Неврология и нейрохирургия Статьи

История изучения памяти: от древних до наших дней

Трудно сказать точно, где и когда появились первые целостные представления о работе нашей памяти. Судя по всему, первые размышления на этот счет принадлежат древним грекам и относятся приблизительно к VI веку до нашей эры. Сейчас высказывавшиеся тогда соображения кажутся достаточно наивными, особенно если учесть, что делались они величайшими мыслителями всех времен и народов.

Парменидес в VI веке до н.э. рассматривал память как смесь света и тьмы, тепла и холода. Он думал, что если эти смеси не "взбалтывать", то память будет прекрасной. Забывание же есть результат взбалтывания, замутнения.

В V веке до н.э. Диоген предположил, что память представляет собой процесс, который определяет равномерное распределение воздуха в туловище. Так же как и Парменидес, он считал, что забывание есть изменение этого распределения.

Как и во многих областях знания, первым человеком, внесшим реальный вклад в объяснение работы памяти, был Платон (IV век до н.э.). Его теория известна как "гипотеза восковой доски"; она до сих пор разделяется некоторыми, хотя и встречает много возражений. Платон считал, что память запечатлевает опыт, так же как воск, на котором отпечатываются те предметы, которые с ним соприкасаются. Эти отпечатки сохраняются до тех пор, пока не исчезают (изнашиваются) со временем, вновь оставляя чистую поверхность. Эта чистая поверхность и рассматривалась Платоном как полное забывание, обратная сторона того же процесса.

Аристотель (IV век до н.э.) был первым, кто ввел научную терминологию для описания психических процессов. Он считал, что язык, использовавшийся до него, был неадекватен для описания физических аспектов процесса запоминания. Вводя новую терминологию, Аристотель одновременно приписывал сердцу все те функции, которые мы теперь приписываем мозгу. Он понимал, что сердце, помимо всего прочего, осуществляет кровоснабжение организмами считал, что запоминание связано с движением крови. Аристотель показал, что забывание есть результат замедления этого процесса. Еще одним вкладом Аристотеля в изучение процессов запоминания была его концепция "ассоциации идей".

Следующим философом, внесшим большой вклад в изучение проблемы запоминания, был выдающийся врач Гален, живший во II веке. Он выделил и проанализировал функции различных анатомических органов и физиологических систем, и подробно изучил функционирование нервной системы. Так же как и греки, Гален рассматривал память и психические процессы как проявление действия "животных" жидкостей. Он считал, что эти жидкости вырабатываются в мозгу, и соответственно именно там локализуется память. Гален полагал, что воздух всасывается в мозг и здесь смешивается с жизненными жидкостями. Эта смесь растекается по телу, позволяя нам чувствовать, ощущать вкус и т.д.

Эти идеи Галена были тут же подхвачены церковью, которая обладала в это время огромным влиянием. Эта концепция стала официальной доктриной, что практически остановило развитие представлений о памяти в последующие 1500 лет. Даже величайшие умы не могли бороться с подобным социальным влиянием церкви. Святой Августин, живший в IV веке, принял идеи церкви относительно того, что память является функцией души, сосредоточенной в мозге. Он, однако, даже не пытался объяснить это явление.

С этого времени и вплоть до XVII века представления о памяти практически не развивались, и даже в XVII веке они во многом оставались в рамках религиозной доктрины. Даже такой великий мыслитель, как Декарт, в целом разделял взгляды Галена. Он, правда, считал, что животные жидкости текут в мозг от шишковидной железы и, доходя до определенного места, "включают" механизмы памяти. Чем шире каналы, по которым течет жидкость, тем больше жидкости протекает через них. Именно таким образом он объяснял изменение качества запоминания и силы того, что мы теперь называем "следы памяти". След памяти - это физическое изменение в нервной системе, произошедшее в результате обучения; именно этот след позволяет нам запоминать.

Одним из мыслителей, откликнувшихся на стремительное развитие наук и находившихся под влиянием Ньютона, был Гартли, создавший вибрационную теорию памяти. Используя концепцию вибрации, разработанную Ньютоном, Гартли предположил, что в мозгу существуют вибрации, возникающие еще до рождения. Новые впечатления меняют характер, место, степень и продолжительность этих вибраций. После влияния новых впечатлений вибрации опять становятся такими, какими были до этого. Но если то же впечатление возникает снова, то возвращение в первоначальное состояние займет уже больше времени. Все это, в конечном счете, может привести к окончательному изменению характера вибраций и их фиксации в новом состоянии: это и есть образование следов памяти. С развитием науки в Германии в XIX веке произошли значительные изменения и в представлениях о памяти.

