Как работает память человека новейшие исследования. Как работает память, какие механизмы помогают нам запоминать и где хранятся наши воспоминания. Как работает человеческий компьютер: функционирование памяти

Память - это сложноустроенная сеть, которая тянется от органов чувств до самых сложных участков мозга. Она находит проявление во всем: от простых движений до тяжелых задач, и в конечном итоге делает нас теми, кто мы есть. В соответствии с тремя неврологическими процессами память может быть сенсорной, кратковременной или долговременной.

Функционируя автоматически, мозг создает сенсорные воспоминания бессознательно. Таким образом, сенсорная память - тип пассивного восприятия. Для ее работы не требуется внимание, а воспоминания хранятся в течение кратчайшего промежутка времени, возможно, секунды. Сенсорная память имеет разновидности в соответствии с основными чувствами человека. Иконическая (зрение), эхоическая (слух) и тактильная (осязание) наиболее тщательно исследованы.

Иконическая память включает в себя как задерживающую способность глаз, так и данные, которые фиксируются зрением, а после обрабатываются мозгом. Соответствующие воспоминания начинают формирование с фоторецепторов на сетчатке, которые передают информацию в ганглиозные клетки, затем в первичную зрительную кору в затылочной доле и, наконец, в височную верхнюю борозду.

Аналог эхоической памяти - накопительный резервуар, в котором сохранятся звуки таким образом, что их можно разобрать спустя некоторое время после воспроизведения. Одним из распространенных примеров работы эхоической памяти можно назваться ситуацию, когда человек переспрашивает у собеседника последний заданный вопрос и отвечает на него прежде, чем тот его повторяет. Деятельность этой разновидности памяти протекает в нескольких областях мозга, в том числе в первичной слуховой коре, в левых частях префронтальной, премоторной и теменной коры, в верхней височной и нижней височной извилине.

Тактильная память основывается на мимолетных ощущениях, таких как зуд и боль. Она распространяется, начиная с нервов, по всему организму: через спинной мозг к постцентральной извилине теменной доли. Ощущения, описывающие текстуру и плотность объектов, воспринимаются в теменной покрышке, а их расположение активизирует правую верхнюю теменную и височно-теменную доли.

Хотя сохранение воспоминаний в кратковременной памяти происходит в течение гораздо более длительного времени, чем в сенсорной, ее длительность составляет лишь 20-30 секунд. Так как по своей природе она опирается на менее сложные структуры (и, следовательно, гораздо меньшее количество нейронов), чем долговременная память, емкость кратковременной памяти ограничена; в зависимости от человека (и языка) ее вместительность составляет всего около 7 единиц информации. Хотя это кажется смехотворно малым количеством, попробуйте быстро посмотреть, а затем вспомнить случайный набор из 10 цифр или слов. Это магическое число 7 может быть увеличено несколькими способами, но все они связаны с процессом фрагментирования. Номер чьего-то мобильного телефона представляет собой набор из одиннадцати цифр, но его легко запомнить, потому что память воспринимает эту информацию «порциями». Префронтальная кора играет ключевую роль в работе кратковременной памяти. Здесь мозг обрабатывает как визуальную информацию, так и фонологическую. Примечательно, что кратковременная память, как полагают, в первую очередь является фонологической. Например, носители китайского языка, большинство слов в котором состоят из одного слога, могут помнить 10 цифр по сравнению с нашими семью. Кратковременные воспоминания легко забываются, когда нервные импульсы перестают нести актуальную информацию, переключаясь на другую.

Процесс образования долгосрочной памяти начинается с кратковременной, которая с рядом операций позволяет информации сохраниться. Когда кратковременные воспоминания перемещаются на длительное хранение, гиппокамп производит новые белки. Они изменяют выбранную группу нейронов, а те отправляют электрохимические сообщения, создавая нервные пути. Пациенты с болезнью Альцгеймера могут восстановить воспоминания из детства, но забывают актуальную информацию, потому что поврежденный гиппокамп больше не в состоянии производить новые белки, и, следовательно, новые воспоминания, но сильные нервные пути, проделанные в молодости, позволяют хранить старую информацию. Долговременные воспоминания сложнее забыть. Для этого они должны не использоваться в течение длительного времени, либо на них должны «налечь» новые.

0 4 237 0

Память является важнейшей составляющей человеческой личности. Благодаря памяти мы можем иметь о себе полноценное представление как о личности, существующей не только в пространстве, но и во времени, что крайне важно для самоидентификации и адекватного самовосприятия. Человеческой памятью интересуются различные науки, в первую очередь, психология и философия.

Понятие памяти

Память – это особая способность сохранять, накапливать и воспроизводить информацию и различные навыки, полученные в предшествующие настоящему моменту промежутки времени.

Структура памяти очень сложная – существует несколько ее видов, за каждый из которых отвечает определенный отдел мозга.

Как функционирует

Человеческая память выполняет следующие функции:

  1. Узнавание . Эта функция отвечает за восприятие объекта или предмета, которые воспринимались ранее.
  2. Воспроизведение . С его помощью осуществляется актуализация воспринятой ранее информации.
  3. Запоминание . В ходе этого процесса информация сохраняется в сознании человека, будучи проассоциированной с ранее полученной информацией.
  4. Сохранение . Эта функция характеризуется процессом аккумуляции приобретенных человеком воспоминаний в течение длительного временного периода, позволяет использование хранящейся в мозге информации.

