Чтение онлайн

Но так или иначе на нашей карте мозговой активности по-прежнему много белых, или, по крайней мере, серых пятен. Мы по-прежнему не знаем, как функционируют передние части лобной доли. Возможно, в процессе активации передней части лобной доли взаимодействие между верхними частями лобной доли и теменной доли стабилизируется.

Кругами обведены области мозга, которые активизируются, когда информация сохраняется в рабочей памяти. Область в теменной доле и верхняя область лобной доли находятся в состоянии непрерывной активности в процессе сохранения пространственной информации. Эти области идентичны тем областям, которые активизируются при произвольном внимании. Область в лобной доле активизируется, когда включается рабочая память, но не всегда активизируется при контроле внимания. Стрелки показывают, как области сообщаются друг с другом в процессе функционирования рабочей памяти [44] .

И все-таки нам крайне важно выяснить — каким образом нейронам удается сохранять активность на стадии запоминания без внешних стимулов? Возможно, этот механизм запускают внутренние связи между нейронами.

Другой важный вопрос — какого типа информация кодируется в процессе непрерывной активности? Какая роль отведена этому процессу?

Подобные вопросы возникали и раньше, когда проводились исследования по изучению долговременной памяти. Согласно одной из теорий, определенные нейроны отвечают за специфическую память. Речь идет о так называемой «теории бабушкиных клеток». По этой теории, у нас есть специфическая клетка, которая активируется каждый раз, когда мы видим свою бабушку.

Что касается рабочей памяти, то на этот счет существует теория сенсорной информации, которая передается от тыльных областей мозга к специализированным нейронам лобной доли, и эта теория в чем-то сходна с «теорией бабушкиных клеток». Непрерывная активность специфических нейронов лобной доли, таким образом, позволяет обезьяне запомнить, что она видела точку, расположенную на 90 градусов справа. Активизируясь, близлежащая клетка передает память о точке на 120 градусов справа и так далее. Согласно другой теории, информация о разных стимулах может кодироваться на той же частоте, на которой активизируются нейроны.

Но есть и другие теории, согласно которым информация не всегда считывается благодаря активности нейронов в лобной доле. Определенные нейроны демонстрируют активность рабочей памяти независимо от того, какие стимулы запоминаются. Поскольку они кодируют разные модели чувств, такие как звуковая и визуальная информация, их можно назвать мультимодальными — это своего рода универсальные нейроны [45] .

Все эти вопросы могли бы показаться чрезмерно педантичными и академическими, и, возможно, даже не имеющими отношения к теме, если бы не исключительная заинтересованность (в том числе и моя личная) в классификации различных видов нейронов в лобных долях.

Но способ кодирования информации, бесспорно, влияет и на способ организации информационных потоков в мозге. Если разные клетки в лобной доле кодируют разные стимулы, то это свидетельствует о параллельной организации информационного потока.

Схема параллельного и конвергированного потоков информации при активации рабочей памяти

Патриция Голдман-Ракич, которая отстаивала эту модель, утверждала, что рабочая память опирается на параллельные системы, каждая из которых обрабатывает свой тип информации. С другой стороны, если существуют мультимодальные клетки, вовлеченные в рабочую память, то они должны получать информацию от разных сенсорных нейронов в тыловой части мозга, и это уже конвергированный поток информации [46] .

Некоторые исследования рабочей памяти все же дают повод для дискуссий о том, как кодируется информация. В одном из экспериментов измерялся уровень мозговой активности, например в процессе запоминания тонов и уровня света — испытуемым предлагалось запомнить и сравнить, насколько ярок свет от лампы сейчас и потом, спустя несколько секунд. Некоторые области мозга активизировались независимо от того, какой тип информации человек запоминал, иными словами, выполняли роль мультимодальных областей рабочей памяти. А это обстоятельство уже противоречит теории Патриции Голдман-Ракич о параллельных системах восприятия разного типа информации [47] . Многие дальнейшие исследования также подтвердили эти выводы.

Как интерпретировать эти данные?

Сам факт, что мы обнаружили определенные области, где конвергируется обработка информации, имеет важные функциональные последствия.

Параллельная организация функций кажется более гибкой и менее уязвимой для сбоев, к тому же она позволяет вмещать большее количество информации. Вспомним многопроцессорные компьютеры, которые превосходят однопроцессорные. А любые стыки и соединения уязвимы и подвержены эффекту «узкого бутылочного горла».

Можно сделать вывод: когда на мозг каменного века обрушивается поток информации, то ограниченный объем рабочей памяти становится серьезной проблемой. Удастся ли нам выяснить, какие факторы ограничивают нашу рабочую память, какую роль в этом процессе играют мультимодальные области мозга? Или, возможно, существует отдельная область мозга, которая ограничивает объем рабочей памяти или нашу способность решать те или иные задачи?

Вернемся к уже упомянутой статье Джорджа Миллера «Магическое число семь, плюс-минус два: некоторые пределы нашей способности обрабатывать информацию», в которой ученый высказал предположение, что природа ограничила наши способности обрабатывать информацию [48] . Иными словами, наша рабочая память в состоянии вместить только примерно семь плюс-минус две структурные единицы. Размышления о пропускной способности из области информатики переместились в область психологии. При таком подходе человеческий мозг можно рассматривать как коммуникационный канал, и тогда объем поступающей информации может быть измерен количественно.

Конечно, сравнивать мозг с медными проводами по меньшей мере наивно. Но не пора ли ответить на вопрос: почему количество информации, которое наш мозг способен удерживать в рабочей памяти, ограниченно? Виноваты ли в этом специфические области мозга? Какие механизмы препятствуют запоминанию?

В первую очередь хотелось бы отметить, что число семь отнюдь не так сакрально, как считает Джордж Миллер. Объем информации, которую мы можем запомнить, не в последнюю очередь зависит от того, как она организована. Если информацию объединить в смысловые блоки, в такой, как, например, КГБ1968ЦРУ2001, то в рабочей памяти удержится больше семи единиц. Английский термин chunking означает разбивку информации на блоки или фрагменты. Когда информация не упорядочена и испытуемые не имеют возможности проговаривать ее про себя, восприимчивость памяти ухудшается.

Психолог Нельсон Кован в статье, которую он озаглавил, перефразируя Миллера, — «Магическое число четыре в кратковременной памяти», — соглашается с тем, что у мозга существует специфический предел, но подвергает сомнению гипотезу Миллера о сакральности числа семь [49] . Кован считает, что большинство людей может одновременно оперировать тремя-четырьмя объектами, и очень незначительному меньшинству удается оперировать пятью объектами. В результате полученных данных он вывел новую формулу: четыре плюс-минус один. То есть «уточнил» Миллера. Он считает, что предел памяти, скорее всего, равен четырем единицам.

Но до конца опровергнуть Миллера все же не удалось. Число семь по-прежнему актуально.

Если мы попросим двадцать студентов запомнить ряд случайных цифр, большинство сможет воспроизвести от шести до восьми цифр. Это неоспоримый факт. Если мы решим проверить их визуально-пространственную память и попросим запомнить расположение точек на экране, некоторые дадут пять, а некоторые восемь правильных ответов, но среднее число, как это ни удивительно, чаще всего составит плюс-минус семь, то есть приблизится к пределу, обозначенному Миллером.