Торкель Клингберг - Перегруженный мозг. Информационный поток и пределы рабочей памяти

Пример рассеянности, продемонстрированный в истории со скрипкой на крыше автомобиля, является формой расстройства внимания, которая свойственна всем нам — в той или иной степени. Однако есть люди, страдающие серьезным расстройством внимания, прежде всего непроизвольного внимания. Такой феномен называют «игнорированием» и связан он, как правило, с повреждением теменной области мозга[29]. Теменная область в левом полушарии головного мозга обрабатывает информацию, которая поступает из правого поля зрения, а правое полушарие обрабатывает информацию, поступающую и из правого, и из левого поля зрения. После травмы левого полушария правое полушарие может функционировать как дублирующая система. Но правое полушарие после травмы не может справиться с аналогичными задачами, и симптомы нарушений проявляются все отчетливее. У людей с подобными травмами, как правило, сужается поле зрения. Если кого-нибудь из них попросят, например, нарисовать часы, они смогут нарисовать лишь половину циферблата.

В одном исследовании женщину с травмой теменной доли мозга попросили закрыть глаза и описать площадь в ее родном городе в Италии, которая была ей хорошо знакома. Она представила себе, что стоит на площади, лицом к церкви. Но из-за травмы она смогла описать только те здания, которые располагались в правом поле зрения. Затем ей предложили приблизиться к церкви и повернуться, так, чтобы увидеть площадь с другой стороны. Теперь она смогла описать здания, расположенные на другой стороне площади.

Таким образом, определенные ограничения пропускной способности мозга объясняются особенностями механизма внимания. Мы можем, например, направить наше внимание на какой-то определенный объект. Но как объяснить ограниченную пропускную способность при выполнении более сложных интеллектуальных задач, например при управлении вниманием и при сохранении полученной информации? Можем ли мы объяснить эти процессы?

Если механизм непроизвольного внимания в целом функционирует как прожектор, то он запускается автоматически, реагируя на внешние раздражители. Но когда речь идет о произвольном или контролируемом внимании, то необходима определенная команда, чтобы задать ему направленность. Чтобы сосредоточиться на определенной цели, например на лице в толпе, нам требуется обратиться к определенному типу памяти. Но как нам запомнить, на чем конкретно нам следует сосредоточиться?

Ответ прост — речь идет о рабочей (или оперативной) памяти. Рабочая память — это способность удерживать информацию и манипулировать ею короткое время, как правило, несколько секунд. Эта, на первый взгляд, элементарная функция чрезвычайно важна и незаменима для выполнения многих интеллектуальных операций. Прежде всего, рабочая память помогает контролировать внимание и решать логические задачи. Функциям рабочей памяти посвящены следующие главы моего исследования. Ниже я попытаюсь охарактеризовать понятие «рабочая память», а также проанализировать — как она соотносится с другими функциями мозга.

А теперь вернемся к Лотте, с ее напряженным и суматошным рабочим графиком. Например, когда она роется в ящиках своего загроможденного бумагами рабочего стола в поисках марки, она все время должна помнить, что именно она ищет. Беспорядок на столе свидетельствует о том, что многие объекты и цели конкурируют за ее внимание. Нейроны в визуальных областях мозга состязаются за право быть активизированными. Поэтому ей следует контролировать и регулировать свое внимание. Возможно, ее настолько раздражает беспорядок, что она закрывает ящик и начинает делать что-то другое. Но через пару секунд спрашивает себя, почему она закрыла этот ящик или где собственно находится марка. Команда найти марку стерлась из рабочей памяти.

Мы используем рабочую память, когда запоминаем телефонный номер или ищем бумагу и авторучку. В этом случае мы сохраняем в рабочей памяти вербальную информацию, и, кстати, при этом часто повторяем про себя цифры. Играя в шахматы, мы сохраняем визуальную информацию в рабочей памяти: «если я сделаю ход конем, то он съест моего коня своим слоном, но зато потом я съем его слона своим ферзем». Игра в шахматы развивает визуальную память и эвристические свойства мозга. И чтобы запомнить все возможные комбинации ходов, мы обращаемся к рабочей памяти.

