воедино вещей в определенном отношении друг к другу. Характерно, что метафора Вирджинии Вулф богаче компьютерных метафор, для нее память - это «портниха», действующая иглой «то в одном, то в другом направлении, вперед и назад, вверх и вниз» [12].
Метафора Вулф, упор Грина на работу вспоминания и критика Тульвинга имеют много точек соприкосновения, так как они, помимо всего прочего, подчеркивают, что память, а именно декларативная память, не есть некая пассивная надпись на восковой табличке или кремниевых чипах мозга - она представляет собой активный процесс [13]. Кроме того, такая точка зрения отражает то, что уже давно подчеркивают психоаналитики: забывание может не сводиться к простому стиранию сохранявшейся информации как будто с компьютерного диска, это тоже активный процесс. Я уже отмечал это в связи с процессом фильтрации в кратковременной памяти. Находящаяся в такой памяти информация не обязательно переводится в более долговременное хранилище: большая часть ее отфильтровывается - это биологически необходимо, так как спасает мозг от перегрузки. Что же происходит с тем материалом, который перешел в долговременную память, но не вспоминается? История с м-ром Госсом и опыты Стэндинга говорят о том, что он не всегда теряется, даже если его не удается отыскать; к нему трудно найти дорогу, так как у нас уже нет ключа к его первоначальной классификации и инструментов для его воспроизведения - работа вспоминания слишком трудна, каковы бы ни были причины этого. Я не приглашаю вас проделать весь путь ортодоксального психоанализа, пришедшего к выводу, что невозможность вспомнить связана иногда с блокированием опыта, который нам почему-то «неудобен», но дело зачастую именно в этом. Забывание может быть такой же трудной работой, как вспоминание. Однако причины забывания нередко гораздо более тривиальны. Из многовековой истории искусства запоминания известно, что ему можно научиться. Путеводной нитью здесь могут служить результаты изучения процедурной памяти. Процедурная информация в отличие от декларативной, видимо, забывается по-иному, и это наводит на мысль о существенно разных механизмах ее приобретения и воспроизведения. Не связано ли это с тем, что процедурные навыки, например умение ездить на велосипеде, кодируются не только в мозгу, но и в целых комплексах изменений, затрагивающих мышцы и сухожилия? Как могло бы происходить вспоминание на уровне биохимических и физиологических процессов? До сих пор мы, нейробиологи, не имеем об этом никакого представления. Возможно, здесь поможет позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), которая, как минимум, позволяет картировать изменения кровотока, использования глюкозы и потребления кислорода в определенных областях мозга в процессе вспоминания. Пока, однако, исследователи больше восхищаются красотой получаемых картин, чем пытаются дать им теоретическое истолкование. А без этого мы не сможем даже ставить адекватные нейробиологические вопросы, и представителям когнитивной психологии останется лишь описывать, подобно романистам, разнообразные феномены памяти, создавать системы их классификации и анализировать приемы запоминания, начиная от театров Симонида до наших дней. Если память действительно может послужить той цели, о которой я говорил, - стать Розеттским камнем при переводе с языка сознания на язык мозга, посредником между психологией и нейробиологией, то в ближайшее десятилетие необходимо всерьез заняться расшифровкой данных ПЭТ о процессах, происходящих в мозгу при вспоминании.
Уровни смысла
Каковы между тем последствия отказа от компьютерной модели в пользу более динамичного понимания памяти как биологического процесса? Отчасти это вопрос об уровне, на котором можно рассчитывать найти «следы памяти». «Уровень» - несколько расплывчатое, но широко распространенное понятие в науке и в нейробиологии в частности. Иногда оно означает то же, что я в этой книге называл языком; говорят, например, о явлениях на «биохимическом уровне» или на «физиологическом уровне». Иногда его употребляют для противопоставления теории и практики («концептуальный» и «экспериментальный» уровни), а иной раз просто для обозначения «масштаба» (синапс в сравнении с нейроном, нервной сетью или мозгом; в таком смысле говорит об уровне Чёрчленд). Кроме того, понятие «уровень» используют при сопоставлении процессов эволюции и индивидуального развития.