Рассмотрим основные классификации памяти.

По степени психической активности

    Двигательная

    Подразумевает запоминание, хранение и воспроизведение движений, нужна человеку для активного физического взаимодействия с окружающим миром. Развивается рано, практически с детских лет.

    Эмоциональная

    Помогает запоминать чувства и эмоции, играет важную роль в жизни человека. Работает как сигнальная система, побуждающая к действию или, наоборот, удерживающая от него на основании пережитых в связи с ним эмоций.

    Образная

    Хранит в человеческом мозге различные представления, воспоминания в виде ярких картинок, звуков, запахов и вкусов. Ее развитие у детей начинается довольно рано, в полтора-два года.

    Словесно-логическая

    Действует как механизм запоминания и воспроизведения (устного или письменного) мыслей и чувств.

По характеру целей деятельности

  1. Непроизвольная . Этот вид памяти характеризуется отсутствием конкретной программы и цели запоминания и не сопровождается волевыми усилиями человека, а также использованием каких-либо определенных техник запоминания.
  2. Произвольная . Отличается от непроизвольной тем, что в ее основе лежит целенаправленное стремление специально запомнить, а затем воспроизвести определенную информацию. Для этой цели используются различные методы запоминания, которые складываются в целые системы.

По продолжительности хранения информации

Название

Характеристика

Мгновенная (тактильная или сенсорная) Под ней подразумевается тот вид, благодаря которому в наш мозг поступает информация, моментально передаваемая органами чувств. Длительность такой памяти в среднем – не более четверти секунды.
Кратковременная или короткая Устроена так, чтобы сохранять в течение краткого отрезка времени обобщенную картинку воспринятой органами чувств информации. Такое воспоминание хранится в кратковременной памяти не более 20 секунд.
Долговременная или долгосрочная Считается, что она способна сохранять полученную информацию неограниченное количество времени при возможности многократно ее воспроизводить. Свойства долговременной памяти зачастую связаны с процессом мышления.
Оперативная Сохраняет след воспринятой информации, необходимый для завершения некой операции.

Классификация Тульвинга

  • Зрительная или визуальная . Отвечает за запоминание информацией, воспринимаемой с помощью зрительных рецепторов.
  • Моторная (кинестетическая) . Основывается на запоминании, сохранении и воспроизведении различных движений, чаще всего через личный двигательный опыт.
  • Эпизодическая . Заключается в способности сохранять конкретные фрагменты информации с одновременным фиксированием ситуации, в которой она была получена.
  • Семантическая . Это один из видов долговременной памяти, основной функцией которой является хранение обобщенных знаний о мире.
  • Топографическая . Отвечает за ориентацию в пространстве, запоминание местности и маршрутов.

Другие виды

Название

Описание

Имплицитная В ней хранятся воспоминания, которые мы не стараемся запоминать намеренно. Это и различной степени значимости события из жизни, и приобретаемые в ходе совершения определенных действий навыки. Играет ведущую роль в формировании поведенческих привычек человека.
Эксплицитная Этот вид памяти отвечает за хранение намеренно запоминаемой информации. Любые процессы, нацеленные на целенаправленное запоминание, завершаются в эксплицитной памяти.
Эхоическая (аудиальная, слуховая) Отвечает за сохранение сенсорной и слуховой информации. Период хранения информации – короткий. Является вспомогательным инструментом распознавания речи, а также определения источника звука.
Репродуктивная Ее суть в повторном воспроизводстве сохраненной ранее информации с помощью такого действия, как припоминание. Этот вид памяти в особенности помогает людям, которым необходимо воспроизводить некие образы по памяти.
Реконструктивная Состоит в том, чтобы правильно восстановить последовательность тех или иных действий в рамках конкретных процессов.

Заключение

Заключение

Память – это сложное явление, имеющее под собой биологическую основу, но интересующее также и ученых от психологии. Выше мы привели характеристики различных видов памяти и процессов, за которые они отвечают, кратко перечислили факторы и закономерности, влияющие на формирование воспоминаний. У памяти есть свои законы, за разнообразие ее видов отвечают различные участки мозга.

Видео к материалу

Если вы увидели ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Память функционирует благодаря последовательной смене различных процессов. К основным процессам памяти относят запоминание, сохранение, забывание, воспроизведение и припоминание.

Запоминание - это процесс памяти, в результате которого происходит закрепление новой информации путем связывания ее с информацией, усвоенной раннее. Запоминание бывает кратковременным, долговременным, оперативным, произвольным и непроизвольным.

На продуктивность запоминания информацию влияют многочисленные факторы. Условно можно говорить о объективных (независимых от индивида) и субъективных (связанных с особенностями индивида) причинах эффективного запоминания (см. «Психология в схемах»).

