Когнитология

241

Исследованиями К.В. Анохина (1991, 1992) экспериментально установлено, что активация генетического аппарата нервных клеток при обучении происходит с эмощыо регуляторного механизма, аналогичного тому, который используется при делении и дифференцировке клеток.

Обнаружено, гены c-fos и c-jun активируется в мозге при разных видах обучения и у разных видов животных. Установлено, что по мере потери новизны воздействия данный механизм активации генетического аппарата нейронов перестает действовать и экспрессия c-fos и c-jun угасает.

Показано, что паттерны экспрессии гена c-fos в мозге при учении зависят от характера поведенческой задачи и имеют разную динамику угасания в разных структурах мозга в ходе выработки навыка, с помощью метода гибридизации in situ охарактеризована локализация экспрессии c-fos при некоторых видах обучения.

Установлено, что экспрессия ранних генов c-fos и c-jun в нервной стеме при поведении специфически связана с обучением и рмированием памяти и не вызывается такими составляющими системной хитектоники поведенческих актов, как обстановочная афферентация, тивация, выполнение программы действия или достижение результата.-

Проведенный экспериментальный и теоретический анализ позволил К.В. Анохину (1992) сформулировать следующие концептуальные положения:

Активации генома нервных клеток при обучении происходит с помощью особого регуляторного механизма. Он складывается из 2 стадий. На первой стадии, протекающей в момент обучения, в нервных клетках происходит индукция специфического семейства "ранних" генов, кодирующих транскрипционные факторы. В клетках мозга к таким ге относятся с-fos, с-jun и zif/286. Активация данных генов поведении происходит на основе взаимодействия комплекса афферентных возбуждений, специфических для ситуации обучения. Синтезируют при этом транскрипционные факторы запускают вторую волну экспресии генов. В ее состав входят эффекторные гены, обеспечиваю модификации нервных клеток, связанные с долговременным хранен следов памяти. Данный двухфазный механизм вовлечения генетическ аппарата нервных клеток в

242

формирование памяти родственен механизму перестройки программ экспрессии генов в клетках во время клеточн роста и дифференцировки.

Модели и механизмы памяти нервной системы Виды биологической памяти

Различают генетическую, иммунологическую и нейрологическую память.

Генетическая – память биологического вида, обеспечивающая структурное самовоспроизведение организмов. Носитель – нуклеиновые кислоты. Длительность – максимально возможная: много поколений, до миллионов лет.

•включает в основном инстинкты

•почти не зависит от условий жизнедеятельности организма

•хранится в генотипе

•передаётся и воспроизводится по наследству

•генетическим путём из поколения в поколение передаются необходимые биологические, психологические и поведенческие свойства Иммунологическая – «молекулярная» память о контактах

счужеродными веществами. Носитель – клетки памяти иммунной системы. Длительность – всю жизнь организма.

Нейрологическая – память нервной системы о событиях внешнего мира и реакциях организма на них. Носитель – ансамбли нейронов ЦНС. Длительность – от долей секунды до всей жизни. В дальнейшем изложении материала мы будем говорить только о нейрологической памяти.

Первый провел систематические исследования памяти и забывания Герман Эббингауз (1850-1909). Написал книгу «О памяти» в 1885 году.

Кривая забывания или кривая Эббингауза была получена вследствие экспериментального изучения памяти немецким психологом Германом Эббингаузом в 1885 году.

Эббингауз был увлечен идеей изучения «чистой» памяти — запоминания, на которое не влияют процессы мышления. Для этого им был предложен метод заучивания бессмысленных слогов, состоящих из двух согласных и гласной

243

между ними, не вызывающими никаких смысловых ассоциаций

(например, бов, гис, лоч и т. п.) (Л.А. Карпенко, М.Г. Ярошевский, 2005).

В ходе опытов было установлено, что после первого безошибочного повторения серии таких слогов забывание идет вначале очень быстро. Уже в течение первого часа забывается

Рис. 76. Герман Эббингауз (Эббингхауз; нем. Hermann Ebbinghaus; 24 января 1850 года — 26 февраля 1909 года) — немецкий психолог-экспериментатор. Занимался изучением закономерности запоминания, для чего разработал метод бессмысленных слогов. Основной труд — монография «О памяти» (нем. Über das Gedächtnis). Автор «кривой забывания».

до 60 % всей полученной информации, через 10 часов после

Рис. 77. Кривая забывания Эббингаузом бессмысленных слогов.

244

заучивания в памяти остается 35 % от изученного. Далее процесс забывания идет медленно и через шесть дней в памяти остается около 20 % от общего числа первоначально выученных слогов, столько же остается в памяти и через месяц.

