Благодаря способности мозга забывать ненужную информацию мы можем узнавать что-то новое.
Наверняка многие задавались вопросом, сколько вмещает в себя наша память – так, чтобы это можно было выразить в знакомых кило-, мега, гига- и прочих байтах. Конечно, у кого-то память получше, у кого-то похуже, но все же – если взять среднестатистический человеческий мозг? Задача непростая, особенно, если вспомнить, как мозг работает.
Память, речь, эмоции, абстрактное мышление – все когнитивные процессы сопровождаются электрохимическими импульсами, которые бегут по сложным цепочкам из нервных клеток – нейронов (в мозге есть и другие клетки, так называемые клетки макроглии и микроглии, и число их сильно превосходит число нейронов, но сейчас они нам не нужны).
Соединения между нейронами называются синапсами, в них импульс переходит с одной клетки на другую. Синапсы устроены очень сложно, они могут усиливать или ослаблять импульс, который перескакивает с нейрона на нейрон. Объем информации зависит и от числа нейронов, и от числа синапсов, при этом нужно помнить, что один и тот же нейрон может соединяться примерно с тысячью других нейронов.
Синапсы – не жесткие структуры, они постоянно меняются, делаясь то слабее, то сильнее, и потому синапс нельзя приравнять к цифровому нулю или единице. В статье, опубликованной три года назад в журнале eLife, говорится, что синапс соответствует примерно 4,7 битам. В мозге у нас около миллиарда нейронов и больше триллиона синапсов. Если грубо посчитать их общую емкость, то получится ошеломляющая цифра в 5 петабайт. Такой памяти с лихвой хватит на то, чтобы в течение 300 лет беспрерывно смотреть телевизор и запоминать все увиденное.
Конечно, кто-то вполне справедливо возразит, что ведь не весь мозг отдан под память. В научных статьях мы часто встречаем словосочетание вроде «один из центров памяти». Чаще всего в таких случаях говорят про гиппокамп; также известно, что в запоминании и хранении информации активно участвуют разные зоны коры полушарий. Но даже если ограничиться только корой, то у нее емкость тоже получится весьма внушительной – свыше 74 терабайт. Речь тут не столько о точных цифрах, сколько о том, чтобы представить себе возможности мозга.
И мы действительно помним очень и очень много. Просто обычно, когда мы говорим про плохую память, мы имеем в виду, что забыли, например, какой-то исторический факт, или чьи-то имя-фамилию, или где ключи лежат. Но если задуматься: проснувшись утром, мы не вспоминаем мучительно, какие мышцы нужно задействовать, чтобы встать с кровати, мы не выискиваем в памяти сведения о том, как чистить зубы; раз научившись, мы потом всю жизнь без особых приключений пользуемся ножом и вилкой, а планируя покупку, легко высчитываем, сколько у нас после нее останется денег – это значит, что мы прекрасно помним правила арифметики. Не говоря уже о словарном запасе и правилах грамматики… Так что мозгу есть что делать с его терабайтами и петабайтами – он сохраняет в них огромное количество разнородного контента.
Притом наша память различается все-таки не только по контенту. То есть в ней, конечно, выделяют ту, что помнит сенсорные стимулы, ту, что помнит слова, ту, что помнит ландшафты и маршруты, и т. д. Однако для нас важнее, как мы вспоминаем то, что помним, как информация соотносится с нашей личностью и, наконец, как долго мы это помним. Если мы вспоминаем что-то сознательно и произвольно, то у нас работает так называемая декларативная память, в которой в свою очередь выделяют эпизодическую память (в ней хранятся воспоминания о событиях в нашей жизни) и семантическую память с общими фактами, идеями, смыслами и понятиями. И если эпизодическая память помнит, например, о какой-то конкретной собаке, которую когда-то держали наши друзья, то в семантической памяти хранится общее представление о том, что такое собака. Если же информация вспоминается без осознания, то работает скрытая, имплицитная память. Наконец, если говорить о времени хранения, то тут выделяют мгновенную, рабочую, кратковременную и долговременную память.
