Идиотский бесценный мозг

Также случаются менее глобальные сбои, с которыми, скорее всего, сталкивались большинство из вас. Например, существует явление гипнагогического подергивания, когда, засыпая, вы вдруг резко дергаетесь. Вам кажется, будто вы внезапно откуда-то падаете и, приземлившись в кровати, вздргаиваете. Это часто встречается у детей и постепенно с возрастом сходит на нет. Гипнагонические подергивания пытались объяснить тревогой, стрессом, нарушениями сна и так далее, но, судя по всему, в большинстве своем они возникают случайно. Некоторые теории утверждают, что мозг ошибочно принимает погружение в сон за «умирание», поэтому пытается срочно нас разбудить. Это бессмысленно, потому что мозг сам принимает активное участие в том, чтобы мы уснули. Есть и другая теория о гипнагогических подергиваниях – это пережиток эволюции из тех времен, когда мы спали на деревьях. При внезапном наклоне у человека возникало чувство, что он сейчас упадет. Ощущение паники способствовало его пробуждению. Возможно и совершенно другое объяснение. Причина, по которой это явление чаще возникает у детей, скорее всего, заключается в том, что их мозг еще развивается, в нем устанавливаются новые связи и отлаживаются различные системы и функции. По многим причинам абсолютно все сбои и помехи в таких сложных системах, как те, что используют наш мозг, так никогда и не исчезают, поэтому гипнагогические подергивания сохраняются и во взрослом возрасте. В конечном счете это просто немного странное, хотя и совершенно безобидное, явление [17].

Что еще является практически безопасным, но не кажется таковым – это сонный паралич. По какой-то причине мозг иногда забывает включить двигательную систему после того, как мы просыпаемся. Как и почему это происходит, пока точно не известно. Наиболее популярная теория связывает это явление с тонкой организацией фаз сна. Каждую фазу регулируют различные виды нервной активности, которые зависят от работы различных групп нейронов. Иногда бывает так, что происходит сбой при переключении с одной группы нейронов на другую, поэтому сигналы от нейронов, запускающих двигательную систему, оказываются слишком слабыми, а от выключающих систему нейронов – слишком сильными или долго действующими. В итоге мы приходим в сознание, но не можем контролировать собственные мышцы. Когда мы уже полностью проснулись, механизм, отключающий способность двигаться во время БДГ-фазы сна, все еще работает, поэтому мы не можем пошевелиться [18]. Как правило, это продолжается недолго, потому что, как только мы просыпаемся, остальная мозговая активность выходит на нормальный, соответствующий полному сознанию уровень и игнорирует сигналы от системы сна. Тем не менее находиться в таком состоянии ужасно страшно.

Этот страх тоже возникает не сам по себе. Беспомощность и беззащитность, которую человек испытывает в состоянии сонного паралича, вызывает у него сильную реакцию страха. Механизмы этого мы обсудим в следующем разделе. Страх может оказаться достаточно сильным, чтобы вызвать галлюцинаторное ощущение опасности, из-за чего человеку начинает казаться, будто в помещении находится посторонний. Считается, что именно отсюда берут корни фантазии о похищении инопланетянами и легенды о суккубах. У большинства людей, испытавших сонный паралич, страх возникает редко и очень ненадолго, но для некоторых он становится хронической и устойчивой проблемой. Это связывают с депрессией и подобными расстройствами, предполагающими определенные глубинные нарушения в работе мозга.

Еще более сложное явление, скорее всего связанное с сонным параличом, – лунатизм. Его тоже связывают с системой, которая во время сна отключает моторику. Только тут причины ровно противоположные: система недостаточно сильна или ее элементы действуют недостаточно слаженно. Лунатизм чаще встречается у детей, поэтому ученые выдвинули теорию, что его причина заключается в том, что система подавления моторики у них еще не полностью развита. Некоторые исследования показывают, что недоразвитость нервной системы может быть возможной причиной лунатизма или, по крайней мере, следствием его появление [19]. По некоторым наблюдениям, лунатизм чаще встречается в конкретных семьях и передается по наследству, по чему можно предположить, что у этой незрелости нервной системы есть генетическая составляющая. Однако приступ лунатизма случается и у взрослого под воздействием стресса, алкоголя, медикаментов и других факторов. По отдельности или все вместе они способны повлиять на эту систему подавления моторики. Некоторые ученые утверждают, что лунатизм – это разновидность или проявление эпилепсии, которая, очевидно, возникает вследствие неконтролируемой или неупорядоченной мозговой активности. Так или иначе, когда мозг путает функции контроля сна и контроля движений – это всегда очень тревожно.