В экспериментальных исследованиях В. Д. Шадрикова и Л. В. Черемошкиной выделены следующие приемы, повышающие результативность запоминания (иногда их называют мнемическими приемами) (приводится по: А. И. Рогов. Психология. М, 2004):

группировка - разбиение материала на группы по каким-либо основаниям (смыслу, ассоциациям, законам гештальта и т.д.);

выделение опорных пунктов - фиксация какого-либо краткого пункта, служащего опорой более широкого содержания;

план - совокупность опорных пунктов;

классификация - распределение каких-либо предметов, явлений, понятий по классам, группам, разрядам на основе определенных общих признаков;

структурирование - установление взаимного расположения частей, составляющих целое, внутреннего строения запоминаемого;

схематизация - изображения или описание чего-либо в основных чертах или в виде упрощенного представления запоминаемой информации;

аналогия - установление сходства, подобия в определенных отношения предметов, явлений, понятий;

мнемотехнические приемы - совокупность готовых, известных способов запоминания;

перекодирование - вербализация, или проговаривание, называние, представление информации в образной форме, преобразование информации на основе семантических, фонематических и других признаков;

достраивание запоминаемого материала и привнесение в запоминаемое субъектом: использование вербальных посредников, объединение и привнесение чего-либо по ситуативным признакам;

серийная организация материала - установление или построение различных последовательностей: распределение по объему, распределение по времени, упорядочивание в пространстве и т.д.;

ассоциации - установление связей по сходству, смежности или противоположности;

повторение - сознательно контролируемые и неконтролируемые процессы циркуляции информации, являющиеся универсальными и фундаментальными.

Запоминание как один из процессов памяти связано с запечатлением в психики той информации, которая воздействует на наши органы чувств или является продуктом мыслительной деятельности. Для последующего использования этой информации необходимо, чтобы она была сохранена в психике. Сохранение - процесс памяти, направленный на удержание в психике сведений о мире. Длительность, качество и другие характеристики сохранения зависят от значимости и объема запоминаемого материала, от его осмысленности при восприятии и других факторов.



Воспроизведение - процесс памяти, в результате которого происходит актуализация закрепленной ранее в психике информации. При воспроизведении информация извлекается из долговременной памяти. Воспроизведение может быть непреднамеренным (непроизвольным) и преднамеренным (произвольным). Непреднамеренное воспроизведение происходит независимо от желания и воли человека, а преднамеренное - в результате сознательной поставленной цели. В ситуации, когда человеку приходится прилагать значительные и длительные усилия на извлечение из памяти нужной информации, употребляют понятие припоминание.

Затруднения при воспроизведении могут быть связаны либо с непрочным запоминанием, либо с большим промежутком времени, прошедшем с момента запоминания.

Иногда для описания воспроизведения используют и другие понятия (узнавание - возникает при повторном восприятии объекта; реминисценция - более полное и точное воспроизведение материала по сравнению с первоначально запечатленным. Реминисценцию часто объясняют существованием процессов скрытой, бессознательной обработки заученного материала, особенно если он имеет большое значение для человека).

Забывание - процесс, указывающий на невозможность или неверность воспроизведения нужной информации. Забывание имеет как позитивный, так и негативный аспекты. Негативность забывания проявляется в том, что человек, не имея возможности использовать воспринятую ранее информацию, хуже решает стоящие задачи, может быть не адекватным, плохо адаптируемым к ситуации. Позитивность забывания связана с тем, что если бы человек с течением времени хранил всю воспринятую информацию, он мог бы «перегрузить» психику лишними данными, что привело бы к перенапряжению. Другая положительная роль забывания связана со «стиранием» в памяти неприятных жизненных ситуаций, событий и т.д. Если бы мы всегда помнили о неприятных моментах своей жизни, «застревали» и «проигрывали» их снова и снова, то наша жизнь превратилась бы в сплошной кошмар. По мнению З. Фрейда, причиняющие нам страдания мысли и чувства часто вытесняются в бессознательное (вытеснение, как один из способов психологической защиты, иначе еще называется «мотивированным забыванием»). Благодаря вытеснению человек не осознает и не помнит травмирующих прошлых событий. В то же время, вытесненные в бессознательное неприятные воспоминания, накапливаясь, могут порождать состояния тревоги и напряженности. В этих ситуациях необходимо, чтобы человек осознал истинную причину своих переживаний.

Забывание в значительной степени зависит от характера деятельности, непосредственно предшествующей запоминанию и происходящей после нее. Отрицательное влияние предшествующей запоминанию деятельности получило название проактивного (вперед направленного) торможения. Отрицательное влияние следующей за запоминанием деятельности называется ретроактивное (назад направленное) торможение. В ряде исследований установлено, что эффективность запоминания учебного материала выше, когда учебная деятельность организована разнообразно, когда вслед за заучиванием учащиеся либо отдыхали, либо осуществляли физические упражнения.

Темп забывания информации у разных людей различен. В то же время немецкий ученый Герман Эббингауз установил, что забывание неосмысленного материала особенно интенсивно протекает сразу после запоминания (см. «Психология в схемах»). Поэтому следует помнить о целесообразности осмысленного запоминания, а когда оно невозможно - необходимо организовать повторение материала после заучивания.

