Мозг во сне. Что происходит с мозгом, пока мы спим

Рок Андреа

Сцена нашего сознания невелика

Умственная сцена человека меньше, чем можно предположить. Она не похожа на сцену Большого театра и напоминает скорее небольшой подиум в детской спальне. Одновременно на ней может разместиться всего лишь несколько актеров. Выпустите на сцену слишком много актеров, и кого-то обязательно сшибут. Когда места так мало, легко запутаться и наделать ошибок.

Так сколько же места на самом деле на нашей мысленной сцене? Чем мы располагаем? Ученые долгое время не могли однозначно ответить на этот вопрос. Вероятно, вы никогда не слышали о Джордже Миллере, но могли слышать о результате одного из его исследований, проведенного в 1956 г. Миллер обнаружил, что человек способен одновременно удерживать в сознании максимум семь объектов. Этот результат получил широкую известность, но здесь есть и проблема. Дело в том, что такой вывод неверен –

или по крайней мере его часто неверно интерпретируют. Именно поэтому люди, не способные одновременно думать о семи разных вещах, нередко решают, что с ними что-то не так.

Я могу утешить этих страдальцев – для них есть надежда! Широкий обзор новых исследований, осуществленный в 2001 г. Нельсоном Коуэном из Миссурийского университета в городе Колумбия, показал, что число объектов, которые человек может одновременно удерживать в сознании, редко равняется семи. Скорее можно говорить о четырех объектах, но даже в этом случае число объектов зависит от их сложности. Четыре числа – без проблем. Четыре длинных слова – уже сложнее. Четыре предложения, если они вам не знакомы, если это не затверженная молитва или не навязчивый рекламный стишок, удержать в сознании будет очень сложно. Да, участвовали во всех рассмотренных исследованиях исключительно молодые люди. Подумайте об этом. Четыре предложения – это совсем немного. Неудивительно, что встреча нескольких человек со стороны, как правило, выглядит хаотично, просто потому, что никто не может разобраться в происходящем.

На это ограничение можно взглянуть и с другой стороны; достаточно подумать о том, что представляют собой идеи, которые вы хотите удерживать в сознании. Несложно запомнить последовательность из четырех привычных слов: ловить, мечта, звонок, Фред. Но попробуйте запомнить слова укржты, квазг, бушнуф, обен – здесь тоже четыре слова, и букв в них по столько же, и буквы все из одного алфавита. Практически невозможно запомнить четыре слова на незнакомом языке или четыре бессмысленных сочетания букв. Дело в том, что мысленная сцена работает эффективно, если объекты, которые вы на него выводите, состоят из элементов, уже хранящихся у вас в долговременной памяти. Этим объясняется также, почему так трудно думать о новых концепциях, если они никак не связаны с уже существующими. Если новая идея не опирается на другие, реальные и прочно закрепленные в долговременной памяти концепции, ее очень трудно бывает вывести на сцену.

Дальше – хуже. Исследование Брайна Макэлри из Нью-Йоркского университета показало, что количество информационных блоков, которые человек способен запомнить точно и без потерь, равняется – обратите внимание! – всего лишь единице. Исследователь делает вывод: «Имеются ясные и убедительные свидетельства того, что один блок удерживается в фокусе внимания; однако нет никаких прямых свидетельств того, что в фокусе может протяженное время удерживаться более чем один блок информации». Несмотря на то, что вы, очевидно, способны помнить в каждый конкретный момент больше чем об одной вещи, при серьезной нагрузке ваша память о каждой из этих вещей понемногу деградирует.

Ясно, что такое ограничение следует уважать. Тем не менее по каким-то таинственным причинам многие люди упрямо пытаются идти напролом. Долговременная память кажется бездонной, а мозг – разве это не самый продвинутый гаджет в мире? Да, это не так! Я расскажу вам бытующую среди ученых историю о студенте, который отказывался признать ограничения своей рабочей памяти. Этот студент безвылазно сидел в звукоизолированной комнате по нескольку дней подряд – проверял, нельзя ли увеличить рабочую память на музыкальные ноты. Увеличилась, к несчастью, только его нужда в услугах психотерапевта.

Судя по всему, существуют очень реальные ограничения на количество информации, которую можно одновременно удерживать в префронтальной коре. Но что происходит, когда вы пытаетесь сделать что-нибудь с информацией на сцене – к примеру, выбрать одного из двух актеров? Поисками ответа на этот вопрос занимается целая область науки, изучающая так называемую реляционную сложность. Исследования, проведенные в рамках этой темы, снова и снова показывают, что чем меньше переменных приходится держать в уме, тем более эффективно вы можете принимать решения.