Однако начнем с того, что эта проблема вообще бы не возникла, если бы мозг не был столь активен во время сна. И все же почему так происходит? Чем мозг занимается во время сна?

Есть предположение, что высокоактивная БДГ-фаза сна имеет несколько функций. Одна из главных функций связана с памятью. Существует устойчивая теория, что во время БДГ-фазы сна мозг закрепляет и организует наши воспоминания, а также обеспечивает их сохранность. Мозг связывает старые воспоминания с новыми; активирует новые воспоминания, чтобы закрепить их и облегчить к ним доступ; будит очень старые воспоминания, чтобы удостовериться, что связи с ними не исчезли, и так далее. Это происходит во время сна, скорее всего, потому, что в это время в мозг не поступает информация из внешнего мира, которая могла бы усложнить или запутать процесс. Вы же никогда не видели, чтобы дорожное покрытие меняли, когда по дороге все еще едут автомобили? Здесь действует та же логика.

Активация и сохранение воспоминаний приводит к тому, что они, по сути дела, переживаются человеком заново. Очень старые переживания и новые образы перемешиваются. Последовательность переживаний, которая впоследствии возникает, не имеет определенного порядка или логической структуры. Вот почему сны всегда кажутся настолько странными и потусторонними. Также есть мнение, что передние отделы мозга, ответственные за внимание и логику, пытаются привнести хоть какой-нибудь здравый смысл в нагромождение событий. Этим объясняется, почему, видя сны, мы чувствуем, что происходящее в них реально и возможно.

Несмотря на свою беспорядочную и непредсказуемую природу, некоторые сны могут повторяться. Как правило, это связывают с каким-нибудь нерешенным вопросом или проблемой. Действительно, если что-то в вашей жизни вас очень беспокоит (например, приближение срока сдачи книги, которую вы согласились написать), вы будете много об этом думать. В итоге у вас появятся новые, требующие организации воспоминания. Тревожные мысли будут чаще попадать в сны, и в конечном счете вам регулярно станет сниться, как вы сгораете в кабинете издателя.

Другая теория говорит о том, что БДГ-фаза сна особенно важна для маленьких детей, поскольку она способствует развитию нервной системы, а не просто обрабатывает воспоминания и укрепляет связи в мозге. Этим можно объяснить, почему младенцам и маленьким детям времени сна необходимо больше, чем взрослым (нередко больше половины суток) и приходится проводить гораздо больше времени в БДГ-фазе сна (около 80 % от всего времени сна по сравнению со всего 20 % у взрослых). У взрослых БДГ-фаза сна сохраняется, хотя и на более низком уровне, чтобы сохранять эффективность работы мозга.

Есть мнение, что сон необходим для того, чтобы очистить мозг от отходов. Сложные процессы, происходящие в клетках мозга, образуют множество побочных продуктов, которые необходимо убрать. Некоторые исследования показали, что наиболее активно это происходит во время сна. Поэтому, возможно, сон для мозга равносилен закрытию ресторана на уборку между обеденными и вечерними часами работы: он по-прежнему работает, но занят другими делами.