Катерина Никитина 12.09.2016

Чертоги разума
Как работает память, какие механизмы помогают нам запоминать и где хранятся наши воспоминания

В 1953 году молодому мужчине Генри Моллисону, который с раннего детства страдал эпилепсией, была проведена операция, в результате которой его жизнь кардинально изменилась. В ходе операции хирург полностью удалил 27-летнему Моллисону гиппокамп, так как к тому времени эпилепсия перешла в довольно тяжелую стадию и были необходимы радикальные методы лечения. Наблюдения за Моллисоном дали удивительные результаты: больной помнил все, что происходило с ним до момента удаления гиппокампа, но не мог запоминать новое.

Этот случай привлек большое внимание ученых к проблеме памяти и помог сделать первый шаг на пути к глобальным открытиям в нейронауке. Проект Fleming разобрался вместе с учеными в том, как же на самом деле может быть устроена наша память.

Память играет крайне важную роль в жизни человека. Очевидно, что без памяти мы не смогли бы полноценно существовать в обществе людей. Скорее всего, мы бы погибли гораздо раньше в процессе эволюции: наши предки не могли бы запоминать, обучать других и обучаться самим тому, что в окружающем их мире опасно и как этого можно избежать.

От древних греков до наших дней

Людей с давних времен интересовал такой феномен, как память. Еще древнегреческие философы пытались ответить на вопросы, где расположена память, от чего зависит ее объем и что она из себя представляет. Парменид считал, что память - это смесь тепла и холода: если мы взбалтываем эту смесь, происходит забывание, а если же эта смесь находится в покое, то человек обладает отличной памятью. Диоген предполагал, что память - это равномерное распределение воздуха в теле, и при изменении этого распределения происходит либо запоминание, либо забывание. Платон же выдвинул теорию, что это нечто, похожее на воск, в котором отпечатываются все наши впечатления и эмоции. Ученик Платона, Аристотель, считал, что запоминание связано с движением крови по организму, а забывание происходит в результате замедления ее движения. Также он сформулировал идею ассоциаций как основного механизма возникновения образов без видимых внешних раздражителей.

Другая древняя школа, римская, была солидарна с Платоном и «восковой» теорией. Новую для того времени концепцию предложил римский философ и врач Гален, который рассматривал память как результат движения жидкостей. Он предположил, что память локализуется в мозге, где и происходит их выработка.

Со временем человечество накапливало научные знания и открывало новые способы исследования памяти, и, следовательно, появлялись новые теории. Английский мыслитель Девид Гартлив XVIII веке предположил, что в мозгу существуют вибрации и новые впечатления их изменяют, после чего вибрации опять становятся прежними, но если впечатление возникает опять, то на возвращение в прежнее состояние требуется уже больше времени. В итоге это приводит к закреплению вибраций в новом состоянии – образуется след памяти. В ХХ веке эта теория нашла частичное подтверждение в нейрофизиологических исследованиях – эффект реверберации нервного импульса в замкнутых цепях нейронов. В XIX веке французский физиолог Пьер Жан Мари Флуранс предположил, что мозг действует как единое целое, и память расположена во всех его частях, а не в каком-то одном месте.

Экспериментальному изучению памяти в конце XIX века положил начало немецкий психолог Герман Эббингауз. Его труд «О памяти» является первой попыткой применения экспериментальных методов исследования к изучению памяти. Эббингауз производил на себе опыты заучивания и воспроизведения материала, избрав для этого бессмысленные ряды слогов. Он проводил опыты в течение двух лет. Их главнейшим результатом стало создание «кривой забывания», которая показывает, как долго хранится в памяти запомненная однажды информация.

Что такое память

Существует множество определений того, что же такое память. С точки зрения психологии, память – это следовая форма психического отражения прошлого, заключающаяся в запоминании, сохранении и последующем воспроизведении или узнавании ранее воспринятого. Физиология рассматривает память как сохранение информации о раздражителе после прекращения его действия. Если же рассматривать это понятие более глобально, то память - это одно из свойств нервной системы, заключающееся в способности какое-то время сохранять информацию о событиях внешнего мира и реакциях организма на эти события, а также многократно воспроизводить и изменять эту информацию. Память присуща всем живым организмам, которые имеют достаточно развитую центральную нервную систему. В зависимости от степени развития, у различных представителей животного мира память проявляется по-разному: от простых рефлексов, свойственных кишечнополостным, до гораздо более сложных проявлений нервной деятельности, свойственных птицам и млекопитающим.

Физиологической основой памяти являются следы нервных процессов, сохраняющихся в коре. Любой нервный процесс, будь то возбуждение или торможение, оставляет свой след в виде определенных функциональных изменений, которые в случае повторного раздражения облегчают течение соответствующих нервных процессов.

Нейрофизиологи называют такие следы “энграммами”. Энграмма - это след памяти, сформированный в результате обучения. С точки зрения науки, энграммы - это биохимические и биофизические изменения в мозге, появившиеся в результате внешнего воздействия; благодаря им мы способны хранить информацию. Существование энграмм - это одна из множества современных теорий, связанных с механизмами памяти, однако у данной теории довольно много научных оснований и, вследствии этого, приверженцев среди ученых.

