Происхождение мозга
Шрифт:
В основе долговременной памяти, как ни странно, лежат простые и случайные процессы. Дело в том, что нейроны всю жизнь формируют и разрушают свои связи. Синапсы постоянно образуются и исчезают. Довольно приблизительные данные говорят о том, что этот процесс спонтанного образования одного нейронного синапса может происходить примерно 3–4 раза в 2–5 дней у млекопитающих и птиц и за 5–7 дней у рептилий и амфибий. Кроме этого, формируются и ветвления коллатералей, содержащих много различных синапсов. Обычно новая полисинаптическая коллатераль формируется за 40–45 дней.
Поскольку эти процессы происходят в каждом нейроне, вполне понятна ежедневная ёмкость долговременной памяти для любого из животных. Можно ожидать, что в коре мозга человека ежедневно будет образовываться около 800 млн новых связей между клетками и примерно столько же будет разрушено. Долговременным запоминанием
Методическое и долговременное обучение, собственно, и сводится к накоплению первичных и незадействованных синапсов в новообразованных циклических сетях запоминания. Время запоминания тем меньше, чем больше клеток в этом процессе участвует. Чтобы усилить запоминание, надо привлекать больше клеток из самых разных систем: зрения, слуха, вкуса, обоняния, мышечной рецепции и т. д. Игровое обучение людей и животных, реабилитационные программы для неврологических пациентов и быстрое усвоение огромных массивов разнообразной информации построены именно на этом простом, но крайне эффективном принципе.
Однако в системе есть и изъяны. Предсказать, где и сколько клеток образует новые связи, весьма затруднительно. Это вероятностный процесс. Мы не можем узнать, какой нейрон окажется достаточно «сыт» и морфогенетически активен для формирования новой коллатерали или синапса. В момент возникновения массы связей (на пике долговременного запоминания) можно заниматься отнюдь не жизненно важными проблемами. Долговременное запоминание произойдёт всё равно, нравится это или не нравится, нужная это информация или совершенно пустой фрагмент существования. Независимо от биологического содержания произошедшее явление будет долго навязчиво воспроизводиться в памяти животного или человека. Следовательно, единственным способом борьбы с неуправляемой долговременной памятью является увеличение времени на запоминание. Если хочется что-либо запомнить надолго, надо долго об этом думать или просто повторять. В конце концов вы попадёте на момент массового формирования долговременной памяти и запомните любезный сердцу сюжет.
Тем не менее существуют механизмы усиления памяти. В их основе лежит способность мозга увеличивать локальное кровообращение в том участке мозга, который более нагружен. Следствием увеличения кровообращения является повышение метаболизма и стимуляция синаптогенеза — базового процесса долговременной памяти.
Таким образом, для запоминания какого-либо факта надо постоянно им заниматься — «держать в голове». Надо привлекать самые разнообразные органы чувств и ассоциации, увеличивая число клеток- запоминателей, а значит, и шансы на долговременное запоминание. Желательно не просто стремиться запомнить, но и совершать некоторые осмысленные действия, которые могли бы быть использованы для моторного запоминания. У некоторых животных такая память служит одним из основных способов избегать хищников и опасности. Примером может служить шпорцевая лягушка. Если поместить её в вертикальный водный лабиринт, то она долго и упорно пытается подняться к границе воды с воздухом. Однако когда ей это удаётся, она мгновенно возвращается через лабиринт на исходный уровень. Моторная память позволяет ей избежать длительного поиска пути в спасительную глубину.