Как я уже подчеркивал, изменения, связанные с приобретенным опытом, можно обнаружить на всех «языковых» уровнях: морфологическом, биохимическом и физиологическом. Ни один из этих уровней нельзя считать более фундаментальным, чем остальные; в этой книге я все время стараюсь показать, что с каждого из таких «языков» возможен перевод на любой другой. Различные аспекты унитарного феномена изменений клеточных свойств и связей, сопутствующих научению, можно информативно описать на любом из предложенных мною языков, но для полного понимания процесса необходимо использовать их все. Дело в том, что эти три языка соответствуют разным измерениям познания: морфология картирует пространство, биохимия делает упор на состав, а физиология особенно динамична и описывает события во времени. Для понимания памяти необходимы по меньшей мере эти три измерения.
Но возможно, что трех все-таки недостаточно, так как все они подразумевают идею локализации, которую критикуют Тульвинг и, по существу, Фримен. Если под уровнем понимать масштаб, как это делает Чёрчленд, то сколько нейронов и синапсов содержат или представляют одиночное воспоминание? Даже если отвергнуть идею клеточного алфавита памяти, обсуждавшуюся в главе 9, то и в других коннекционистских теориях подразумевается, что местом памяти служит отдельный, хотя и разбросанный клеточный ансамбль. Судя по тому, что во всех биохимических экспериментах выявляются измеримые сдвиги в относительно больших участках мозга (гиппокампе, IMHV и т. п.), такой ансамбль имеет порядочные размеры, иначе эти сдвиги нельзя было бы обнаружить при разрешающей способности наших приборов. Опыты с повреждением мозга говорят о том, что энграмма не может быть локализована в какой-то одной его области. Но я считаю возможным пойти дальше и утверждаю, что в некотором важном смысле память и вовсе не заключена в каком-то небольшом наборе нейронов, а должна пониматься как свойство всего мозга и даже целого организма. Чем можно оправдать столь парадоксальный вывод после всего, что говорилось в главах 10 и 11 о возможности локализации клеточных изменений в небольших участках мозга? Дело в том, что место первичного изменения не эквивалентно локализации свойства, которое в результате изменяется. Вернемся к аналогии с магнитофоном. Когда я записываю на ленту музыкальный фрагмент, его энграммой служат изменения магнитных свойств ленты, но для того чтобы использовать эти свойства - воспроизвести музыку, - недостаточно одной только ленты, необходимы головка, электронная система и динамик, которые собственно и образуют аппарат. Именно это я имею в виду, когда говорю, что идентификация места хранения, т. е. энграммы, - не то же самое, что выяснение механизма или места воспроизведения. Поэтому уровень, на котором возможно понимание памяти, - это уровень системы в целом.
Далее, «система», состоящая из магнитофона и магнитной ленты, - это фиксированная, неодушевленная, т. е. мертвая, система, тогда как важнейшая особенность биохимических систем состоит в их развитии, изменении во времени. Лента с записями Майлза Дэвиса, которые я слушаю, работая над этим текстом, будет играть одну и ту же музыку, сколько бы раз я ни вставлял кассету в магнитофон; со временем будет лишь постепенно ухудшаться качество звучания. Иначе обстоит дело с «лентой» мозга. Поскольку я - живой организм, существующий в мире смысла, а не просто информации, те же записи Дэвиса иногда могут волновать, а иногда печалить меня, в зависимости от минутного настроения или предшествовавших событий. Эти сиюминутные настроения и прошлый опыт составляют часть моего существования, и любая энграмма в моем собственном мозгу будет воспроизводиться и иметь смысл только в их контексте.
Насколько далеко я могу зайти в своих представлениях о том, что смысл запоминаемого заключен во всей системе, а не в отдельных очагах изменений, чтобы это не привело к выводу, что дело всей моей жизни в конце концов сводится к разгадыванию хитроумных кроссвордов? Рассуждать таким образом отнюдь не означает вернуться к декартовскому дуализму или разделять память на «аппаратуру» и «программное обеспечение». В самой первой главе книги я предложил собственную метафору перевода и поиска Розеттского камня для описания задачи, стоящей перед нами, когда мы переходим с языка мозга на язык сознания, с языка молекулярных событий на язык смысла и обратно. Мне бы и сейчас не хотелось отступать от этой метафоры. В этом случае то, что требует такого перевода, - это не просто небольшая часть мозговой активности, а вся она, включая, разумеется, активность того нейронного ансамбля, в измененных связях которого воплощена энграмма.