На основе теории энграмм строится гипотеза консолидации следа памяти. Консолидация - это процесс, приводящий к закреплению энграммы, который реализуется засчет реверберации - многократного циркулирования импульса по замкнутым цепям нейронов. Центральные понятия данной гипотезы - это кратковременная и долговременная память. Согласно мнению ученых, при фиксации информации происходит переход с одной формы энграмм на другую.

Ранее считалось, что след памяти в своем развитии проходит два этапа: сначала этап кратковременной памяти, затем долговременной. Благодаря реверберации след сохраняется в кратковременной памяти на небольшой промежуток времени (предполагалось, не больше нескольких минут). Нейрофизиолог Дональд Хебб высказал предположение, что в процесс обучения вовлекаются только определенные нейроны, которые при многократном повторении одного и того же стимула формируют устойчивые замкнутые “клеточные ансамбли”, по цепи которых постоянно проходит электрический импульс, в результате которого происходят морфофункциональные и биохимические изменения синапсов (консолидация). При многократном использовании одних и тех же синаптических контактов происходит улучшение проведения импульса и формирование специфических белков.

В том случае, если процесс реверберации импульса будет прерван или предотвращен, переход энграммы из кратковременной памяти в долговременную окажется невозможным.

Данная гипотеза находит экспериментальное подтверждение. В опытах с использованием методов экспериментальной ретроградной амнезии (когда человек забыает о том, что предшествовало травмирующему событию) было установлено, что в фазе кратковременной памяти энграмма неустойчива: ее можно разрушить, например, электрошоком. Это происходит из-за того, что прерывается процесс реверберации и, в следствии этого, образование энграммы.

Но у этой гипотезы есть и недостатки.

Главным из таких недостатков является феномен восстановления памяти. Несмотря на действие электрошока, в некоторых случаях не происходит уничтожение энграмм, а появляется феномен спонтанного восстановления памяти. Память человека начинает восстанавливаться.

Ученые сумели разработать методы, с помощью которых можно восстановить след памяти после воздействия на участок мозга электрошоком. Они основаны на воздействии на мозг различными по силе электрическими импульсами до и после проведения эспериментальной ретроградной амнезии. Эти опыты доказали, что имеет место еще одна форма существования энграмм, третья, которая не может быть воспроизведена какое-то время после воздействия амнестического агента. Таким образом ученые пришли к выводу, что стирания энграмм не происходит, а проявляется лишь их временное подавление.

Почему ученым так интересны энграммы? Существует множество носителей информации - бумажные, электронные - и все они представляют собой аналоги энграмм. Однако наш мозг гораздо более сложно устроен и гораздо менее изучен, чем любой из существующих ныне процессоров. Мы способны не только хранить информацию, но и умеем в нужный момент воспроизвести необходимое воспоминание. Таким образом, изучив процессы кодирования информации, ученые надеются приблизиться к пониманию того, как же работает наша память.

Впервые теория о том, что отдельные участки мозга могут хранить воспоминания, появилась в результате эксперимента, во время которого больному эпилепсией стимулировали электрическими разрядами различные участки мозга. При стимулировании височной доли у больного начинали появляться яркие воспоминания. При повторном стимулировании этого участка воспоминание повторялось, что навело исследователей на мысль о поисках подобных участков коры с воспоминаниями.

При восприятии внешних раздражителей происходит сложное взаимодействие многих нервных клеток в различных участках коры больших полушарий головного мозга, между ними устанавливаются связи. Благодаря этим временным связям и возможен процесс памяти.

При этом не только звуки, зрительные образы, запахи и тактильные ощущения (то есть раздражители первой сигнальной системы) могут вызывать описанные нервные процессы. Слова, раздражители второй сигнальной системы, так же способны провоцировать образование связей между нейронами. Однако в обоих случаях установившиеся временные нервные связи не остаются неизменными. В процессе жизнедеятельности они изменяются, вступают в новые связи, перестраиваются под влиянием опыта.

Память включает в себя три отдельных, однако тесно связанных между собой процесса: кодирование информации, ее хранение и воспроизведение. Кодирование информации необходимо для образования уже упомянутых «следов памяти».

Существует деление памяти на сенсорную, кратковременную и долговременную. Сенсорная память обеспечивает краткое удержание стимула для того, чтобы мы успели запечатлить его и осознать. Кратковременная память (КП) представляет собой кладовую с ограниченной вместимостью, которую можно оценить с помощью задач на запоминание чисел. Большинство людей способно удерживать в памяти около 5-9 элементов, а их объединение позволяет запомнить даже больше. Без повторения такая информация сотрется из памяти через несколько минут. Долгосрочная память (ДП) более стойкая – несомненно гораздо более вместимая кладовая, содержащая все наши знания о мире и воспоминания о прошлом. Однако из долговременной памяти сложнее воспроизводить воспоминания: необходим такой же сигнал, как и тот, при котором информация была закодирована в ДП.

Где хранится память

Точный ответ на этот вопрос никто до сих пор не может дать. Считается, что в процессах запоминания участвуют почти все структуры мозга, однако ученые выделяют в головном мозге несколько особенно важных в отношении памяти зон.

В процессе запоминания принимают участие различные структуры мозга, которые можно разделить на общемозговой уровень (в него входит ретикулярная формация, гипоталамус, таламус, гиппокамп и лобная кора) и региональный уровень (все отделы коры, кроме лобной).

