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

Конечно, в перспективе терминология будет уточняться, и появится термин, обозначающий стадию активности мозга в процессе выполнения разных задач рабочей памяти. К этому вопросу мы еще вернемся. Разные задачи рабочей памяти чаще всего описываются как «более пассивные» и «более активные». И только термин «рабочая память» уместен для характеристики большинства ситуаций в этом контексте. Так что следует определиться, какую роль играет визуально-пространственная рабочая память.

Ограниченный объем рабочей памяти отличает ее от долговременной памяти. В долговременной памяти мы храним информацию о разных событиях. Например, мы можем вспомнить, что мы ели вчера на обед. Мы можем также помнить факты, не связанные с определенными событиями, например значение того или иного слова или название столицы Марокко. Память о событиях называют эпизодической памятью, а память о фактах — семантической долговременной памятью. Количество информации, которая может храниться в долговременной памяти, практически не ограничено. Благодаря долговременной памяти мы можем запомнить, например, какое-либо событие или объект, а затем переключить свое внимание на что-то другое — на другое событие или объект. Через несколько минут или лет мы легко извлечем эту информацию из памяти. Рабочая память опирается на иные механизмы. Информация, сохраняемая в рабочей памяти, постоянно находится в фокусе нашего внимания.

Долговременная память кодирует воспоминания, активируя цепь биохимических и клеточных процессов. Гиппокамп — область мозга, отвечающая за процесс запоминания на ранней стадии, расположена в медиальных височных отделах полушарий, на поздней стадии запоминания играет менее существенную роль. Эту гипотезу подтверждает эффект электрошоковой терапии, которая используется для лечения депрессии[32]. После воздействия на мозг электрошоком в долговременной памяти, которая отвечает за раннюю и менее стабильную стадию кодирования, нарушается механизм кодирования. Люди, подвергшиеся воздействию электрошока, могут забыть о событиях, которые произошли несколько дней или несколько недель тому назад, хотя в то же время память может извлечь информацию, закодированную год назад.

Различие между долговременной памятью и рабочей памятью можно проиллюстрировать примером из нашей повседневной жизни. Если мы припарковали наш автомобиль перед супермаркетом, чтобы купить литр молока, то мы используем нашу долговременную память, чтобы вспомнить, где находится наш автомобиль, когда мы выйдем из магазина. Нам не придется непрерывно визуализировать место парковки, пока мы ходим по магазину. Вместо этого мы просто кодируем информацию, которую затем извлекаем. А рабочую память используем для того, чтобы вспомнить, что мы ищем литр молока, пока мы изучаем магазинные прилавки.

Таким образом, рабочая память обычно используется для того, чтобы хранить информацию в активном состоянии в течение нескольких секунд, в то время как долговременная память может хранить информацию в течение нескольких лет.

Различие между долговременной и рабочей памятью заключается в способе хранения информации. А когда именно мы ее сохранили, не играет роли.

Для наглядности приведу типичный пример. Однажды вечером мой друг познакомился в пабе с привлекательной женщиной. На прощание она продиктовала ему свой телефонный номер. Но вот незадача — у него не нашлось под рукой ручки или карандаша. Он не рискнул довериться своей долговременной памяти. Поэтому он сохранил номер в своей рабочей памяти, постоянно повторяя его про себя, всю дорогу, пока добирался домой. При этом он старался не смотреть на номера автомобилей, автобусов и другие цифры, чтобы не отвлекаться.

Через двадцать минут он добрался до дома и наконец записал ее номер телефона.

Теперь они женаты и счастливы, у них двое детей.

В 1970-е годы нейрофизиологи изучали структуры и механизмы рабочей памяти у приматов, в частности, у макак. Макака весит примерно десять килограммов, а ее мозг имеет всего пять сантиметров в диаметре. В плане интеллектуального развития макаки отстают, например, от шимпанзе, но зато макаки могут сохранять информацию в рабочей памяти. Объем памяти макаки можно сравнить с объемом памяти годовалого ребенка.