Люди - тоже животные
На всем протяжении этой и предыдущих глав я довольно свободно переходил туда и обратно - то к Обсуждению человеческой памяти, то к рассказу о памяти цыплят, на которых провожу свои эксперименты. По причинам, указанным в главе 2, а потом в главах 6 и 7, я считаю такие переходы совершенно естественными, хотя и сознаю, что не для каждого это так просто, а кое-кто, возможно, испытывает и явную неловкость. Здесь могут быть возражения двоякого рода. Во-первых, человек с его мозгом устроен настолько сложнее цыпленка и даже обезьяны, что достоверная экстраполяция просто невозможна. Во-вторых, в экспериментах на животных можно наблюдать лишь поведенческие реакции при разного рода подкреплении, тогда как для работы человеческой памяти такой стимуляции не требуется; во многих случаях вспоминание у человека вообще не проявляется в изменениях поведения, а выражается лишь в сугубо субъективных словесных и зрительных образах. Есть ли тогда основания считать, что эти формы научения подчиняются тем же биологическим законам, что и способность цыпленка обучаться избеганию бусины?
Очевидно, что на подобные возражения у меня нет ответов, достаточно убедительных для тех, кто заранее настроен не верить мне и, напротив, убежден в существовании непреодолимой пропасти между человеческой деятельностью и психологией животных. В моем распоряжении есть только доводы, основанные на непрерывности эволюционного процесса, вроде тех, что я подробно изложил в главе 7 и продолжал отстаивать в последующих разделах книги. И на клеточном, и на биохимическом уровне нейроны человеческого мозга, по существу, неотличимы от нейронов всех других позвоночных. В нашем мозгу нет никаких уникальных типов клеток или даже белков, а физиологические свойства и общая организация мозга у человека и других млекопитающих практически одинаковы. Те области, с которыми связана память, сходны у нас с соответствующими (гомологичными) областями мозга остальных млекопитающих; прежде всего это относится к гиппокампу. Все биохимические механизмы, известные у животных, по-видимому, действуют и в нашем мозгу. Разумеется, невозможно показать, что ингибиторы белкового синтеза блокируют образование следов памяти у человека, но известно, что таким действием обладает электрошоковая терапия. Так же как и у животных, при этом страдает память, что проявляется в изменениях поведения; это касается и «высших» форм специфически человеческой словесной и зрительной памяти. Поэтому я не вижу особых причин не соглашаться с предположением, что образование энграмм в нашем мозгу обеспечивают биохимические механизмы такого же рода, как и у других животных.
Улучшение памяти
Но может ли изучение памяти у цыплят раскрыть нам что-нибудь важное относительно человеческой памяти? Не сводится ли это просто к пополнению наших знаний об окружающем мире? Разумеется, те, кто провозгласил «десятилетие мозга», и инициаторы японской программы, направленной на изучение механизмов памяти, ответят на первый вопрос утвердительно. То же относится к военным и к фармацевтическим компаниям во всем мире. Дело не только в том, что понимание устройства мозга поможет улучшить конструкцию обычных компьютеров или даже откроет перспективу создания биологических компьютеров на базе нейронных ансамблей, культивируемых in vitro. Знание биологии нервной пластичности и памяти имеет важное значение на протяжении всего жизненного пути человека, от развития памяти и способности к обучению у детей до нарушений мозговой деятельности в результате травм, болезней или старения.