Как бы то ни было, сон жизненно необходим для нормальной работы мозга. У людей, лишенных сна, особенно его БДГ-фазы, быстро возникают серьезные нарушения способности концентрироваться, управлять вниманием и принимать решения; у них растет уровень стресса, ухудшается настроение, они становятся раздражительными и в целом начинают хуже справляться с любыми задачами. Ядерные катастрофы в Чернобыле и Три-Майл-Айленде[10] были связаны с тем, что инженеры были перегружены работой и переутомлены. Вследствие этой же проблемы произошло крушение шаттла «Челленджер». Давайте не будем задумываться об отдаленных последствиях решений, которые принимают невыспавшиеся врачи во время третьей подряд за два дня двенадцатичасовой смены [20]. Если вы слишком долго обходились без сна, ваш мозг начинает запускать «микросон», во время которого вы урывками спите по нескольку минут или даже секунд. Наш организм в ходе эволюции приучился готовиться к долгому периоду нахождения без сознания и извлекать из этого пользу, а маленькие разбросанные крохи сна не дают нам ничего хорошего. Даже если мы научимся справляться со всеми когнитивными проблемами, которые вызывает недосып, он приводит еще и к нарушениям иммунной системы, ожирению, стрессам и болезням сердца.

И если вдруг, читая эту книгу, вы начнете клевать носом, знайте: она не скучная, она целебная.





Это просто старый халат, а может быть, кровожадный маньяк с топором

(Мозг и реакция «бей или беги»)




Мы – живые и дышащие существа, и для нашего выживания необходимо, чтобы наши биологические потребности – в сне, пище, движении – были удовлетворены. Но наше существование полностью зависит не только от этого. В окружающем мире нас подстерегает множество опасностей. К счастью, миллионы лет эволюции вооружили нас сложной и надежной защитной системой, которая позволяет реагировать на любую потенциальную угрозу. За нашу защиту потрясающе быстро и точно отвечает мозг. У нас даже есть эмоция, предназначенная для распознавания угроз и концентрации внимания на них: это страх. Однако у всего есть и обратная сторона: для нашего мозга характерен подход «береженого Бог бережет», и поэтому мы нередко испытываем страх в ситуациях, где для этого нет никаких оснований.

Многим из вас, возможно, знакома такая ситуация. Может быть, однажды вы лежали без сна в темной спальне, когда тени на стенах стали все меньше напоминать ветки сухого дерева за окном и все больше походить на протянутые костяные руки какого-то жуткого чудовища. И вдруг у двери вы увидели силуэт человека в капюшоне.

Совершенно точно, это тот маньяк с топором из кино. И вас, само собой, охватывает леденящий ужас. Однако маньяк с топором не двигается. Он не умеет. Потому что это не маньяк, а халат. Тот самый, который вы до этого повесили на дверь спальни.

С точки зрения логики такая сильная реакция на вещи, которые, очевидно, совершенно безвредны, не имеет смысла. Так зачем ей вообще возникать? Дело в том, что наш мозг не уверен в ее безвредности. Мы можем жить в стерильных пузырях, а все острые углы вокруг нас могут быть сглажены, но мозг все равно будет опасаться, что смерть в любой момент выскочит из-за ближайшего куста. Для нашего мозга повседневная жизнь похожа на ходьбу по канату над пропастью, полной рассерженных барсуков-медоедов[11] и битого стекла; одно неверное движение – и вы превратитесь в отвратительное месиво, пройдя через недолгую, но сильную боль.

Такую склонность нашего мозга можно понять. Люди развивались в недружелюбном, диком мире, где опасности подстерегали их на каждом шагу. Те из них, кто обрел здоровую паранойю и подскакивал при виде теней (у которых на самом деле могли быть зубы), жили достаточно долго для того, чтобы передать свои гены. В итоге на случай столкновения с любой потенциальной угрозой или опасностью у современного человека есть набор (преимущественно бессознательных) рефлексов, позволяющих вовремя реагировать и лучше справляться с упомянутой угрозой. Она называется «реакция “бей или беги”».

Как вы могли бы предположить, реакция «бей или беги» обеспечивается механизмами работы мозга. Информация от органов чувств достигает мозга и попадает в таламус, который, по сути, является центральным мозговым распределительным узлом. Если бы мозг был городом, таламус был бы чем-то вроде главной станции, куда все попадает перед отправкой в пункт назначения [21]. Таламус соединяется как с продвинутыми областями в коре больших полушарий, отвечающими за сознание, так и с более примитивными «древними» областями в среднем мозге и стволе мозга.