Многие идеи, предложенные еще древними греками были отвергнуты, и на их место пришли представления, почерпнутые из современной биологической науки.

Прохазка окончательно и бесповоротно отверг устаревшую теорию жидкостей, на том основании, что она не была ничем подтверждена с собственно научных позиций. Он понимал, что ограниченность знаний делает попытку локализовать память в мозгу чистой спекуляцией. "Подобная локализация возможна,- писал он,- но у нас недостаточно знаний в настоящий момент, чтобы осуществить ее". Лишь через 50 лет после этого проблема локализации памяти была в какой-то степени разрешена.

Другая концепция, разработанная в этот период, принадлежит Флоренсу, который считал, что память "локализована" во всех частях мозга. Он полагал, что мозг действует как единое целое и бессмысленно представлять его как взаимодействие отдельных частей. Его взгляды в значительной мере повлияли на развитие физиологии и лишь в последнее время в этой области были сделаны заметные успехи, расширившие наши представления.

Современные концепции

Развитию современных представлений о памяти в значительной мере способствовали достижения в технологии и методологии. Практически все исследователи согласны, что память локализована в коре головного мозга. Однако даже в настоящее время точная локализация памяти представляет собой очень сложную задачу, так же как и полное понимание механизмов функционирования памяти.

Представления о памяти развивались в нашем веке, начиная с исследования Эббингауза, изучавшего проблемы научения и построившего кривые забывания в начале века, и кончая сложными и изощренными современными концепциями.

Исследования и теории могут быть в целом отнесены к трем областям: работы по изучению биохимической природы памяти; теории, в соответствии с которыми память не может рассматриваться как целостный процесс, а скорее как ряд подпроцессов; работы Пенфилда по стимуляции мозга.

Исследования биохимических коррелятов памяти были начаты Хайденом в конце 50-х годов. В соответствии с его концепцией, работа памяти тесно связана с количеством РНК (рибонуклеиновой кислоты) в организме. РНК вырабатывается ДНК - дезоксирибонуклеиновой кислотой, которая в свою очередь определяет генотип человека (в частности, ДНК определяет, какого цвета будут у человека глаза - голубого или карего).

Были проведены эксперименты, которые действительно показали, что РНК в значительной мере влияет на характер нашего запоминания. Например, если животных тренируют по определенной методике, то РНК в определенных клетках меняется. Более того, если выработка РНК прекращается, то животные не могут ничего запомнить и становятся необучаемыми.

Один из наиболее интересных экспериментов заключался в том, что когда РНК обученной крысы впрыскивали в организм необученной, то вторая "вспоминала" то, о чем никогда не знала.

В то время как эти исследования продолжаются многие ученые считают, что необходимо прекратить изучение процесса запоминания и сосредоточиться на забывании. Они считают, что основная проблема памяти заключается именно в том, что мы все постоянно забываем.

Эта идея лежит в основе концепции, согласно которой существуют 2 вида хранения информации: долговременный и кратковременный. В частности мы по-разному запоминаем номер телефона, который нам только что дали, и свой собственный номер.

Кратковременная память работает в ситуациях, когда информация, попадающая в мозг, не перекодирована должным образом и потому легко забывается. В долговременной памяти информация перекодируется соответствующим образом, систематизирована, потому может храниться годами, если не всю жизнь.

Исследования, связанные с прямой стимуляцией мозга, были начаты хирургом Уайлдером Пенфилдом. Он проводил операции по отсечению небольших частей мозга с целью избавить пациента от эпилептических припадков. Перед операцией Пенфилд осуществлял электростимуляцию различных областей мозга, а пациент, находившийся в состоянии бодрствования, должен был сообщать о своих впечатлениях. Когда Пенфилд стимулировал височные отделы коры головного мозга, то пациенты говорили, что перед ними встают яркие воспоминания детства. Пенфилд установил, что стимуляция разных областей вызывает различный эффект, но только стимуляция височных долей приводит к возникновению связных и осмысленных воспоминаний. Эти воспоминания часто бывают полными, в том смысле, что в них присутствуют цвета, звуки, движения и эмоциональное отношение к происходящему.

Кроме того, оказалось, что кое-что из того, что испытуемый "вспоминал" после стимуляции, было уже забыто им в обычном состоянии. К тому же "стимулируемые" воспоминания были гораздо более четкими и конкретными, чем обычные, которые часто носят обобщенный характер. Пенфилд считает, что наш мозг запоминает абсолютно все, на что мы обращаем внимание, и это запоминание постоянно, хотя в обыденной жизни припоминание по каким-то причинам может быть невозможным.

