Устройство и работа памяти человека

<<Лид>>

‍

‍

‍

‍Александр Павлов,‍

преподаватель биологии в Домашней школе Фоксфорда

‍

‍

‍

Что такое память

В наиболее общем смысле память — это способность нашего мозга сохранять информацию о прошлом опыте, событиях и переживаниях, а затем использовать её для формирования настоящего и прогнозирования будущего. Память — основа нашей личности, идентичности и опыта. Без неё мы не могли бы существовать как индивидуумы. Ярким доказательством служат нейродегенеративные нарушения, которые подрывают деятельность мозга в одной из его областей — коре или подкорковых структурах — и приводят человека в состояние забвения. 

‍

Память может быть классифицирована и по другим параметрам, таким как объём, точность и длительность хранения информации. Некоторые люди обладают феноменальной памятью, в то время как другие испытывают трудности с запоминанием даже простых вещей. Тем не менее память — неотъемлемая часть нашей жизни. Она играет ключевую роль в развитии, обучении и адаптации человека к окружающему миру.

‍

Как устроена память человека

Вопрос о том, следует ли рассматривать память как единую систему или нужно разделить её на большое количество подсистем, стал одним из главных споров в когнитивной психологии в середине 1960-х годов. За это время начали накапливаться свидетельства в пользу дихотомии. Пионерами в области исследований памяти стали Ричард Аткинсон и Ричард Шиффрин. Они предложили систему, состоящую из трёх основных компонентов: сенсорной, рабочей и долгосрочной памяти.

‍

Сенсорная память представляет собой приёмник информации из окружающей среды. Она включает подсистемы для каждого из наших чувств, а также характеризуется короткой длительностью хранения.

‍

Рабочая, или оперативная, память более активна: она вмешивается в краткосрочное хранение и обработку информации. Рабочая память имеет небольшую ёмкость и может содержать ограниченное количество элементов информации.

‍

Долгосрочная память — это конечный этап системы, куда информация переходит для длительного хранения и остаётся там в течение продолжительного времени. Долгосрочная память обладает практически неограниченной ёмкостью и может содержать данные о наших знаниях, опыте, событиях и навыках. Этот тип памяти делится на два подтипа: декларативную, или фактическую, память, которая относится к хранению фактов и событий, и процедурную, или навыковую, память, которая отвечает за запоминание навыков и процедур.

‍

Это весьма лаконичная модель устройства памяти, достаточная для понимания. Но этого мало, чтобы объяснить все нюансы и хитросплетения нашего мозга и его функций. Время, как всегда, неумолимо движется вперёд, а пытливость человеческого интеллекта не знает границ. Поэтому учёные к 70-м годам прошлого века бросили все силы на поиски способов расширить концепцию памяти и объяснить новые накопленные данные.

‍

Так, в 1974 году Алан Бэддели и Грэм Хитч предложили новую модель, которая не теряет своей актуальности и обрастает деталями. В современном варианте она включает в себя несколько компонентов.

‍

Центральный исполнительный компонент отвечает за координацию деятельности других компонентов рабочей памяти и управление их активностью. Фонологическая петля используется для временного хранения слуховой информации, например звуков, голосов и музыки. Визуально-пространственное хранилище — кратковременная память для зрительной информации. Эпизодический буфер собирает информацию из разных сенсорных областей и формирует единый образ на некоторое время.

‍

Это далеко не все модели устройства памяти. Существуют ещё минимум 8–10 рабочих концепций, но ни одна из них пока не объясняет до конца, как же функционирует память. 

‍

Однако о существовании нескольких типов памяти можно говорить с уверенностью. Каждый тип памяти выполняет свою функцию в процессе запоминания и воспроизведения информации.

‍

Кратковременная память

Кратковременная память позволяет нам удерживать информацию на короткий срок, необходимый для её обработки и принятия решения.

Долговременная память

Долговременная память, напротив, служит для долгосрочного хранения информации, которая может быть востребована спустя длительное время. 

‍

Кроме того, существуют различные виды памяти, такие как зрительная, слуховая и тактильная, которые отвечают за запоминание разных типов информации.

‍

<<Лидген для статьи>>

‍

Как формируются воспоминания

Однозначного ответа на этот вопрос у науки нет. На сегодняшний день есть несколько вариантов, или, скорее, уровней, на которых формируются воспоминания. Для начала это уровень нейронов, обладающих так называемой синаптической пластичностью. Этот процесс включает в себя изменение силы синаптических связей между нейронами, что отражает изменения в их активности.

‍

Синаптическая пластичность реализуется разными путями: это может быть увеличение или уменьшение количества синапсов, изменение эффективности передачи сигнала через синапс и изменение свойств ионных каналов на мембране нейрона. Всё это приводит к тому, что нейроны становятся более или менее активными в ответ на определённые стимулы, что в итоге формирует воспоминания.

‍

Например, когда мы что-то учим, в мозге формируются новые связи между нейронами. Когда мы вспоминаем материал, связи вызывают активацию нейронов. По-видимому, синаптическая пластичность играет одну из ключевых ролей в формировании и хранении воспоминаний в мозге.

