Что такое память и как она образуется
С устройством головного мозга мы уже более или менее знакомы, и у нас появилось даже приблизительное представление о том, как работает кора его полушарий. Однако мышление, конечно, вещь хорошая, но самые успешные его варианты основываются не столько на творчестве, сколько на памяти. То есть на сравнении задачи, заданной коре сейчас, с задачами, которые были заданы ей ранее, и ответами, которые она на них нашла. Можно, конечно, каждый раз искать ответ заново… Но куда проще слегка модифицировать или обработать уже существующий, верно? Верно. А для сохранения информации об уже имевших место ситуациях головной мозг должен уметь их запоминать.
Синапсы как часть процесса запоминания
Если мы заглянем в учебник, то прочтем в нем, что запоминание является процессом образования долговременных или кратковременных синаптических связей в коре головного мозга. Признаемся себе честно: эта фраза нам пока ни о чем не говорит. Ведь до сих пор мы знали лишь слово «синоптический», а букву «а» в нем поначалу приняли вообще за опечатку… Ну, если мы попытаемся читать дальше, нам вскоре станет понятно, что слово «синаптический» происходит от «синапс». Что это за новая штука – синапс? Сейчас разберемся.
В сущности, мы уже с ним знакомы – просто до сих пор не называли его, так сказать, по имени. Синапс – это мостик химической реакции, образующийся в том месте, где электрический импульс передался от одного нейрона другому. Проще говоря, нервная ткань как бы сохраняет на некоторое время путь, по которому передался основной сигнал. И делает она это по понятной причине. А именно: сигнал поступил в кору, она его обработала и выдала готовый ответ. Логично, что данный ответ должен поступить именно туда, где его ждут, то есть в то же место, откуда был отправлен сигнал – вопрос. Как мы понимаем, с этими всеми иррадиациями, деятельностью мозжечка и пр. он вполне способен поступить и не по адресу. Так вот путь, называемый синапсом, сохраняется еще некоторое время после прохождения сигнала для того, чтобы ответ пришел именно по нему, а не по другой цепочке нейронов – чтобы он пришел четко в целевые ткани.
Как образуется синапс? То есть что это с физической или химической точки зрения? На самом деле речь идет о произошедшей между отростками или отростком и клеткой местной реакции окисления. В организме существуют особые вещества (белки) – нейромедиаторы, которые легко окисляются под действием электрического импульса. Вот эти окисленные молекулы некоторое время сохраняются на том месте, где они возникли. А затем постепенно исчезают.
Химики, конечно, назовут наше определение нейромедиаторов неточным и, мягко говоря, упрощенным. Но для понимания сути вопроса нам хватит и его. Возможно, мы знаем еще со школы, что в кислой среде электрический сигнал проходит быстрее и лучше, чем в щелочной. Таким образом, любой (вообще любой) электрический импульс из двух сред обязательно выберет кислую – то есть пройдет именно тем путем, где имеются молекулы, так сказать, свежеокисленных белков.
Сразу после прохождения одного импульса, создавшего синапс, в этом месте запускается восстановительная (ощелачивающая) реакция. Обычно ее скорости хватает, чтобы по этой же цепочке успел прийти и ответ. Но если в целом, то за счет постепенного восстановления синаптический «мостик», который не используется некоторое время, распадается. Естественно, новый синапс на этом месте создастся при появлении новой необходимости в прохождении сигнала именно этим путем.
Вот это уже очень похоже на механизм запоминания, не так ли? В действительности, изначально мы запоминаем и впрямь именно таким образом: повторяем по нескольку раз одно и то же, чтобы в каком-то участке коры десяток импульсов прошел одним и тем же путем. Прошел, создав синапс попрочнее того, который возникнет при прохождении из пальцев в кору сигнала «Ай! Горячо!»…
Вообще, синапсы по времени своего существования бывают как краткосрочными, так и долгосрочными. Разница заключается в наборе нейромедиаторов, их создающих. Чаще всех обновляются синапсы на периферических участках ЦНС и в спинном мозге. А вот в коре образуется больше всего долгосрочных синаптических связей. Хотя, разумеется, забывать умеет и она.
Итак, синапс образуется следующим образом:
1. Электрический импульс, прошедший через тело клетки к кончику ее аксона, вызывает окисление белков на его поверхности.
2. При этом окислении выделяется медиатор – вещество, в присутствии которого образуется временный или постоянный синапс.