Иногда стимулы, поступающие в таламус от органов чувств, оказываются тревожными. Они могут быть незнакомыми или знакомыми, но всегда тревожными. Например, если вы заблудились в лесу и слышите рев, это что-то незнакомое. Или если вы дома одни и слышите шаги наверху, это что-то знакомое, но скверное. В каждом из этих случаев поступающая от органов чувств информация получает пометку «это нехорошо». Эта информация проходит дальнейшую обработку в коре больших полушарий, где склонная к анализу часть мозга изучает ее и задает вопрос «Стоит ли беспокоиться?», одновременно проверяя в памяти, случалось ли что-нибудь подобное раньше. Если информации о безопасности того, с чем мы столкнулись, оказывается недостаточно, может запуститься реакция «бей или беги».

При этом информация от органов чувств поступает как в кору головного мозга, так и в миндалину – часть мозга, ответственную за обработку сильных эмоций, и в частности страха. Миндалина не вникает в тонкости. Она чувствует, что что-то, возможно, идет не так, и сразу же начинает бить тревогу. Эта реакция намного быстрее, чем более сложный процесс анализа в коре головного мозга. Поэтому, когда происходит что-то пугающее, например, неожиданно лопается воздушный шар, реакция страха возникает почти сразу же, еще до того, как вы достаточно осмыслите это событие и поймете, что оно не несет угрозы [22].

Затем сигнал идет в гипоталамус. Это структура мозга, расположенная прямо под таламусом (поэтому так называется). В основном он отвечает за то, чтобы тело начало действовать. Если продолжить метафору, которую я привел выше, таламус – это станция, а гипоталамус – это стоянка такси рядом со станцией, необходимая для доставки важных вещей в город. Одна из функций гипоталамуса – это запуск реакции «бей или беги». Он делает это, по сути заставляя симпатическую нервную систему приводить тело в состояние «боевой готовности».

И тут вы можете спросить: «А что такое симпатическая нервная система?» Хороший вопрос.

Нервная система, сеть из нервов и нейронов, протянутая по всему телу, позволяет мозгу управлять телом, а телу – посылать сигналы в мозг и влиять на его работу. Центральная нервная система – мозг и спинной мозг – это место, где принимаются ответственные решения, и поэтому их защищает твердый костяной слой (череп и позвоночный столб). От этих структур ответвляется множество больших нервов. Они разделяются и тянутся дальше, иннервируя (это настоящий термин, обозначающий снабжение органов и тканей нервами) все остальное тело. Эти далеко простирающиеся нервы и их ответвления, находящиеся снаружи головного и спинного мозга, называются «периферической нервной системой».

Периферическая нервная система имеет две составляющие. Есть соматическая нервная система, известная также как произвольная нервная система. Она связывает мозг с опорно-двигательным аппаратом, позволяя нам делать осознанные движения. Кроме того, есть автономная нервная система, которая управляет всеми неосознаваемыми процессами, поддерживающими в нас жизнь, и потому связана в основном с внутренними органами.

Однако, если углубиться еще больше, автономная нервная система тоже имеет две составляющие: симпатическую и парасимпатическую нервные системы. Парасимпатическая нервная система управляет более спокойными телесными процессами, такими как неспешное пищеварение или выделение отходов. Если бы кто-нибудь захотел снять ситком с участием различных человеческих органов, парасимпатическая нервная система была бы флегматичным персонажем, который советовал бы всем «расслабиться» и редко вставал бы с дивана.

Симпатическая нервная система, напротив, крайне напряжена. Она была бы задерганным параноиком, который постоянно обматывается фольгой и вещает о происках ЦРУ любому, кто согласится слушать. Симпатическую нервную систему часто называют «системой “бей или беги”», потому что именно она вызывает различные реакции, которые тело использует, чтобы справляться с угрозами. Симпатическая нервная система расширяет наши зрачки, чтобы в наши глаза попадало больше света и мы могли лучше замечать опасность. Она увеличивает частоту сердцебиения, одновременно перенаправляя кровь от периферии и несущественных для выживания органов и систем (в том числе пищеварительной и слюноотделительной, вот почему от страха у нас пересыхает во рту) к мышцам, предоставляя нам всю возможную энергию, чтобы мы могли бежать или бороться (и в итоге мы чувствуем себя на взводе).