Мы видим, что проблема запоминания по-настоящему привлекла умы ученых лишь в последние 2 тыс. лет, а из них в течение первых 1,5 тыс. лет продвижение было весьма незначительным. Практически только последние 200 лет были плодотворными для исследования проблемы и, избавившись от сомнительных концепций, связанных с жидкостями и т.д., мы теперь локализовали память в определенном участке нашего тела.

Надо заметить, что даже сейчас исследования памяти находятся на начальной стадии. Каждый месяц публикуется около 80 статей по этой проблеме, и возможно, что вскоре мы будем свидетелями интереснейших открытий в этой области.

В статье использованы материалы книги: Т.Бузан. Скоростная память. Издательство «Эйдос», 1995

В начале прошлого века немецкий ученый Вагнер исследовал строение мозга выдающихся людей в надежде найти "особые приметы гениальности". Его ждало разочарование: по внешним признакам строения головного мозга невозможно сказать что-то определенное о личности. Ведь несмотря на огромную разницу в весе мозга, и И. С. Тургенев, и Анатоль Франс были выдающимися писателями. У первого мозг весил 2000 граммов, а у второго - лишь 1000 граммов. Луи Пастер в возрасте 46 лет перенес кровоизлияние в мозг, значительно разрушившее правое полушарие. Тем не менее он активно жил и трудился еще целых 27 лет. Эти примеры свидетельствуют об удивительно богатых возможностях мозга.

Человеческий мозг содержит около 10 миллиардов нервных клеток, которые посылают импульсы другим клеткам через особые контакты - синапсы. Каждую секунду через синапсы проходят миллионы импульсов: это основа наших чувств, мыслей, эмоций и памяти. Активность нервных клеток мозга можно наблюдать воочию. Когда японские ученые ввели в человеческий мозг тончайшие световоды, соединенные с видеокамерой, они смогли рассмотреть, что нейроны движутся, как крошечные амебы. Чем интенсивнее работа мысли, например при решении математических задач или запоминании незнакомых слов, тем активнее такое "движение" нервных клеток. Невольно вспоминается известное выражение "шевелить мозгами" - оказывается, оно отражает реальные события.

Современные методы исследований показывают, что в процессы запоминания вовлечены не только отдельные группы нервных клеток, но и различные зоны головного мозга. Механизмы памяти напоминают лабиринт, ходы и выходы которого соединены множеством мостиков. Более 50 лет тому назад американский физиолог Карл Лешли предложил любопытную гипотезу: память состоит из двух взаимно дополняющих друг друга процессов: обучения новому и запоминания опыта. Эта гипотеза нашла свое подтверждение в опытах на животных.

Профессор Стивен Роуз из Университета в Милтон Кейни под Лондоном уже более 30 лет изучает механизмы памяти у кур. Роуз обучал однодневных цыплят различать несъедобные круглые бусины, плавающие в блюдце с водой, и сходные по форме и величине зерна, рассыпанные по столу. Более 80% птенцов после первых неудачных попыток склевать бусины потеряли к ним интерес и начали клевать только зерна. Какие биохимические изменения произошли в мозгу цыплят после обучения? Удалось проследить, какие нейроны вовлечены в процессы обучения и запоминания. Оказалось, что в течение 15-30 минут после завершения обучения в мозгу образуется особый передатчик импульсов между клетками - глютаминовая кислота.

В мозгу тренированных цыплят количество этого вещества было больше, чем у их необученных собратьев. Когда глютаминовую кислоту разрушали с помощью химических соединений, то цыплята быстро научались отличать плавающие бусины от корма, но вскоре все забывали. Очевидно, глютаминовая кислота способствует кратковременному запоминанию. А вот долговременная память формируется лишь спустя 5-8 часов после обучения. При этом в мозгу образуются белки с особым строением молекул, которые служат чем-то вроде переключателей возбуждения с одних контактов между клетками на другие. Возникает своеобразная нейронная сеть, в которой все связанные контактами клетки взаимодействуют друг с другом через некоторые промежутки времени. Запоминание представляет собой очень сложный и одновременно слаженный ансамбль таких взаимодействий, в которые вовлечены разнообразные молекулы передатчиков. Когда необходимо что-то вспомнить, то происходит вызов "записанного" в разных точках нейронных сетей материала и "переписывание" его в один осмысленный сюжет.