3. Активность данного синапса поддерживает именно медиатор. А они бывают разными – каждый тип отростка или нервной клетки выделяет разные медиаторы. Например, большая часть синапсов на периферии образуется в присутствии ионов кальция. Эти связи возникают и распадаются постоянно, очень быстро. А для образования долгосрочных связей в коре используются куда более сложные белки. Очень часто их выделяет миелиновая оболочка нейрона.
Энграммы как механизм долгосрочного запоминания
Следующий после синапса этап – это энграмма. Так называется процесс появления постоянных белков с особой структурой в месте, где несколько раз подряд прошел один и тот же импульс.
Энграммы образуются отдельными, устойчивыми белками. Иными словами, это уже отнюдь не разовая химическая реакция, которая быстро сменилась противоположной по закону баланса сред в организме. Эти белки так просто не исчезнут, но следует помнить: у любого белка в теле есть собственный, так сказать, срок эксплуатации.
Вообще, именно на белках основан весь обмен веществ в теле. Упомянутый выше гормон инсулин, подобно всем прочим гормонам, является белком. Кровь состоит из воды с растворенными в ней белками. Кроме того, в ней еще и постоянно находятся видимые (форменные) тельца, сплошь состоящие из белков. Из белков строятся клетки, их внутренние структуры и мембраны. И даже холестерин на стенках наших сосудов налипает на них не сам по себе, а в виде начинки для белковой бляшки…
Так что основной элемент нашего тела – не глюкоза и не жир, а именно белок. Мы поглощаем белки с пищей, они распадаются в желудке на аминокислоты, а затем из аминокислот строятся собственные белки нашего тела. Законы формирования вообще любого собственного белка заложены в ДНК организма – в его генах. Поэтому каждая полученная от родителей ошибка в сегменте ДНК – это белки (один или несколько взаимосвязанных), постоянно формирующиеся неправильно, неспособные выполнять свою работу и участвовать в обмене веществ.
Белки, образующие постоянные синапсы – энграммы, здесь не составляют исключения. Скорость, с которой они образуются, а также устойчивость и правильность их молекул заложены на уровне генома. Именно наследственностью объясняется разница в способности к запоминанию у детей. То, что одни дети от природы, без тренировки, запоминают новую информацию с первого раза и надолго, а другим для запоминания требуется время или повторение. Впрочем, если энграмма уже образовалась и обновляется регулярно (обновляются белки, ее составляющие), наследственность здесь перестает играть сколько-нибудь значимую роль. Она довольно сильно сказывается на качестве работе автоматической (срабатывающей помимо нашей воли) памяти и на успешности образования энграмм. Но после их образования поддерживать эти связи в хорошем состоянии совсем несложно – нужно лишь время от времени повторять заученное.
Как видим, забывание – это противоположный запоминанию процесс постепенного распада энграммы. Он тоже должен срабатывать – обязательно. Ведь если бы мы никогда ничего не забывали, выработка даже простейшего ответа на весьма несложную ситуацию занимала бы у головного мозга не доли секунд – минуты и более. Наша кора «зависала» бы над элементарными задачами, путаясь в бесконечных рядах образов из памяти.
В то же время забывание и как бы незапоминание – явления разные. Кстати, в этих механизмах наука путается до сих пор. На данный момент она изготовила только весьма приблизительную и общую классификацию видов памяти. А также попыталась объяснить хотя бы основные пункты полученного списка. Вот что у нее получилось:
1. По длительности существования энграмм память бывает краткосрочной и долгосрочной. Эти виды для головного мозга являются скорее этапами единого процесса запоминания. Он сам не делит память на долгосрочную и, так сказать, оперативную. У него нет в этом никакой необходимости потому, что для последующего стирания ненужной информации в коре имеется естественный механизм исчезновения энграмм.
2. По степени осознанности процесса запоминания память бывает непроизвольной и произвольной. Что такое произвольная память, мы понимаем. Мы пользуемся ею, когда думаем или не думаем, что какая-то информация нам пригодится, но имеем веские личные причины ее заучить. Как правило, такое усилие прилагается либо в силу социальной мотивации (обучение новым знаниям и навыкам), либо в качестве метода тренировки памяти. Непроизвольная память срабатывает, когда некое явление находит «отклик» (ассоциативный ряд) в самой коре. То есть когда у мозга остался нерешенным вопрос с какой-то информацией или ситуацией из прошлого. И эти новые данные образуют тандем со старыми, уже имеющимися. Непроизвольной памятью управляет либо наша кора, либо наш личный интерес. А социализированная и очень обязательная часть личности, именуемая в психологии «сверх-Я», здесь не задействуется. Как правило, произвольное запоминание дается нам сложнее непроизвольного, и без постоянного обновления эти энграммы рассасываются вдвое быстрее.