Существует множество систем, каждая из которых отвечает за свой вид памяти. Известно, что височная кора отвечает за запоминание и хранение образной информации, потому что находится рядом со зрительным центром. Большую роль играет гиппокамп. Гиппокамп - это парная структура, расположенная в центре височных отделов полушарий. Правый и левый гиппокампы связаны между собой нервными волокнами. Гиппокамп принадлежит к одной из наиболее старых систем мозга - лимбической, что обуславливает его многофункциональность. Большинство исследователей согласны с тем, что гиппокамп связан с памятью, но механизм его работы еще не ясен.

Существует теория «памяти двух состояний» о том, что гиппокамп удерживает информацию в бодрствовании, и переводит ее в кору больших полушарий во время сна. Еще одной функцией гиппокампа является запоминание и кодирование окружающего пространства (пространственная память). В 2014 году группа ученых получила Нобелевскую премию за открытие в гиппокампе крыс клеток, отвечающих за пространтсвенную ориентацию. Они активируются всякий раз, когда необходимо удержать в фокусе внимания внешние ориентиры, определяющие поведение.

При поражении гиппокампа возникает синдром Корсакова - заболевание, при котором больной при сравнительной сохранности следов долговременной памяти утрачивает память на текущие события. Уменьшение объема гиппокампа является одним из ранних диагностических признаков при болезни Альцгеймера.

Гиппокамп служит местом встречи условных и безусловных стимулов, участвует в процессах консолидации. Он определяет, что нужно запомнить в данный момент, а что неважно – это было доказано в опыте, в котором при удалении гиппокампа больной терял способность к запоминанию. Несмотря на неспособность к восприятию новой информации, Генри Моллисон сумел обучиться игре на музыкальных инструментах и некоторым компьютерным играм, что приписывают моторной памяти, так как каждый раз Моллисону приходилось заново разбираться в том, как играть в данную ему игру. Он обретал новые моторные навыки, но не помнил, как он их приобрел. Человек, который позволил ученым совершить открытия в области нейронаук, а в частности изучить роль гиппокампа, скончался в 2008 году в возрасте 82 лет, хотя сам он считал, что ему по-прежнему 27.

Помимо консолидации гиппокамп отвечает за воспроизведение информации под влиянием определенных стимулов, способствует образованию новых связей между нейронами.

В мозге так же существуют структуры генетической памяти, локализованные в таламогипоталамическом комплексе. Здесь находятся центры инстинктов - пищевые, оборонительные, половые, центры удовольствия и агрессии, центры эмоций (страха, тоски, радости, гнева и удовольствия). В двигательной зоне записаны позы, мимика, защитные и агрессивные движения.

Лимбическая система является зоной подсознательно-субъективного опыта человека. Здесь хранятся эмоциональные установки, устойчивые оценки, привычки. В лимбической системе локализована долговременная поведенческая память.

В неокортексе (новой коре) хранится все, что связано с сознательно-произвольной деятельностью. Лобные доли мозга - область словесно-логической памяти, где чувственная информация трансформируется в смысловую.

Теменные доли отвечают за запоминание простых задач. Височные доли хранят долговременные воспоминания. Миндалевидное тело воспроизводит воспоминания об эмоциональных событиях.

Память на уровне клеток

Главная клетка памяти - это нейрон. До недавнего времени ученые полагали, что ведущую роль в механизмах памяти играют отростки нервных клеток, однако сейчас главной частью клетки в процессах памяти считается ее тело.

Для изучения механизмов памяти последние несколько десятков лет ученые прибегают к помощи моллюсков.

Почему именно моллюски стали объектом исследования? Некоторые нервные клетки у моллюсков очень крупные, миллиметрового размера, то есть они видны невооруженным глазом. Это упрощает проведение опытов и открывает большие возможности для исследователей. Вместе с этим, для существ с такой примитивной нервной системой, у моллюсков довольно сложное поведение.

Благодаря кальмару Джон Эклс получил в 1963 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине за открытия, касающиеся ионных механизмов возбуждения и торможения в периферических и центральных участках нервных клеток. Изучая деятельность мозжечка, контролирующего координацию мышечных движений, Эклс пришел к выводу, что в мозжечке торможение играет особенно важную роль. В 2000 году улитка аплизия помогла Эрику Кендалу получить премию за сделанное с ее помощью открытие: кратковременная память обусловлена фосфорилированием белков, образующих в клеточных мембранах каналы, через которые могут проходить ионы кальция и другие ионы, участвующие в передаче нервного импульса. А долговременную память обеспечивает синтез новых белков, запускаемый в результате воздействия сильных стимулов. Эти белки изменяют строение синапса и его чувствительность к последующим стимулам. После успешных опытах на улитках Кендал решил проверить свою теорию на мышах и нашел точно такой же механизм, как и у аплазии.

Не только Кендал использовал аплизий для своих исследований. Ученые Калифорнийского университета Лос-Анджелеса подвергли сомнению широко распространенное мнение о том, что долговременная память хранится в мозгу в синапсах. Для подтверждения своих догадок они провели ряд экспериментов на знаменитых улитках.