‍

Следующий уровень — это большие объединения нейронов в различных областях мозга, которые формируют его отделы. Сюда относятся гиппокамп, миндалина, префронтальная кора и другие части. Каждое воспоминание состоит из сенсорных, эмоциональных и поведенческих компонентов, которые активируют взаимосвязанные нейронные сети. Сенсорные воспоминания возникают в результате обработки сенсорной информации, поступающей от органов чувств. Они кодируются в виде нейронных паттернов, представляющих характеристики сенсорного стимула. Эти воспоминания хранятся в первичных и вторичных областях коры больших полушарий, где они могут быть активированы соответствующими стимулами.

‍

Эмоциональные воспоминания связаны с активацией лимбической системы и гиппокампа, которые отвечают за кодирование и обработку эмоциональной информации. Эти области мозга также участвуют в формировании ассоциативных воспоминаний, когда информация связывается с уже существующими воспоминаниями. Поведенческие воспоминания представляют собой накопленные знания о том, как выполнять определённые действия или реагировать на внешние стимулы.

‍

Сложность в выявлении закономерностей работы памяти заключается в количестве нейронов, образующих участки мозга, и ещё, даже в большей степени, в количестве связей, которые эти нейроны образуют между собой. Порой трудно проследить все цепочки взаимодействий и составить полную картину. Поэтому учёные занимаются отдельными, зачастую очень узкими вопросами в широкой сфере исследований памяти. На сегодня накоплен огромный массив данных, которые пока не удалось свести в единую концепцию. Это тяжело выполнить физически. Однако у человечества появился искусственный интеллект. Возможно, в ближайшие годы его вычислительные мощности позволят проанализировать все проделанные за десятки лет исследования.

‍

Как проверить свою память

Многие люди далеки от фундаментальной науки и вместе с этим остро нуждаются в крепкой памяти. Как же измерить её резервы и при необходимости расширить?

‍

Смысл всех методов проверки границ своей памяти сводится к запоминанию определённых единиц информации, а дальше вариации на тему, за какое время они запомнились или как долго человек может удерживать их в голове. Вот лишь некоторые из способов оценки.

‍

1. Запоминание и воспроизведение списка слов

Это лёгкий и эффективный метод оценки кратковременной памяти. Человек слушает список из 10–20 слов, а затем повторяет их в том же порядке. Чем больше слов он может запомнить и воспроизвести, тем лучше его кратковременная память. Как правило, старшеклассники успешнее справляются с этой задачей по сравнению со взрослыми людьми, чья профессия не связана с постоянной обработкой новой информации.

‍

2. Запоминание чисел или символов

Ещё один простой метод проверки кратковременной памяти заключается в запоминании чисел или символов. Человеку показывают ряд чисел или символов, а затем ему нужно воспроизвести их в правильном порядке. Это помогает оценить его способность сохранять информацию в уме на короткое время.

‍

3. Вспоминание недавних событий

Метод позволяет оценить долгосрочную память. Человека просят вспомнить недавние события, например встречу с друзьями, просмотр фильма или чтение книги. Чем больше деталей он может вспомнить, тем лучше его долгосрочная память.

‍

4. Метод узнавания объектов

Метод используется для оценки долговременной памяти и включает в себя узнавание объектов. Человек смотрит на объект, например картинку, и затем его просят узнать этот объект среди других похожих.

‍

Как улучшить память и работу мозга

Есть простые правила, как сохранять работоспособность памяти: нужно сбалансированно питаться, соблюдать режим сна и бодрствования, а также избегать длительного воздействия отрицательного стресса на организм.

‍

Но, помимо всего прочего, память нуждается в тренировке, подобно тому как люди упражняют свои мышцы или навык письма. Учёбу в школе можно воспринимать как длительную тренировку памяти. Заниматься необходимо, чтобы сформировать достаточное количество связей в мозге, которые будут успешно обеспечивать работу памяти, внимания, мышления и других интеллектуальных процессов. В школе проходят так много разнообразных наук в первую очередь для того, чтобы развивать структуры мозга, и уже в процессе обучения ребята обнаруживают интерес и расположенность к чему-то конкретному.

Учиться можно по-разному, из очевидного — многократное повторение материала. Это рабочий способ, хотя долгий и скучный. А можно использовать мнемонические техники.

‍

Упражнения, улучшающие работу мозга

Отличное упражнение для улучшения работы мозга — техника «Крючки». Мы не считаем цифры и числа чем-то значимым и конкретным, поэтому запоминать списки предметов бывает сложно, особенно когда их больше десяти. Метод предлагает нам создать образы для чисел от 1 до 20. Представьте, как единица превращается в восковую свечу с подтёками и ярким пламенем наверху. Теперь ваш порядковый номер списка — это не голый образ, а конкретный предмет-свеча. Если вам потребуется запомнить что-то под цифрой 1, вы с помощью ассоциаций сможете связать этот предмет с образом свечи.

Нарисуйте на листе бумаги 10 цифр в образе конкретных, хорошо известных вам предметов или найдите готовые варианты в интернете. Затем выберите 10 случайных слов и свяжите их со своими образами цифр. Чем более фантастическими и яркими будут ваши ассоциации, тем лучше вы запомните слова. 

‍

Этот метод позволяет достаточно быстро формировать последовательные списки в голове, а самое главное — вы сможете ориентироваться и держать в памяти все запомненные предметы. Развивайте свою память и храните в ней самые яркие и тёплые воспоминания.