Исследователи считают, что память зависит от нескольких систем мозга и включает межклеточные взаимодействия на разных уровнях. Поэтому процессы, связанные с запоминанием и воспроизведением, управляемы и обладают избирательностью. По выражению одного из английских ученых, "основная задача памяти - безопасно ориентировать нас в окружающем мире". Действительно, мы стараемся запомнить в первую очередь то, что для нас важно и интересно. Известно также, что лучше запоминаются эмоционально окрашенные события и факты, причем положительные эмоции вспоминаются легче.

Сегодня существует немало препаратов, стимулирующих активность нервных клеток и улучшающих память. Один из них недавно получили в Индии из растения брами и назвали "пилюлями памяти". У школьников с нарушениями памяти после того, как они стали принимать эти пилюли, заметно улучшилось запоминание учебного материала. Некоторые из них смогли учиться в обычной, а не в особой школе.

Интерес к "пилюлям памяти" проявили врачи, имеющие дело с болезнью Альцгеймера, болезнью Паркинсона и другими нейродегенеративными заболеваниями. Известно, что при болезни Альцгеймера нарушается образование особого белка - предшественника амилоида. Вместо него появляется другой белок, который ядовит для нервных клеток. Он скапливается в мозгу в виде уплотнений или бляшек, что препятствует передаче нервных импульсов. По мере накопления этого измененного белка нервные клетки разрушаются, и память резко ухудшается.

Оказалось, что на механизмы памяти у больных могут оказывать сильное влияние не менее 200 из уже известных веществ, включая лекарственные препараты. Такрин и арицепт, например, смягчают потерю памяти при ранней форме болезни Альцгеймера: они блокируют фермент, который разрушает вещество, передающее импульс от одной нервной клетки к другой. Это позволяет замедлить потерю памяти. Механизмы действия других веществ еще предстоит исследовать. И хотя о полном излечении болезни Альцгеймера и других тяжелых недугов говорить рано, новые препараты очень пригодятся таким больным. Они нужны и людям, чья деятельность связана с переработкой большого количества информации: педагогам, актерам, переводчикам, экономистам.

Помогают улучшить память и вещества, повышающие чувствительность нервных окончаний к электрическим импульсам, например камфакинам. Исследователи из Калифорнийского университета в Ирвине (США) обнаружили, что этот препарат значительно улучшает кратковременную память не только у здоровых людей, но и у пациентов с болезнью Альцгеймера. После приема камфакинама быстрота счета у молодых добровольцев увеличивалась на 20%, а у людей старше 60 лет - вдвое. Однако ученые из Центра по исследованию центральной нервной системы в Нью-Джерси считают, что к этим результатам следует относиться с большой осторожностью. Дело в том, что человеческая память - весьма тонкая и хорошо отлаженная система, которая развивалась сотни миллионов лет и у здорового человека работает в оптимальном режиме. Не стоит забывать, что в запасе у природы уже существуют самые различные механизмы регуляции активности нервных клеток. "Мы можем усиливать пламя, но не можем добавить в костер топлива", - считают ученые. Пока большинство экспериментов по "усилению пламени" касаются лаборатор ных животных и немногих добровольцев. На этом этапе важно понять, при каких дозах препараты, улучшающие память, становятся сильно действующим лекарством, как долго и в каком режиме следует их применять больным нейродегенеративными заболеваниями и просто пожилым людям. На эти и другие вопросы еще предстоит ответить. А пока врачи рекомендуют использовать лишь мягко действующие препараты, принимая их вместе с ежедневной дозой витаминов.

Существуют и другие способы сохранения памяти. Наиболее простой и доступный - полноценный сон и сбалансированное питание. Известно, что использование снотворных и бедная белками и витаминами пища снижают возможности запоминания. Включение в ежедневный рацион продуктов, богатых магнием, кальцием и глютаминовой кислотой (таких, как курага, свекла, финики, орехи, фасоль, зелень, проростки пшеницы), способствует улучшению памяти. Заметно ухудшают память алкоголь и курение, малоактивный, "лежачий" образ жизни. Напротив, смена впечатлений, общение с людьми, активный отдых на природе весьма благотворны для развития памяти. Очень полезно постоянно тренировать память, запоминая наизусть стихи, отрывки из прозы. Тонкая работа руками, например вязание, игра на музыкальных инструментах, также помогает сохранить хорошую память.