Симпатическая и парасимпатическая системы постоянно активны. Как правило, они уравновешивают друг друга и обеспечивают нормальную работу нашего организма. Но в экстренных случаях симпатическая нервная система берет верх и приспосабливает тело к борьбе или (метафорически) к бегству. Кроме того, реакция «бей или беги» запускает работу мозгового вещества надпочечников (расположенного прямо на верхней части почек), а это значит, что наши тела наполняются адреналином. В результате возникает множество знакомых нам реакций на угрозу: напряжение, чувство «бабочек в животе», учащенное дыхание для насыщения крови кислородом и даже послабление кишечника (если вы будете убегать, спасая жизнь, вам не нужен будет лишний «груз»).

Также повышается наша бдительность, и мы становимся крайне чувствительны к возможным опасностям. Наша способность сосредотачиваться на любых мелких проблемах, которые волновали нас до появления угрозы, снижается. Это следствие того, что мозг постоянно выслеживает опасность. Вдобавок в него неожиданно ударяет волна адреналина, усиливая одни виды мозговой активности и ослабляя другие [23].

Процесс обработки эмоций в мозге также становится гораздо активнее [24], в основном из-за того, что в нем участвует миндалина. При столкновении с угрозой важно, чтобы у нас как можно быстрее возникла мотивация принять вызов или сбежать, поэтому мы быстро приходим в ужас или впадаем в гнев. Благодаря этому становится понятно дальнейшее направление действий и мы можем не тратить время на длинные рассуждения.

Столкнувшись с потенциальной угрозой, и мозг, и тело быстро переходят в состояние повышенной бдительности и физической готовности справиться с ней. Однако проблема заключается в слове «потенциальная». Реакция «бей или беги» запускается до того, как мы понимаем, нужно ли это на самом деле.

Опять же с точки зрения логики это имеет смысл – первобытный человек, который убегает от чего-то, что может оказаться тигром, с большей вероятностью мог выжить и оставить потомство, чем тот, который говорил: «Давайте подождем, чтобы удостовериться».

Для выживания в дикой природе такая стратегия полезна, но современному человеку она очень усложняет жизнь. В реакцию «бей или беги» вовлечено множество реальных и энергозатратных физических процессов, и для того чтобы последствия их запуска сошли на нет, нужно время. Например, адреналин уходит из крови далеко не сразу, поэтому, если наши тела переходят в боевой режим каждый раз, когда внезапно лопается воздушный шарик, это достаточно неудобно [25]. Бывает так, что мы испытываем напряжение и прилив сил, необходимые для реакции «бей или беги», а в итоге оказывается, что они были не нужны. Но наши мышцы все еще напряжены, сердце колотится, и если не сбросить напряжение при помощи быстрой пробежки или потасовки с нарушителем спокойствия, это может привести к возникновению спазмов, мышечных узлов, дрожи и многих других неприятностей.


Кроме того, человек испытывает очень сильные чувства. Человек, уже заряженный на то, чтобы испугаться или рассердиться, не может просто одним щелчком выключить эмоции, поэтому в итоге нередко перенаправляет их на другие, ни в чем не повинные объекты. Посоветуйте крайне напряженному человеку «расслабиться» и посмотрите, что будет.

То, что реакция «бей или беги» очень энергозатратна с физической точки зрения, – только часть дела. Мозг, который настолько склонен искать опасности и угрозы и сосредотачиваться на них, сам по себе представляет все большую проблему. Прежде всего мозг может брать в расчет текущую ситуацию и становиться из-за этого более склонным к поиску опасностей. Если мы находимся в темной спальне, мозг понимает, что нам видно не так уж и много, поэтому настраивается на поиск любых подозрительных шумов. А еще мы знаем, что ночью должно быть тихо, поэтому любые возникшие шумы привлекут наше внимание и с большой вероятностью запустят наши системы тревоги. Благодаря сложному устройству мозга, современный человек способен предчувствовать, рассуждать и воображать, а из этого следует, что теперь мы можем испугаться того, что еще не произошло, или того, чего нет, например халата-убийцы с топором.