Забывание информации, сохранённой как в краткосрочной, так и долгосрочной памяти, происходит по обратным законам. Если животное не подкрепляет свой опыт новыми упражнениями, не обращается к однажды полученной информации, то информация забывается. Связи между нейронами пластичны. Невостребованные циклы памяти постепенно упрощаются или вытесняются новыми либо значимыми событиями (см. рис. I-21). Таким образом, самый лучший способ забывания — невостребованность хранимой информации. Она сама исчезнет, если её не восстанавливать дополнительным вниманием. В этом случае мозг получает огромное «удовольствие», которое выражается во вполне материальном виде. Забывание — биологически очень выгодный процесс. При исчезновении любого самого короткого информационного цикла происходит экономия на синтезе АТФ, медиаторов, мембран и на аксонном транспорте. Всё, что приводит к уменьшению энергетических расходов мозга, воспринимается как биологический успех. Мозг не «догадывается» об информационной ценности памяти. Он стремится экономить на её хранении. Ему безразлично, на что затрачивается энергия, главное — её количество, а не качество. Мозг стремится заставить
Исторически сложилось так, что мышление представляет собой почти философский вопрос. Если о механизмах памяти существуют хотя бы странноватые гипотезы, то о мышлении нет даже таких. О занятных умозрительных психолого-лингвистических фантазиях Юма, Милля и Спенсера уже достаточно сказано, чтобы не заниматься историей науки. Основная проблема столь незатейливого процесса, как мышление, связана с самими мыслителями, а не с существом дела. Стандартный подход исследователей мышления сводится к объяснению привычными понятиями свежевыдуманных и менее привычных терминов. Туманные натурфилософские объяснения биологического смысла психологических понятий ещё более усиливают сомнения в компетенции упомянутых сочинителей. Суть надуманной философской проблемы мышления оформлена в виде неразрешимого «гносеологического вопроса». Неразрешимость достигнута противопоставлением двух теорий происхождения и организации мышления. По «рационалистической» теории, законы мышления абсолютно априорны. Они предшествуют опыту и являются базой для его осуществления. Мышление наследуется, его принципы неизменны. С другой, «эмпирической», точки зрения, законы мышления апостериорны. Все они вытекают из опыта и являются благоприобретёнными свойствами мозга. На самом деле никакого противопоставления этих двух явлений нет, как нет и сути «гносеологического вопроса». Попробуем рассмотреть более-менее реальные факты, говорящие о механизмах мышления.
Под мышлением следует понимать такую активность животного, которая приводит к появлению в поведении нестандартных решений стандартных ситуаций. Например, попугай любит почёсывать голову когтистой лапкой. Это инстинктивный стандарт поведения. Однако макушку чесать не очень удобно. Попугай берёт шишку и почёсывает голову её краем. Попугай не обладал врождённым поведением, которое бы включило программу такого действия, но он берёт в лапу самые разные предметы, а это движение врождённое. Иначе говоря, попугай «сообразил», «домыслил», «придумал» или неожиданно «озарился», как использовать шишку и врождённую способность для новых целей. Пример с сообразительным попугаем аккумулирует множество условий, которым должно отвечать действие животного, если мы называем это результатом мышления.
§ 17. Признаки мышления
1. Любые генетически детерминированные формы поведения не могут считаться мышлением. Такая детерминация может иметь как прямой генетический характер, так и косвенные формы. Генетически детерминированные формы поведения могут реализовываться через гормональную активность эндокринных систем или регулироваться внешними факторами.
2. Мышление всегда индивидуально. Действие животного и человека, являющееся плодом мышления, не может быть абсолютно идентичным у двух особей. В основе расхождений лежат индивидуальность и изменчивость морфологической организации головного мозга. На разном структурном субстрате не возникает идентичных решений.
3. Биологической целью мышления является достижение поведенческой исключительности конкретной особи. Этим благоприобретённым способом расширяется количество вариантов поиска пищи, размножения и доминирования. Результаты поиска нестандартных решений могут равновероятностно приводить как к положительному, так и к отрицательному (понижающему достижение перечисленных целей) итогу, поэтому эффективность мышления заведомо ниже, чем реализация врождённых форм поведения.
4. Поведение, ставшее плодом мышления, передаётся следующему поколению с помощью непосредственного научения. Распространение вновь «выдуманной» формы поведения происходит от особи к особи или от родителей к детям, что создаёт основы для социального наследования информации.