Макакам предлагали решить самые элементарные задачи, чтобы им было под силу с ними справиться. Раньше использовался такой тест: под одной из двух чашек прятали арахисовые орехи, а потом чашки накрывали тканью, так, чтобы обезьяна не могла их видеть. Затем ткань откидывали и предлагали обезьяне показать место, где находятся орехи. Если обезьяна сохраняла в своей рабочей памяти информацию о том, где находятся орехи, то она делала правильный выбор. Однако невозможно было исключить и другой вариант — обезьяна могла полностью повернуться всем своим туловищем к орехам и непрерывно смотреть на то место, куда они спрятаны. Таким образом, она использовала маленькие уловки, чтобы решить предложенную задачу. Чтобы избежать подобной погрешности, ученые использовали эффект задержки глазодвигательной реакции («oculomotor delay response task»).

Для простоты назовем это задание «точечным тестом». В точечном тесте обезьяну предварительно обучают — она должна научиться сосредотачивать взгляд на крестике, который видит прямо перед собой. Затем на периферии монитора начинает мигать точка. После нескольких секунд крестик, на котором обезьяна сконцентрировала свой взгляд, исчезает, и тогда она переводит свой взгляд на то место, где раньше видела точку. Нужно, чтобы во время периода ожидания обезьяна сохранила эту позицию в своей рабочей памяти.

Запоминать позицию из точек и затем сосредотачивать на них свое внимание — вряд ли многие из нас согласятся с тем, что именно так действуют механизмы рабочей памяти в повседневной жизни.

Проблема, однако, состоит в том, что точечный тест чересчур сложен, и обезьянам понадобится несколько месяцев, чтобы его освоить. Но этот тест по-своему незаменим, потому что он подчеркивает главную характеристику рабочей памяти: мы откликаемся не на то, что мы видим, а на информацию, которая хранится в нашем мозге.

Многие наши знания о том, как рабочая память кодирует информацию, мы почерпнули из исследований последних десятилетий, в которых использовались вариации этого теста.

Совпадения между задачами на контролируемое внимание и задачами рабочей памяти (точечный тест)

При ближайшем рассмотрении точечные тесты и тесты на внимание, которые проводил психолог Майкл Познер, во многом совпадают. В одном из экспериментов Познера стрелка указывала на ту часть экрана, где должна была появиться ожидаемая цель. Именно туда испытуемый направлял свое внимание. Этот тест не получится, если испытуемый не вспомнит, где появлялась цель. Таким же образом обезьяны вспоминают точку, которую им раньше показывали. Это демонстрирует, самым элементарным образом, как управляемое внимание, с одной стороны, и рабочая память, с другой стороны, накладываются друг на друга. Рабочая память необходима для управления вниманием. Мы должны помнить, на чем именно нам следует сконцентрироваться.

Нейрофизиолог Роберт Десимон одним из первых исследователей доказал наличие связи между вниманием и памятью. Он назвал компонент памяти в тестах на внимание оригиналом или шаблоном внимания («attentional template»)[33]. Мы используем примерно такой же механизм, когда ищем в толпе знакомое лицо: чтобы найти его, мы должны сохранять в нашей рабочей памяти цель нашего поиска. Однако следует принять во внимание, что частичное совпадение рабочей памяти и внимания относится только к произвольному вниманию. Непроизвольное внимание не требует использования рабочей памяти.

Впрочем, благодаря рабочей памяти мы не только запоминаем команды, цифры или события. Рабочая память играет важную роль, когда мы выполняем самые разные задачи. Чтобы убедиться в этом, можно провести следующий тест: прочитать вопрос, затем закрыть книгу и дать ответ. Например, сколько будет девяносто три минус семь плюс три?

Чтобы решить эту задачу, нам понадобится совершить несколько операций в определенном порядке. Большинство начинает с того, что вычитает семь из девяноста трех и получает восемьдесят шесть. Мы сохраняем эту информацию и одновременно извлекаем из памяти следующую задачу — а именно прибавить три. Теперь мы прибавляем три к восьмидесяти шести. Чтобы решить эту и подобные задачи, необходимо помнить вопрос, а также промежуточный результат вычислений. Рабочая память таким образом используется как станок для выполнения различных умственных задач, отсюда и ее название.