Слишком много схем

Чтобы понять, почему сцена человеческого сознания так мала, рассмотрим проблему, с которой столкнулся Пол. Ему надо было составить деловое предложение, и сделать это он собирался при помощи одного только мозга. Пол начинает читать задание компании-клиента, и

ему приходится удерживать в своем сознании десятки величин. Клиент – сеть магазинов розничной торговли – попросил представить предложение по разработке и установке на компьютеры компании нового программного обеспечения. Клиент хочет, чтобы покупатели могли, войдя в магазин, вставить в считыватель свою кредитную карточку, а затем выбрать товары и уйти, не задерживаясь для оплаты. При приближении покупателей к двери все покупки в их сумках должны быть зарегистрированы электронным сканером при помощи прикрепленных к каждой вещи специальных бирок, а сумма для их оплаты снята с предъявленной карточки. (При возникновении проблемы должна включиться сигнализация.) Задача Пола – разработать программу для этой системы и установить ее в пяти сотнях торговых точек. Пол прежде уже выполнял подобную работу; именно поэтому клиент позвонил именно ему. Программа тоже обещает быть не слишком объемной; он считает, что задача ему вполне по силам. Проблема в том, что для составления коммерческого предложения Полу надо удерживать на мысленной сцене так много информации, что он не в состоянии это сделать, особенно с учетом того, что времени почти не осталось. Пол пытается втиснуть 30 актеров в пространство, предназначенное максимум для двух, – и пьеса просто не может начаться. В наше время с подобной проблемой на работе сталкиваются очень многие: дело не только в том, что на нас обрушивается целая лавина информации, но и в том, что нам приходится очень быстро ее обрабатывать.

Чтобы понять, почему для мысленной сцены Пола это проблема, рассмотрим подробнее всего одну переменную: мысль о том, как следует хранить информацию о кредитных картах покупателей. Одной этой мысли достаточно, чтобы активировать сложную схему, содержащую миллиарды нейронных связей по всему мозгу Пола, а не только в префронтальной коре. (Схема здесь – примерно та же, что сеть или контур.) При этом схема «обработки кредитных карт» связана с другими схемами, расположенными в языковом центре мозга Пола; к примеру, сочетание слов кредитная карта должно быть связано с такими выражениями, как кредитный процент, просрочка и прекращение срока действия. Схема обработки кредитных карт связана с данными, хранящимися в долговременной памяти: с воспоминанием Пола о его первой кредитке, обо всех кредитных картах, какие у него с тех пор были, и о последнем случае, когда кредит по его карте оказался превышен. У схемы есть связи и с двигательной областью коры головного мозга – без нее вы не сможете вынуть карту из кошелька, вставить ее в считыватель и убрать обратно. (За эти действия отвечает схема достаточно плотная и подробная, так что Пол мог бы произвести все их буквально с закрытыми глазами.) Если бы можно было нарисовать схему «обработки кредитных карт» на бумаге, то изображение задействованных при этом мозговых связей оказалось бы более сложным, чем дорожная карта всей территории США.

Обратите внимание: снова то, что кажется простым, при ближайшем рассмотрении оказывается невероятно сложным. Да, вполне реально удерживать в памяти семь несложных чисел, если ваша цель состоит только в том, чтобы их запомнить; к примеру, можно непрерывно повторять про себя эти числа (до тех пор, пока их последовательность не закрепится в долговременной памяти). Но вывести на сцену одновременно много сложных схем попросту невозможно. Мозг с ними не справится.

Это конкуренция

Одна из причин ограниченности операционного пространства префронтальной коры – принцип соревновательности. При удержании на сцене любой сложной концепции, как правило, задействуются и зрительные цепи. Думая, вы представляете себе, как одно понятие пространственно связано с другими. (Вообще, рабочая память всегда или визуально-пространственная, или слуховая, при этом первая гораздо более эффективна.) Визуальное восприятие работает на конкурсной основе. Нервные цепи соревнуются между собой, стараясь сформировать внутри, в сознании, наилучший образ внешнего объекта. Роберт Десимон, один из ключевых сотрудников Макговерновского института исследования мозга при Массачусетском технологическом институте, обнаружил, что мозг способен одновременно удерживать в сознании лишь одно визуальное представление объекта. Вспомните известную оптическую иллюзию, когда на одной и той же картинке человек видит либо молодую девушку, либо старую женщину. Невозможно видеть и то и другое одновременно, в каждый момент времени мозг должен остановиться на чем-то одном. Но самое интересное и интригующее в подобных иллюзиях – то, что человек может по желанию переключаться между доминирующими вариантами восприятия.