Мгновенная длится очень недолго, буквально доли секунды – в ней хранятся остаточные впечатления от непосредственного восприятия чего угодно, и мы эти мгновенные отпечатки даже не осознаем. Но если они для нас важны, то они попадают, образно говоря, под свет сознания – в кратковременную память. Рабочая память – разновидность кратковременной, и в ней хранится то, с чем мы работаем вот прямо сейчас, в данный момент времени (подробно о рабочей памяти можно прочесть в нашей статьей в июньском номере «Науки и жизни» за прошлый год). Рабочую память можно сравнить с кэш-памятью компьютерного процессора, а кратковременную – с оперативной; и та, и другая хранят данные до тех пор, пока мы об этих данных думаем – точно так же, как оперативная память и кэш процессора хранят данные, необходимые для работы в данный момент, ну или пока есть электрическое питание.
Долговременную же память можно сравнить с жестким диском, флешкой, SD-картой. В ней информация остается даже несмотря на то, что мы о ней не думаем. Как именно это происходит, остается во многом загадкой, хотя известно, что для долговременной памяти важны гены и белки, управляющие синапсами, о которых мы говорили в самом начале. Предполагается, что запоминание информации сопровождается появлением новых нейронных цепей и что эти цепи остаются целыми, даже если по ним не бегает постоянно электрический импульс – то есть память сохраняется даже при «отключении питания».
Но если мозг может хранить терабайты и петабайты, почему же мы постоянно жалуемся на память? На самом деле иногда у нас просто не получается запомнить то, что мы хотели бы запомнить. Дело в том, что мы запоминаем информацию не по байтам, не по дискретным единицам, а большими сложноорганизованными кусками, перешитыми ассоциациями.
Представим, к примеру, что мы на каком-то мероприятии знакомимся с человеком, узнаем его имя, смотрим в лицо и о чем-то говорим. Запомним ли мы его? Если разговор был о чем-то интересном, или же с этим человеком нам просто крайне важно было познакомиться, то его лицо мы, конечно, запомним. И тем более запомним, если у него, скажем, особо выдающийся нос – даже если разговор был неинтересный. То есть для запоминания важны внимание, эмоциональная вовлеченность и интерес – вещи, тесно связанные друг с другом. Они помогают консолидировать память – так называют превращение кратковременной памяти в долговременную. При этом какая-то несущественная информация теряется – мы впоследствии вряд ли вспомним цвет галстука того, с кем мы разговаривали, но мы запомним и его имя, и его внешность.
Говоря о консолидации, нельзя не вспомнить про сон. Сейчас есть масса исследований, которые говорят о том, что сон поддерживает память. Нейробиологи вовсю ищут молекулярно-клеточные механизмы, связывающие сон и память, и сейчас мы уже знаем, что во время сна лучше формируются межнейронные контакты, и что разные центры памяти получают в спящем мозге возможность пообщаться друг с другом, закрепляя усвоенную информацию.
Так что плохая память часто означает, что мы запоминали без внимания, что нам было неинтересно, или же что мы просто не выспались. Тем не менее, бывает и так, что мозг забывает что-то, что он уже успел запомнить. В некоторых случаях причина кроется в тяжелой болезни, вроде болезни Альцгеймера. Изучая клинические случаи забывания, нейробиологи узнают много нового о механизмах памяти вообще. Например, в последнее время все чаще говорят о том, что информация часто на самом деле никуда не девается, даже при болезни Альцгеймера. Дело в том, что кроме информации самой по себе, нам нужен доступ к ней, ключ к ее хранилищу.