Ранее считалось, что процессы памяти обусловлены синаптическим сообщением между нейронами с помощью особого вещества - серотонина, одного из главнейших нейромедиаторов, так же называемого “гормоном счастья”. Серотонин выполняет множество важнейших функций, однако участие в механизмах запоминания, согласно новейшим исследованиям, не входило в их список.

Исследователи воздействовали на аплизий электрическим током, вызывая у них таким образом сгибательный рефлекс, который как раз и является проявлением долговременной памяти. Электрический шок вызывал выделение серотонина, который, в свою очередь, формировал синаптические связи, порождавшие и сохранявшие воспоминания.

Если выделение серотонина на первом этапе эксперимента нарушалось, то происходило и нарушение памяти.

Слудеющий этап эксперимента проводился с помощью чашки Петри, куда поместили нервные клетки аплизий. При добавлении серотонина формировались новые синаптические связи, память сохранялась. Если же сразу вслед за серотонином в чашку добавляли ингибитор, мешавший выделению белков, то синаптические связи не формировались, память нарушалась. Если же ингибитор вводился через двадцать четыре часа, то синаптические связи продолжали развиваться, и память не нарушалась.

Ученые продолжали эскпериментировать с серотонином и обнаружили, что если добавить к нейронам в чашке Петри две порции серотонина с интервалом в 24 часа, а сразу после этого ввести белковый ингибитор, то синаптические связи и воспоминания оказывались стертыми. При подсчете оставшихся синаптических связей оказалось, что их количество вернулось к уровню, существовавшему до начала эксперимента. Выяснилось, что и среди исчезнувших, и среди сохранившихся связей были как новые, так и старые. Почему так происходит и что определяет сохранность связей, никто на данный момент не знает.

При проведении этого же эксперимента с живым моллюском выяснилось, что хотя часть синаптических связей исчезла, само воспоминание об электрическом шоке у моллюска сохранилось. Отсюда и был сделан важнейший вывод: воспоминания хранятся вовсе не в синапсах, а в каких-то других частях нервной системы. Ученые пока не могут с точностью определить где, но есть предположение, что за долговременную память отвечают ядра нейронов. Это дает большую надежду людям, больным Альцгеймером и их близким: если воспоминания хранятся не в синапсах, а в нейронах, то пока живы нервные клетки, воспоминания можно возродить.

Еще одним интересным феноменом в мире нейрофизиологии является “нейрон бабушки”. Впервые этот термин использовал нейробиолог Джерри Летвин в 1969 году во время беседы со студентами. Он сказал: «Если мозг человека состоит из специализированных нейронов, и они кодируют уникальные свойства различных объектов, то, в принципе, где-то в мозге должен быть нейрон, с помощью которого мы узнаем и помним свою бабушку». Этот термин прижился в науке, однако есть и другие варианты названия этого нейрона - «нейрон Монро», «нейрон Холли Берри», «нейрон Эйфелевой башни» и т.д.

Теория “нейрона бабушки” была подкреплена исследованиями 2005 года, во время которых невролог Кристоф Кох из Калифорнийского технологического института и профессор нейрохирургии Ицхак Фрид из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе установили, что признанием той или иной знаменитости в мозге заведуют отдельные клетки.

Нейроны активировались не только при воздействии соответствующего визуального стимула, но и при произнесении вслух названия объектов и в том случае, если испытуемый сам думал о них. Несмотря на то, что открытие «нейронов бабушки» не сильно помогло в понимании механизмов узнавания, их нахождение проложило дорогу к новым опытам, результаты которых, возможно, позволят ученым ответить на вопрос “как работает наша память?”.

Нейронаука - это обширная взаимосвязанная сеть дисциплин, которая включает в себя не только такие науки, как физиология и биохимия, но и информатика, инженерия, лингвистика, медицина, физика, философия и психология. Развившись из нейробиологии, это научное направление является на данный момент одним из самых продвинутых и захватывающих. Благодаря ученым, которые изучали и изучают нейроны моллюсков, воздействуют на мозг электрическими импульсами, а так же совершают множество других сложнейших операций над мозгом подопытных животных, в ближайшем будущем произойдет масса открытий, которая позволит нам по-новому взглянуть на нашу нервную систему, понять, как же все-таки работает наша память, а может быть и узнать, какие еще возможности скрывает наш мозг.

В наши дни накоплен немалый объем научных знаний, однако единой картины о процессах запоминания пока нет. Возможно, в результате дальнейшего развития науки, ученые смогут изобрести способ, с помощью которого у нас будет возможность понять этот сложный процесс.

Вконтакте

На этом сайте есть огромное количество статей и интерактивных схем, выпускаемых под пристальным вниманием редакторов-ведущих мировых учёных в области нейронаук. А ещё там есть раздел «Спроси эксперта» , где специалисты отвечают на вопросы простых смертных. Мы выбрали три вопроса о работе памяти и перевели их для вас.

Существует ли фотографическая память?

Ларри Сквайр,

профессор психиатрии, нейробиологии и психологии в Калифорнийском университете Сан-Диего. Исследует организацию и неврологические основы памяти.