Уже в детском возрасте можно обнаружить различия в качестве памяти: преобладает ли у ребенка запоминание образов, ассоциативная или абстрактная память. Некоторые люди долгое время помнят голоса и звуки, другие - окружающие их предметы или лица. Как правило, недостатки одного вида памяти могут компенсироваться за счет развития других. И это придает каждому человеку свою неповторимую индивидуальность в восприятии мира.

Изучение памяти было одним из первых разделов психологической науки, где был применен экспериментальный метод: были сделаны попытки измерить доступный человеку объем памяти, быстроту, с которой он может запомнить материал, и время, в течение которого он может удерживать этот материал.

Еще в 80-х годах прошлого столетия немецкий психолог Г.Эббингауз предложил прием изучения «чистой» памяти, позволяющий отделить память от деятельности мышления - это заучивание бессмысленных слогов. Предлагая испытуемому запомнить 10-12 слогов и отмечая число удержанных членов ряда, Эббингауз принял это число за объем «чистой» памяти. Первым и главным результатом этого исследования было установление среднего объема памяти, которое характеризовало человека. Оказалось, что в среднем человек легко запоминает после первого чтения 5-7 отдельных элементов. Это число значительно колеблется - люди с плохой памятью удерживают только 4-5 изолированных элементов, люди с хорошей памятью могут после первого чтения удержать 7-8 изолированных и бессмысленных элементов.

Немецкий психиатр Э.Крепелин применил приемы Эббингауза к анализу того, как протекает запоминание у больных с психическими изменениями. Немецкий психолог Г.Э.Мюллер изучал процессы закрепления и воспроизведения следов памяти у человека.

На первых порах исследовались в основном процессы памяти у человека. С развитием объективного исследования поведения животных область изучения памяти была расширена. В начале XX в. появились исследования американского психолога Торндайка, который впервые изучил формирование навыков у животного. Для этой цели он исследовал, как животное обучалось находить путь в лабиринте и как оно постепенно закрепляло полученные навыки.

В первом десятилетии XX в. И.П.Павловым был предложен метод изучения условных рефлексов. Этот новый метод позволил установить условия, при которых возникают и удерживаются новые временные связи. Учение о высшей нервной деятельности стало в дальнейшем основным источником наших знаний о физиологических механизмах памяти, а выработка и сохранение навыков у животных составили основное содержание американской науки о поведении. Все эти исследования ограничивались изучением наиболее элементарных процессов памяти.

Высшие произвольные и сознательные формы памяти в начале XX в. были предметом рассуждений философов. Психологи лишь указывали на то, что законы запоминания мыслей существенно отличаются от элементарных законов запоминания. Вопрос о происхождении и, тем более о развитии высших форм памяти у человека в психологии не ставился.

Первое систематическое изучение высших форм памяти у детей осуществил в конце 20-х гг. выдающийся отечественный психолог Л.С.Выготский. Им показано, что высшие формы памяти являются сложной формой психической деятельности, социальной по своему происхождению. Л.С.Выготский проследил основные этапы развития наиболее сложного опосредованного запоминания.

Исследования сложных форм памяти, связанных с процессами мышления, были проведены отечественными исследователями А.А.Смирновым и П.И.Зинченко. Они изучали процессы непроизвольного (непреднамеренного) запоминания и процессы сознательного, осмысленного заучивания. А.А.Смирнов и П.И.Зинченко выделили основные приемы запоминания сложного материала и установили зависимость запоминания от поставленной задачи.

Долгое время физиологические механизмы, лежащие в основе процессов памяти, оставались неизученными. И лишь за последние 30 лет положение дел существенно изменилось. Появились исследования, которые показывали, что запечатление, сохранение и воспроизведение следов связаны с биохимическими изменениями структуры РНК, и что следы памяти можно переносить гуморальным, биохимическим путем. Начались исследования нервных процессов «реверберации возбуждения», которые стали рассматриваться как физиологический субстрат памяти. Наконец, появились исследования, пытающиеся выделить области мозга, необходимые для сохранения следов, а также исследования неврологических механизмов запоминания и забывания.

Все это сделало раздел психофизиологии памяти одним из наиболее исследованных в психологической науке. В настоящее время существуют разные подходы к изучению процессов памяти - на психологическом, физиологическом, нейронном, а также на биохимическом уровне. Есть и другие теории, существующие пока на уровне гипотез. Однако ясно, что память - это сложный психический процесс, включающий работу множества механизмов.

Главная » Грамматика » У памяти еще много тайн. В этом материале мы попытались разобраться в последних исследованиях нейрофизиологов и психологов и понять, как они могут помочь при лечении болезни Альцгеймера, возможно ли стереть «наркотическую» память, сработает ли в будущем с