В мозге есть специальные клетки, которые обеспечивают доступ к «файлам» – так называемые энграммные клетки, клетки-«библиотекари». Они реагируют на стимулы, с которыми у нас связаны те или иные воспоминания; например, если какой-то запах напоминает нам бабушкин пирог из детства, то именно клетки-«библиотекари», узнав, что мы почувствовали этот запах, открывают нам какие-то определенные детские воспоминания. Амнезия или альцгеймерическое забывание связаны как раз с тем, что энграммные клетки засыпают, отключаются, теряют связь с основным хранилищем информации.
Но ведь на память жалуются не только по болезни. И тут надо сказать главное: наш мозг устроен так, что забывать ему просто необходимо. Очень, очень, очень хорошая память доставляет массу неприятностей (при этом говорят, что человек страдает от гипертимезии или гипермнезии). Больной с суперпамятью живет полностью в своих воспоминаниях, он не может сосредоточиться на настоящем, так как все, что он видит вокруг, и все, о чем он думает, погружает его в бесконтрольные ассоциации, ведущие в прошлое. Однако даже если не брать в расчет такие крайние случаи, все равно, если подумать, становится понятно, почему нам необходимо что-то забывать. Представим, что мы поменяли кредитную карту, и, естественно, с новой картой нам нужно выучить новый PIN-код; или же представим, что мы сменили пароль в соцсетях и имейле. Нужно ли нам помнить PIN-код от старой карты и старые пароли? А ведь пресловутые ассоциации вполне могут нас запутать, подсовывая не те цифры. Поэтому мозг заменяет в памяти одни «файлы», ставшие неактуальными, новыми, которые нам нужны.
И это непросто абстрактные рассуждения. Есть разные экспериментальные исследования (о которых мы неоднократно писали), которые говорят о том, что для того, чтобы что-то запомнить, нужно что-то забыть. Здесь можно вспомнить работу психологов из Университета Глазго, которые просили добровольцев последовательно выучить два задания: оказалось, что первое задание, с одной стороны, помогало запомнить второе, а с другой – второе запоминалось тем лучше, чем меньше подробностей человек помнил из первого. Примерно к тому же выводу немногим ранее пришли нейробиологи из Кембриджа, выяснившие, что чем чаще мы вспоминаем что-то одно, тем хуже помним что-то другое. Есть эксперименты с мышами, в которых новые нейроны, появляющиеся в мозге, улучшали запоминание новой информации, но притом помогали забыть что-то из мозгового «архива».
К сожалению, мы не всегда можем выбирать, что мы хотим запомнить, а что мы хотим забыть – мозг в этом деле руководствуется соображениями, которые не всегда доступны нашему сознанию. Есть, конечно, разнообразные мнемотехники, позволяющие добиться без преувеличения феноменальной памяти (и основаны они часто на тех же ассоциациях), но далеко не всякий может позволить себе тратить на них время и не у всякого к тому есть способности. К счастью, у нас есть научно-технический прогресс, подаривший нам массу электронных девайсов для хранения информации.
Такие устройства развиваются стремительно, и сейчас уже мало кто помнит, как выглядели дискеты или флоппи-диски, на которых можно было хранить всего 2,88 Мб. Это выглядит исчезающе малым на фоне современных аксессуаров, которые, кстати, можно приобрести в магазине электроники и бытовой техники «Эльдорадо». К примеру, вот такие жесткие диски, где можно хранить массу всего: от огромных видеофайлов и музыкальных библиотек до фотографий чрезвычайно высокого качества. Другие носители памяти, вроде SD-карт, работающих с цифровыми фотоаппаратами и видеокамерами, или USB-флешек, с помощью которых можно быстро разгрузить айфон, с каждым годом становятся все меньше и при этом все сильнее увеличивают емкость – теперь на них можно хранить самый разный контент, что помогает сохранять наши воспоминания во всех красках и подробностях.
Ну а если кто-то все же продолжает бояться того, что флешки и винчестеры делают нашу собственную память только хуже, то тут можно вспомнить исследование психологов Калифорнийского университета в Санта-Крузе, которые выяснили, что компьютерная память на самом деле помогает нам самим запоминать что-то новое.