3. По источнику информации, подлежащей запоминанию, память делится на двигательную, зрительную, слуховую, тактильную, обонятельную, вкусовую, образную, логическую и механическую. Если суть первых шести нам приблизительно ясна, то поясним насчет двух последних. Логическая – это чисто информационная память. Речь идет о цепочке взаимосвязанных выводов, где одно проистекает из другого. В данном случае источник этой логической цепи неважен – мы можем как узнать ее в готовом виде, так и выстроить самостоятельно. А затем – запомнить и использовать в дальнейшем как один из алгоритмов для решения схожих задач. Что касается механической памяти, то в нее входит вообще способность приобретать новые знания и навыки. Например, запоминать сложную последовательность действий при выполнении какой-то работы. Лучшим примером срабатывания механической памяти служит ситуация, когда мы помним все цифры номера телефона, кроме одной-двух последних. В таких случаях нам советуют положиться именно на механическую память – без раздумий и быстро набрать весь номер, начиная с первых цифр, которые мы помним. Предполагается, что механическая память помимо нашего сознания наберет последними именно нужные нам цифры.
Как видим, речь идет не совсем о классификации – память как таковую можно и нужно описывать согласно каждому из этих трех пунктов. Например, что информация о рецепте приготовления яичницы заложена в долговременной памяти, является результатом произвольного запоминания, поступила как зрительная, обонятельная, механическая и вкусовая. Случаи, когда мы задействуем лишь один вид памяти, крайне редки. Как правило, это делается либо по необходимости (мы оглохли/ослепли/заучиваем нечто совершенно нам не нужное), либо в качестве тренировки головного мозга. Кстати, такие тренинги (заучивание стихов только на слух или определение предметов только на ощупь) весьма эффективны при ряде расстройств работы коры…
Основную часть информации для запоминания мозг получает от органов зрения и слуха – по некоторым данным, она составляет до 95 % всего, что мы узнали и запомнили. Конечно, в процессе жизнедеятельности мы чаще всего задействуем и механическую память – способность воспроизвести новую последовательность действий. Считается, что чем больше разнообразных видов памяти объединилось для создания той или иной энграммы, тем прочнее и подробнее окажется это воспоминание.
Феномен идеальной памяти при «выключенном» сознании
Так-то оно так, однако в механизме памяти имеются странности, которые не объясняет ни данная классификация, ни наука – ее создатель. Память в целом считается процессом осознаваемым. По крайней мере в той ее части, где она является произвольной, где мы намеренно пытаемся вспомнить что-либо или освежить энграмму повторением изученного. Осознаем мы свои действия и на этапе сосредоточения на предмете – возможно, даже из простого любопытства, а вовсе не с целью запомнить его. Конечно, частично мозг запоминает и минуя наше сознание – как, например, в случае с непроизвольной памятью. А бывает даже так, что нам запоминается и то, чего вовсе не желали ни мы, ни кора.
Допустим, во время отдыха на курорте в месте, где неподалеку расположена дискотека с громкой и назойливой музыкой. Согласимся, что, прослушав два-три раза кряду песню с особенно несимпатичным нам мотивом, из всего репертуара дискотеки мы отчетливее всего запомним именно ее. Запомним через зубовный скрежет, но тем не менее со словами и подробностями «трелей» исполнителя. Знакомо, не правда ли?.. Данная песня одинаково бесполезна для нас и для нашего мозга, однако мы ее запомним. Более того, существует основательный риск, что как-нибудь уже зимним утром мы проснемся – а она вертится у нас в голове. Вертится и все никак не хочет оттуда убраться…
Что это за эффект, наука объяснить не в силах. И потом, есть еще один любопытный момент: у многих людей в жизни случаются эпизоды, которых они не помнят. Эпизоды кризисные, трагические, крайне неприятные во всех отношениях. Например, аварии с летальными исходами, похороны близких, акты насилия и пр. Иногда утраченные воспоминания занимают минуты, а иногда мы забываем годы… У таких воспоминаний период, когда пациент помнил произошедшее хотя бы смутно, обычно очень короток. А при сильных потрясениях или в сочетании с эпизодом потери сознания он может вовсе отсутствовать. То есть до наступления бессознательного состояния больной еще осознавал происходящее, а после обморока уже не помнит ничего и расспрашивает о произошедшем врачей.
Конец ознакомительного фрагмента.