Потенциальные выгоды такого знания очевидны, несмотря на известные опасения по поводу все более настойчивых попыток разработки лекарственных препаратов для коррекции нарушений или потери памяти - так называемых ноотропных средств. В главе 8 я уже упоминал о процветающей ныне индустрии исследований, направленных на поиски подобных веществ. Большинство этих попыток базируется на представлении о том, что нарушения памяти при таких расстройствах, как, например, болезнь Альцгеймера, связаны со специфической недостаточностью отдельных медиаторов, в особенности ацетилхолина; в связи с этим предполагается, что препараты, имитирующие действие медиаторов или усиливающие их выработку, будут уменьшать тяжесть таких нарушений и нормализовать соответствующие функции. В настоящее время свидетельства их пользы весьма шатки, но с углублением наших знаний о механизмах памяти и о природе специфических расстройств, подобных болезни Альцгеймера, появляется надежда, что будут найдены рациональные методы их лечения. Гораздо более скептично я отношусь к возможности применения ноотропных средств для «улучшения» памяти у здоровых людей. Причины этого я изложил в главе 5 и еще раз подчеркиваю сейчас. В норме вспоминание и забывание представляют собой биологически сбалансированные явления. Даже если бы теоретически возможно было заставить человека помнить то, что он в обычных условиях забывает, это означало бы для него риск разделить судьбу Фунеса или Шерешевского - судьбу, которой не позавидуешь. Но я не уверен, что это возможно даже теоретически, если исходить из того, что известно и было в этой главе изложено о природе вспоминания и забывания и об отношении этих процессов к энграмме. Вспоминание всегда останется трудной работой, и вряд ли ее существенно облегчит прямое химическое вмешательство. Вместо того чтобы предлагать неуверенным студентам перед экзаменами или забывчивым служащим компании химические препараты, может быть, лучше прописать им курс Цицерона или «Ad Herennium», дав возможность выстроить собственный театр памяти.
Уникальность человека
Я настаиваю на принципиальной общности механизмов памяти у человека и животных, но дело, разумеется, этим не исчерпывается, ибо существуют все же глубокие различия между человеческой памятью и памятью иных существ. Первое и, пожалуй, наименее существенное отличие состоит в том, что человек обладает словесной (вербальной) памятью, так как люди - это единственные говорящие животные. Это означает возможность чему-то обучаться и что-то вспоминать без видимых поведенческих реакций. Уже то, что нам трудно представить себе жизнь без такой словесной памяти, говорит о неизмеримо большем богатстве нашей памяти по сравнению с памятью животных. У последних явно преобладает процедурная память, тогда как у человека - память декларативная, которая фактически формирует каждое наше действие и каждую мысль. Однако я не вижу оснований думать, что клеточные механизмы декларативной памяти животных в принципе отличаются от механизмов вербальной памяти человека. Богатство ее у нашего вида с биологической точки зрения не более таинственно, чем способность почтового голубя находить дорогу за сотни километров от места выпуска или умение собаки различать и запоминать тысячи разных запахов при ничтожных концентрациях пахучих веществ.
Специфика нашей памяти гораздо больше связана с нашим общественным образом жизни и техническими средствами, создавшими мир, где информация записывается на папирусе, восковых табличках, бумаге или магнитных лентах, т. е. мир искусственной памяти. Именно искусственной памяти мы обязаны тем, что имеем историю, тогда как у всех остальных живых существ есть только прошлое. И хотя биологические механизмы памяти у каждого отдельного человека точно такие же, как и у других позвоночных, искусственная память раскрепощает наш мозг и в значительной степени определяет, что нам нужно и что мы можем запоминать. Многообразие современных средств памяти освобождает нас от необходимости помнить большое количество фактов и событий, поэтому многие из наших нейронов и синапсов, видимо, могут заняться другой работой.
Кроме того, искусственная память делает возможным третье важное отличие, а именно особое значение для всех нас коллективной памяти. У животных, не имеющих искусственной памяти, каждая особь живет в уникальном мире собственных воспоминаний, которые накапливаются с рождения до самой смерти и отражают только индивидуальный опыт. Всякий человек, так же как всякое животное, воспринимает и запоминает окружающую его действительность по-своему, тогда как искусственная память воспроизводит одну и ту же картину, одни и те же наборы слов, те же телевизионные изображения для многих сотен, тысяч или миллионов людей, перестраивая, дисциплинируя и тем самым ограничивая нашу индивидуальную память, формируя согласованное мнение относительно того, что и как следует запоминать.