Выводы, которые можно сделать на основании данной кривой в том, что для эффективного запоминания необходимо повторение заученного материала (Википедия).

Вскоре после выхода книги Эббингауза «О памяти» Уильям Джемс опубликовал классическую работу «Принципы психологии» (Principles of Psychology, 1890). В этой книге была изложена одна из первых моделей памяти. Согласно этой модели, природа памяти дихотомична: одна часть воспринятой информации поступает в память и затем теряется, а другая часть остается в памяти навсегда. Так возникли понятия

кратковременной памяти (КВП) и долговременной памяти

(ДВП).

Н. Винер в 1948 г. подразделил память на текущую и постоянную. Эта идея была подхвачена психологами в 50-е— 60 годы и появилась кратковременная и долговременная память (КП и ДП), понятия оперативной и рабочей памяти, каталожных ящиков, регистров и буфера [Величковский, 1982; Солсо, 1996; Ментальная репрезентация, 1997].

В 1959 году Ллойд Петерсон и Маргарет Итоне-Петерсон доказали, что наша способность хранить информацию в банке временной памяти очень ограничена, что и обеспечивает процесс забывания.

Нейрофизиологическими исследованиями было выявлено гипотетическая локализация ДВН. Брендой Милнер (Milner, 1966) был описан больной страдавший тяжелой формой эпилепсии которому было проведено двустороннее хирургическое удаление средней височной области, включая гиппокампы, целью устранения симптомов заболевания. После операции проявления эпилепсии уменьшились, однако развилась глубокая амнезия: казалось, что пациент не сохранял новую информацию в ДВП; однако его КВП не пострадала. Он мог вспоминать последовательности чисел после одного предъявления, но не мог сохранить эту информацию на длительные периоды. Поскольку повреждения имели место в височной доле и гиппокампе,

245

очевидно, что в этих участках мозга находятся важные для памяти структуры.

Элизабет Уоррингтон и Том Шаллис (Warrington & Shallice, 1969) описали случай К. R., который с большим трудом заучивал последовательности цифр (мог уверенно вспомнить только одну цифру), но его ДВП и способность запоминать новый материал на длительное время, казалось, не подверглись изменениям. Этот пример вместе с исследованиями многих других пациентов с поражениями мозга свидетельствует о существовании анатомических структур, ответственных за два типа памяти.

Рис. 78. Уильям Джемс (традиционное написание; правильно— Джеймс, англ.William James; 11 января 1842, НьюЙорк — 26 августа 1910, Чокоруа, округ Кэрролл) — американский философ и психолог, один из основателей и ведущий представитель прагматизма и функционализма. Авторами учебных пособий и научных работ часто называется отцом современной американской научной школы психологии.

Однако понятие об отчетливо дихотомичной системе памяти, согласно которому память просто делится на ДВП и КВП. вскоре было поставлено Аланом Баддели и его коллегами под сомнение (Baddeley & Hitch, 1974; Baddeley, 1986, 1990,

246

1992). Модель рабочей памяти, предложенна Аланом Бэддели

(Alan Baddeley) и Грэмом Хитчем (Graham Hitch) в 1974 году в качестве развития модели кратковременной и долговременой памяти Аткинсона и Шиффрина. Тип ранней памяти, предложенный Баддели действительно включает специализированную часть ДВП, но также имеет и некоторые особенности КВП. Рабочая память содержит только ту информацию из долговременной памяти, которая находится в активной обработке. В рабочей памяти находятся зрительнопространственный набросок, фонологическая петля, центральный управляющий элемент (англ. central executive) координирующий когнитивные процессы (связывающий информацию поступающую из разнообразных источников, управляющий вниманием), эпизодический буфер (англ. episodic buffer) и другие подсистемы. Эпизодическая подсистема рабочей памяти связывает информацию из вспомогательных систем рабочей памяти и из долговременной памяти в целостное эпизодическое образование.

Рис. 79. Модель рабочей памяти.

Этот тип памяти называют рабочей памятью, определяемой как система, временно удерживающая и контролирующая информацию в процессе решения когнитивных задач (Солсо Р.Л., 2006) .

Классификации нейрологической памяти Классификация видов памяти по характеру

психической активности

Двигательная память – это запоминание, сохранение и воспроизведение различных движений и их систем.

247

Эмоциональная память – это пережитые и сохранённые в памяти чувства, выступающие в виде сигналов, либо побуждающих нас к действию, либо удерживающих от действий, которые вызвали в прошлом отрицательные переживания.

Словесно-логическая память тесно связана со словом, мыслью и логикой

Образная память разделяется на зрительную, слуховую, осязательную, обонятельную и вкусовую.

Зрительная память связана с сохранением и воспроизведением зрительных образов.