Говоря о фотографической памяти, обычно имеют в виду способность человека очень подробно запоминать визуальную информацию. Предполагается, что такие люди словно делают мысленные снимки так же, как фотоаппарат создаёт статичные изображения, а потом могут вспоминать их без ошибок. Однако фотографической памяти в этом смысле не существует.

Это легко продемонстрировать, попросив людей, которые считают, что обладают фотографической памятью, прочитать две-три строки текста, а затем воспроизвести текст по памяти в обратном порядке. Если бы память работала как фотография, у них бы это получилось, но в жизни такого не происходит.

Память больше похожа на кусочки головоломки , чем на фотографию. Чтобы вспомнить событие прошлого, мы собираем вместе самые запоминающиеся элементы и обычно забываем то, что творилось на фоне, цвет стен, картину на заднем плане, точные формулировки. Пропуская детали, мы формулируем основное содержание. Мы хорошо помним суть случившегося и плохо - частные элементы. Это выгодно, потому что содержание события важнее, чем детали.

Конечно, у разных людей способность к запоминанию отличается. То, насколько хорошо мы запоминаем вещи, зависит от того, насколько сильно мы обращали на них внимание. Кроме того, на способность запоминать влияет то, как мы воспроизводим материал в сознании и соотносим его с уже известным.

Некоторые люди с хорошей памятью используют специальные техники для её развития. Другие могут без усилий вспомнить большое количество автобиографической информации из разных сфер жизни. Исследователи узнают больше о памяти и её механизмах, изучая таких людей, а также тех, кто страдает нарушениями памяти из-за болезни или травм.

Как помочь ученикам лучше запоминать информацию?

Томас Кэрью,

профессор нейронаук в Нью-Йоркском университете. Изучает, как мозг получает информацию, где её хранит и как использует.

Всякий, кто когда-либо готовился к экзаменам, однажды задавал себе вопрос - как поместить в мозг побольше информации и подольше её сохранить? Вот два практических способа, основанных на экспериментальных данных.

Около 130 лет назад немецкий психолог Германн Эббингаус провёл значимую серию исследований по изучению памяти человека. Результаты показали, что отдых перед новым обращением к материалу даёт преимущества. Это наблюдение теперь известно как эффект интервального повторения.

С момента открытия Эббингауса сотни исследований подтвердили: занятия, которые разнесены во времени, приносят больше пользы в плане запоминаемости материала, чем то же количество занятий, следующих друг за другом впритык.

Мы всё ещё изучаем, как именно работает интервальный механизм. Чтобы сформировать долговременную память, синапсические связи укрепляются, а это требует производства клеточных белков. Есть основания предполагать, что разнесённое обучение улучшает производство этих белков.

Таким образом, для более успешных результатов требуется делать перерывы во время занятий и, когда это возможно, дробить уроки на части.

Кажется логичным, что всё главное, что связано с запоминанием материала, случается, когда мы учимся чему-то впервые, а последующие контрольные и тесты нужны только для измерения и оценки. Однако проверка знаний имеет бо льшее значение, чем кажется на первый взгляд.

Работы исследователей памяти выявили важность обучения с расширенным тестированием. Главный вывод заключается в том, что регулярная проверка может значительно улучшить способность вызывать материал в памяти. Интересно, что повторное изучение материала не принесло таких результатов. Это указывает на то, что при формировании долговременных воспоминаний восстановление информации в памяти может играть более значимую роль, чем запоминание.

Неврологическая основа этого явления неясна. Однако популярная гипотеза предполагает, что припоминание уже известного активизирует процесс укрепления нейронных связей.

Используйте больше викторин и тестов, как на уроках, так и в домашней работе, чтобы помочь ученикам вспоминать материал почаще.

Откуда берётся дежавю?

Говард Айхенбаум,

директор Центра памяти и мозга, Лаборатории когнитивной нейробиологии и Центра нейронауки в Бостонском университете.

Дежавю - это странное чувство, когда нам кажется, что с нами уже происходило то, что мы вообще-то совершенно точно переживаем в первый раз. Изучать дежавю в лабораторных условиях трудно, ведь явление это редкое и трудно воспроизводимое.

Тем не менее, есть нечто общее между дежавю и более распространенной ситуацией, при которой кто-то кажется знакомым, хотя вы не помните имени этого человека и обстоятельств знакомства. В отличие от дежавю, учёные могут воспроизвести такое ощущение узнавания в лаборатории. Один из способов сделать это - попросить участников исследования оценить лица и места, как виденные ранее, так и нет.

Такие исследования помогли учёным понять, что узнавание и воспоминание - это две разные формы памяти, которые работают вместе. Чувство смутного узнавания люди испытывают легко, а вот конкретное воспоминание, требующее установления ассоциаций и критического подхода, занимает больше времени. Например, если какой-то человек кажется вам знакомым, вы сможете разобраться, кто он такой, поговорив с ним и достроив картину.

Функциональные исследования с помощью МРТ показали, что в распознавании знакомых изображений участвуют перирхинальная кора и прилегающая область, называемая корой парафтопампала. Оба этих отдела отправляют информацию в гиппокамп, который также участвует в работе памяти. Полный опыт воспоминания может представлять собой объединение сходящихся сигналов от перирхинальной и парафтопампальной области.