Таким образом, для каждого из нас коллективная память - это компонент личного биологического и психического опыта, однако она служит целям преодоления индивидуального, сплочения человеческих сообществ через формирование общих восприятий, интерпретаций и идеологии. Не удивительно, что во все времена главенствующие социальные группы старались навязать остальному обществу собственное понимание опыта коллективной памяти. Достаточно вспомнить ситуацию в Британии в последние полвека, чтобы перед умственным взором встали проявления товарищества во время воздушных налетов на Лондон, а потом груды мусора на улицах в «тревожную зиму» 1979 года. Эти образы и их интерпретация для большинства из нас не являются личным опытом. Каждый из них был в известном смысле сфабрикован с целью достигнуть общественного согласия, создать некое единое представление о действительности и способах существования в ней.
Если нам нелегко размышлять на эти темы применительно к нашему собственному обществу, можно подумать над тем, какую роль такая навязанная память играет, например, в нынешнем конфликте между сербами и хорватами. Эти народы более или менее гармонично существовали бок о бок дольше, чем успели прожить те, кто теперь убивает друг друга, но их национальные чувства коренятся в образах многовековой давности, сложившихся задолго до времен противостояния фашизма и коммунизма, усгашей и четников, католиков и православных. Текущие события нельзя понять, если не принимать во внимание коллективную память.
Воспоминания этого типа не связаны с нашей биологией, но они господствуют в нашей жизни. Именно поэтому всякое новое общественное движение начинается с трудной работы формирования собственной коллективной памяти. Социализм потратил много сил, чтобы воссоздать подспудно сохранявшиеся воспоминания рабочего класса, движение за права негров заново открыло исторические корни проблемы, а феминизм - забытую роль женщины. Эти коллективные воспоминания, навязанные сверху в качестве господствующей идеологии или прорвавшиеся снизу в ходе борьбы пробудившихся общественных движений, служат средствами вспоминания прошлого, нашей истории и потому определяют наши действия в настоящем и формируют будущее. Не только в нашей жизни, но и в биологии вообще ничто нельзя осмыслить иначе как в контексте истории, т. е. памяти.
Но так ли нужно разбираться в запутанных клеточных и биохимических процессах, составивших главное содержание этой книги, чтобы прийти к такому выводу? Думаю, что да. Позвольте мне обратиться к бытовому примеру. Понимание биохимических основ кулинарии и физиологии пищеварения, конечно, никогда не сведет удовольствие от хорошего стола к «простой» биологии, но оно, безусловно, улучшит и саму процедуру стряпни, и ее результат. Наше отношение к еде, зависящее от обстановки, от собравшегося общества и от нашего субъективного состояния, тоже несводимо к простой биологии, хотя в каждом из этих факторов есть свой биологический компонент. Вера в единство биологического и социального в нашем мире не означает сведения социального к биологическому, предпочтения одного рода объяснений другому, но будет приближать к познанию правил перевода с одного языка на другой.
Поиск Розеттского камня и попытки расшифровать его тексты - главные темы этой книги - служат для меня способом интегрировать мою повседневную работу как нейробиолога с моими личными живыми воспоминаниями о раннем детстве, о сидении в бомбоубежище, о праздновании дней рождения. Изучение памяти может помочь устранить разрыв между субъективным и объективным в нашей жизни, противостоять раздроблению личности. Эта цель представляется весьма актуальной, а отнюдь не абстрактной ввиду тех проблем, с которыми предстоит столкнуться нашему все более фрагментированному миру в новом тысячелетии.
Но психобиология и нейронауки никогда не заменят равно тяжелого труда писателя и поэта в исследовании этой субъективности, во вспоминании и воссоздании заморской страны, которая зовется прошлым. Под самый конец приведу отрывок из пьесы драматурга Брайена Фрила «Танцы в Люгхназе», в котором работа вспоминания предстает в заключительных размышлениях героя, теперь уже взрослого, когда он думает о событиях своего детства:
Когда я обращаю взор в прошлое, к лету 1936 года, в памяти всплывает много разных картин. Но чаще всего меня посещает одно воспоминание о времени, проведенном в Люгхназе, и, что самое поразительное, оно никак не связано с происходившим. В этом воспоминании атмосфера более реальна, чем события, все в нем в одно и то же время действительно и иллюзорно. Оно приносит с собой ностальгию по музыке тридцатых годов. Оно приходит откуда-то издалека - мираж звука - музыка мечты, которую одновременно слышишь и воображаешь; она кажется и сама собою, и в то же время собственным эхом... [14].