Многие считают, что понятие «рабочая память», которое сейчас так активно используется, запустил в научный обиход психолог Алан Бэддели в начале 1970-х годов[30]. Он предложил разделить рабочую память на три блока. Один отвечает за хранение визуальной информации (visuo-spatial scratch pad — визуально-пространственная матрица), другой (the phonological loop — фонологическая петля) — за хранение вербальной информации, а центральный исполнитель (central executive) координирует функцию первых двух подсистем. Если мы запоминаем шахматные ходы, то используем визуальный блок, а когда запоминаем телефонный номер, — фонологическую петлю. В обоих случаях требуется координатор, и эту роль исполняет центральный исполнитель.

Если психологу нужно проверить нашу вербальную рабочую память, то он попросит нас повторить ряд чисел. Для проверки визуально-пространственной рабочей памяти он, как правило, использует тест, который называется «стратегия повторения». В этом тесте мы должны запомнить, в какой последовательности нам показывают разные кубики. Сначала нам покажут два кубика. После этого испытания мы перейдем к запоминанию следующего уровня, который состоит из трех кубиков, и так далее. Когда мы дойдем до уровня, состоящего из семи кубиков, то наверняка начнем делать ошибки. Когда уровень запоминания приблизится к 50 процентам (то есть мы будем ошибаться через раз), наша рабочая память достигнет предела. Это — максимальное количество информации, которое мы способны сохранить в нашей рабочей памяти. Итак, одна из базовых характеристик рабочей памяти — ограниченность ее объема.

Вернемся к предисловию: если нам скажут, например, «пройдите два квартала вперед, а затем поверните налево и пройдите еще один квартал», то мы запомним сразу. Но если команда звучит очень долго и превышает объемы нашей рабочей памяти, то мы вряд ли запомним сказанное.

Так что же такое собственно кратковременная память и как она соотносится с рабочей памятью? Кстати, ответ не так уж и прост и требует некоторых комментариев. Опыт показывает, что пациенты, имеющие травмы мозга, могут испытывать сложности с выполнением одного типа задач, в то время как другие задачи, требующие участия рабочей памяти, решаются довольно просто и не требуют особых усилий. Например, они могут повторять буквы, которые слышат, но не могут повторить их в заданном порядке, отвлекаются и не могут полностью сосредоточиться.

Таким образом, можно согласиться с утверждением, что рабочая память выполняет два разных типа задач. Некоторые психологи считают, что понятия «кратковременная» и «рабочая» память — синонимы. Но согласно мнению большинства исследователей, кратковременная и рабочая память функционируют по-разному. Рабочая память, согласно этой классификации, выполняет оперативные задачи, которые требуют определенных манипуляций. Для кратковременной памяти характерен относительно короткий период хранения информации, которая теряется в силу действия временного фактора или из-за поступления новой информации. Кратковременная память включает в себя фактор дистракции и требует навыка синхронного выполнения разных задач[31].

Но такая классификация грешит условностью. До конца не ясно, какие конкретные задачи закреплены за тем или иным типом памяти, и порой граница может быть очень зыбкой.

Этой проблематике посвящена следующая глава. Очень сложно провести четкую границу между кратковременной и рабочей памятью. Оба типа памяти включаются при активации одной и той же области мозга, но разница заключается именно в степени активации.

Существует фактор, который весьма усложняет задачу исследователей — одни и те же задачи решаются разными способами. Задача, которую выполняет кратковременная память у взрослых, у детей может решаться рабочей памятью. Многое зависит и от того, какой именно тип информации мы должны запомнить. Например, если нам нужно запомнить пять букв или знаков, то мы обращаемся к кратковременной памяти, — для этого мы повторяем про себя буквы или знаки. Но запомнить позицию из пяти единиц — гораздо более сложная задача, и поэтому к выполнению подобной процедуры приступает рабочая память. К тому же сам термин «кратковременная память» часть исследователей использует совершенно в ином контексте, например для обозначения начального этапа кодировки информации в долговременной памяти. Так что термин толкуется по-разному, и порой произвольно.