Тимоти Верстинен - Мозг зомби
По-научному мы говорим, что рабочая память – «распределенный процесс», что, по сути, означает, что нет одной области, которая контролировала бы функции рабочей памяти. Вместо этого много областей осуществляют множество мелких процессов, которые объединяются вместе под зонтичным термином «рабочая память».
Но как тогда можно оценить рабочую память и определить, где она нарушена?
Один из классических способов (из многих) – использование теста серийной памяти «задача n-назад»[52]. В простейшей версии этого теста, который называется 0-назад, вам показывают последовательность картинок и сообщают, что одна из картинок является мишенью и вам надо нажимать кнопку («стрелять») каждый раз, когда вы видите мишень. Предположим, что мишень – изображение зомби. Следующая серия покажет, что ваша реакция должна быть такой:
• [Дерево] – ничего.
• [Дом] – ничего.
• [Зомби] – ВЫСТРЕЛ!
• [Кошка] – ничего.
Легко, верно? 0-назад в действительности не проверка памяти. Но теперь мы можем все усложнить. В «задаче 1-назад» нет заранее определенной «мишени». Вместо этого вам нужно отвечать, если вы видите то, что появилось один шаг назад. Если что-то появляется два раза подряд, вы отвечаете на секундное появление:
• [Дерево] – ничего.
• [Дом] – ничего.
• [Зомби] – ничего.
• [Зомби] – ВЫСТРЕЛ!
Ко времени, когда вы переходите на версию теста 2-назад, вы уже начинаете ошибаться. Теперь вам нужно отвечать на картинку, если она появилась две картинки назад. Так что вы должны следить за всеми картинками, которые видите, обновляя этот внутренний список по мере того, как пролетают изображения:
• [Дерево] – ничего.
• [Кошка] – ничего.
• [Зомби] – ничего.
• [Кошка] – ВЫСТРЕЛ!
• [Зомби] – ВЫСТРЕЛ!
• [Дерево] – ничего.
• [Зомби] – ВЫСТРЕЛ!
В этом примере, так как кошка предшествовала кошке две картинки назад, а второй и третий зомби оба предшествовали зомби две картинки назад, вы должны отвечать на них на всех.
Бедная кошечка.
Ко времени, когда «задача n-назад» получает разряд 3, так что вам требуется отвечать на все картинки, которые вы видели три изображения назад, весьма вероятно, что вы начнете ошибаться. Но чем лучше ваша рабочая память, тем дальше вы можете помнить и принимать успешные решения.
«Задача n-назад» – лишь один способ из многих для проверки рабочей памяти. Помните, что рабочая память – не какой-то процесс в мозге, который действует независимо от других механизмов мышления. Он связан с разными типами других когнитивных процессов. Есть рабочая память сенсорной информации. Есть речевая рабочая память. Есть рабочая память информации об объектах. И что самое важное, все эти процессы протекают относительно независимо друг от друга или по крайней мере независимо до какого-то момента.
Один любопытный факт о рабочей памяти – как она нарушается. Другие аспекты мышления остаются постоянными в течение дня. Наше цветовое зрение не меняется с настроением. Наше моторное планирование не нарушается, если только мы не напьемся или не устанем очень сильно физически или умственно.
Но рабочая память заметно меняется и может быть нарушена стрессом или отвлечением. Пока мы не знаем точно, почему это происходит, но нейроученые и психологи предполагают, что это связано с тем, что все эти разные части сложного мышления: рабочая память, внимание, отвлечение и т. д. – не независимые процессы и, скорее всего, у них общие нервные ресурсы. С этой точки зрения увеличение требований к одному когнитивному ресурсу задействует другой разделяемый ресурс. Так, когда вы убегаете от орды зомби (отвлечение и стрессор), это, скорее всего, вынудит вашу рабочую память работать не так хорошо. Один любопытный побочный эффект этой гипотезы совместно используемого ресурса[53] в том, что лекарства, известные как ноотроны, которые, как считается, должны улучшать внимание, например те, что используются при синдроме дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), также принимаются и как возможные средства для улучшения мышления (также известные как ноотропы).
Подумайте о герое Брэдли Купера в фильме «Области тьмы» (2011), после того как он принимает маленькую пилюльку. Внезапно он может думать более ясно, запоминать больше и замечает каждую мелкую деталь в окружающем мире. Такое фантастическое лекарство должно было бы воздействовать на общий механизм, который регулирует все программирование и контроль – не до такой степени, чтобы сделать нас всех гениями, но все же заметно улучшить.