Слуховая память - это запоминание и точное воспроизведение разнообразных звуков

Осязательная, обонятельная, вкусовая виды памяти - их роль в основном сводится к удовлетворению биологических потребностей, а также к обеспечению безопасности и самосохранения организма.

По времени сохранения информации:

1.Сенсорная память: порядка ½ секунды (иногда до нескольких минут)

2.Кратковременная (краткосрочная) память: минуты, десятки минут

3.Промежуточная память (период консолидации): несколько часов.]

4.Долговременная (долгосрочная ) память: дни, месяцы,

годы

Сенсорная (сверхкратковременная) память. Это понятие впервые было введено Аткинсоном [Аткинсон, 1980] под названием сенсорного регистра. Предполагалось, что для каждой модальности существует свой, строго специфичный регистр, где информация хранится непродолжительное время (от нескольких сот миллисекунд до нескольких секунд в зависимости от модальности). Далее информация пассивно перекачивается в КВХ. Исследованию сверхкратковременной памяти были посвящены работы В.П. Зинченко и его коллег по микрогенезу восприятия.

Кратковременная память (КВП, англ. short-term memory, STM) — компонент памяти человека, позволяющий удерживать

248

на короткое время небольшое количество информации в состоянии, пригодном для непосредственной обработки. Продолжительность хранения информации (при условии, что нет повторения) оценивается в несколько секунд. Объём краткосрочной памяти чаще всего оценивается в «7±2 элемента». Кратковременную память также называют первичной или активной памятью. Ей противопоставляется долговременная память (ДВП), способная удерживать информацию неограниченное количество времени.

Промежуточная память - в течении нескольких часов хранится, накапливается, а во время ночного сна отводится организмом для очищения промежуточной памяти и категоризации информации, накопленной за прошедший день,

Рис.80. Классификация видов памяти по характеру психологической активности.

переводя ее в долговременную память. По окончании сна промежуточная память опять готова к приему новой информации. У человека, который спит менее трех часов в сутки, промежуточная память не успевает очищаться, в результате нарушается выполнение мыслительных, вычислительных операций, снижается внимание, кратковременная память, появляются ошибки в речи, в действиях.

Долговременная память обеспечивает длительное сохранение информации: бывает двух типов: ДП с

249

сознательным доступом и ДП закрытая (доступ при гипнозе, и

т.п.)

Классификация видов памяти по характеру психологической активности была впервые предложена П.П.Блонским (рис.80). Хотя все четыре выделенные им вида памяти (двигательная, эмоциональная, образная и словеснологическая) не существуют независимо друг от друга, и более того, находятся в тесном взаимодействии, Блонскому удалось определить различия между отдельными видами памяти.

2. По типам сохраняемой информации:

Рис. 81. Долгосрочная память.

Рис. 82. Деклеративная и недекларативная память (Р. Солсо,

Декларативная память осознается, недекларативная – практически не осознается.

250

Сама декларативная память хранится в различных специализированных ассоциативных областях коры больших полушарий.

Согласно данным томографических исследований на людях, при воспоминании изображений или звуков активируются те же самые области коры, что и при их восприятии соответствующих стимулов (рис. 81).

Процедурная память также широко распространена по всей коре больших полушарий, и связана преимущественно с сенсорными и моторными областями коры, а также с мозжечком.

Имплицитная и эксплицитная память Имплицитная

память — это память без осознания предмета запоминания, или бессознательная память. Осознаваемая память называется эксплицитной. Эффект имплицитного научения впервые был получен Ребером в 1967 г. (цит по: [Richard, 1995)

Феномены имплицитной памяти были выявлены и при исследовании феномена запечатления. В исследованиях Левики (цит. по: [Schachter, Graf, 1989]) испытуемым демонстрировали серию фотографий с изображением женщин с длинными и . короткими волосами. Демонстрация фотографий женщин с длинными волосами всегда сопровождалась рассказом об их доброте. В тестовой серии испытуемых просили вынести суждение относительно «доброты» ранее не демонстрировавшейся женщины: испытуемый оценивал последнюю как добрую, если у нее были длинные волосы.

Имплицитная память чувствительна к смене модальности, особенно при переходе от визуальной к слуховой, тогда как на продуктивность эксплицитной памяти смена модальности не оказывает влияния.

Эпизодическая и семантическая память. В 1962 г. Тульвинг (цит по [Tulving, I989]) разделил ДП на эпизодическую и семантическую. Первая имеет темпоральные отметки, относится к специфическим эпизодам, местам и событиям, вторая построена по типу тезауруса Из-за того, что эпизодическая память привязана к событиям, она подвержена сильным конфузиям, если ее содержание осталось не включенным в семантическую память.