Откладывая «долгое» в долгосрочную память
Пока мы говорили об удерживании воспоминаний на короткий период времени. Как эти краткосрочные воспоминания становятся долгосрочными? Как такое возможно, что до вспышки инфекции зомби вы никогда не стреляли из пистолета, а теперь точно можете сказать, сколько пуль вмещает ваш «Глок-22»? И чем так важна долгосрочная память?
Рабочая память по своей природе включает лишь информацию, с которой вам нужно «работать», но которая не важна для десятилетий спустя. Когда люди говорят, что у них есть «воспоминание», они обычно имеют в виду информацию, которая возникла давно, за пределами рабочей памяти. Мы называем этот тип воспоминаний долгосрочными.
Долгосрочная память освобождает наши когнитивные ресурсы, так что нам не требуется удерживать в рабочей памяти разом все, что мы знаем. Это важно, потому что, вместо того чтобы рассматривать каждое столкновение с зомби как новый опыт, мы можем сделать вывод из одной встречи и использовать наши воспоминания об этом опыте, чтобы руководствоваться ими в будущих действиях. Так что, если я увижу лишь одного зомби или узнаю о нем от друга, я обучусь, что этих живых мертвецов следует бояться и избегать.
Пока неизвестно, как кодируется (на языке нейроученых это означает «конвертируется» или «хранится») в мозге в долгосрочные воспоминания вся входящая и исходящая информация из рабочей памяти, но мы знаем много о том, какие нервные структуры участвуют в этом процессе[54]. Поразительно, но большая часть того, что мы узнали о кодировании долгосрочной памяти, в основном происходит из случая всего одного пациента, Генри Густава Молисона (ранее известного как ГМ).
Множество книг было написано о мистере Молисоне, так что не будем вдаваться в подробности его жизни и переживаний (если хотите узнать эту потрясающую историю, почитайте книгу Сьюзан Коркин «Вечное настоящее» (Permanent Present Tense), отчет, написанный поразительным нейроученым, которая работала с пациентом многие годы).
Когда мистер Молисон был подростком, у него развилась неизлечимая эпилепсия: он страдал от тяжелых судорожных припадков, которые не контролировались противоэпилептическими препаратами. В 14 лет у него было по десять малых припадков в день (когда он на короткое время терял все когнитивные способности и смотрел в одну точку на протяжении нескольких минут) и по одному большому припадку (полные неконтролируемые конвульсии) в неделю. К 20 годам у него бывал один или несколько больших приступов в день.
Эпилептические судороги – это результат аномально высокой активности в больших группах нейронов в мозге. По сути, нейроны просто начинают выстреливать потенциалы действия снова и снова. Конечно, нормальные здоровые нейроны делают это часто и регулярно. Но то, что делает эту судорожную активность столь тяжелой, – это общее число «выстрелов» и то, как волна гиперактивности распространяется по мозгу. При большом припадке эта масса выстреливающих нейронов берет контроль над большей частью мозга, делая нормальное нервное функционирование бесполезным, пока не утихнет активность. Вы можете сказать, что электрическая активность здоровых нейронов – сродни волнам в океане, а эпилептическая активность – огромное цунами.
Обычно при эпилепсии есть особая группа нейронов, которая провоцирует возникновение этого цунами в мозге. В тяжелых случаях, как у мистера Молисона, хирурги могут решить провести сложную операцию, которая включает несколько шагов на протяжении нескольких недель, чтобы удалить ткань, содержащую клетки, которые запускают волну. Вначале хирурги определяют, откуда приблизительно возникает эпилептическая активность. Обычно это делается с использованием электродов ЭЭГ, которые помещают на кожу головы, но иногда их накладывают прямо на мозг, и тогда процедура называется электрокортикографией. Когда местоположение эпилептического фокуса определено, хирурги физически удаляют эти нейроны, то есть вырезают часть мозга.
Врачи мистера Молисона не знали, откуда точно исходит эпилептическая активность, но уже давно было известно, что судороги обычно начинаются в области мозга, которая называется «медиальная височная доля» («медиальная» означает «срединная»). Височные доли находятся над ушами и содержат в себе многие структуры, включая гиппокамп, миндалину, слуховую кору и веретенообразную извилину.