Глава 3 посвящена тому, как странно мозг использует и обрабатывает чувство страха в повседневной жизни. Если часть нашего мозга, ответственная за сознание, не занята контролем базовых процессов, необходимых для нашего выживания (и не мешает их нормальной работе, как это часто бывает), то она особенно активно начинает выдумывать, как нам что-нибудь может причинить вред. И это может быть вовсе не физический вред, а что-нибудь неосязаемое, например, смущение или грусть. Хотя такие эмоции физически безвредны, мы все же стараемся их избегать, поэтому самой вероятности, что мы их испытаем, достаточно, чтобы запустить реакцию «бей или беги».





Глава 2

Дар памяти (сохраните чек)

Система человеческой памяти и ее странные свойства





В наши дни слово «память» можно услышать часто, хотя и в техническом смысле. Компьютерная память – уже обыденное понятие: место для хранения информации. Память телефона, память в iPod; даже USB-флешки называют карточками памяти. Что может быть проще, чем карточка? Так что можно простить людей за то, что они думают, будто компьютерная и человеческая память работают одинаково. Информация попадает в мозг, мозг записывает ее, а вы при необходимости получаете к ней доступ. Так?

Не так. Данные и информация попадают в память компьютера, где находятся до тех пор, пока они не понадобятся. Тогда, если не возникнет технических помех, они восстанавливаются в то же состояние, в котором были, когда их впервые сохранили. Пока все логично.

Однако представьте себе компьютер, который по какой-то неведомой причине решил, что одни данные в его памяти важнее, чем другие. Или компьютер, который хранит информацию без всякой логической схемы, и поэтому, чтобы найти необходимые данные, вам приходится бессистемно перебирать папки и жесткие диски. Или компьютер, который постоянно без спросу и когда попало открывает ваши самые личные и постыдные файлы, например файл с вашими эротическими фанфиками о Заботливых Мишках[12]. А вдруг компьютер решит, что ему на самом деле не нравится сохраненная вами информация, и поэтому изменит ее так, чтобы она соответствовала его предпочтениям?

Представьте себе компьютер, который делал бы все это постоянно. Такой прибор вылетел бы из окна вашего кабинета меньше чем через полчаса после включения.

Однако ваш мозг делает с вашей памятью именно это, причем все время. Можно купить новый компьютер или вернуть неисправный в магазин, наорав на продавца, который посоветовал его купить. А вот с мозгом такой номер не пройдет. Его даже нельзя выключить и снова включить, чтобы перезагрузить систему (сон, как мы обсудили выше, не считается).

Сравнение мозга с компьютером крайне упрощено, вводит в заблуждение, и система памяти служит тому прекрасной иллюстрацией. В этой главе рассмотрены самые странные и любопытные свойства нашей системы памяти. Я бы сказал, что они «запоминающиеся», но гарантировать этого не могу, учитывая, насколько запутанной наша система памяти может быть.





Зачем я сейчас сюда зашел?

(разрыв между долговременной и кратковременной памятью)




У всех нас когда-нибудь так бывало. Ты занимаешься чем-нибудь в одной комнате, и внезапно оказывается, что тебе зачем-то надо пойти в другую комнату. По дороге туда тебя что-то отвлекает – звучащая по радио музыка, кем-то произнесенная удивившая тебя фраза или внезапный поворот сюжета в телевизионном шоу. Как бы то ни было, ты достигаешь своего пункта назначения, и внезапно оказывается, что ты понятия не имеешь, почему решил сюда прийти. Это злит, это раздражает, это отнимает время. Это один из множества заскоков, связанных с тем, насколько удивительно сложно устроен процесс обработки воспоминаний.

Большинству из нас хорошо известно деление памяти на кратковременную и долговременную. Они существенно различаются, но при этом зависят друг от друга. Обе носят соответствующие им названия: информация в кратковременной памяти хранится самое большее минуту, в то время как в долговременной памяти информация может и действительно хранится всю жизнь. Любой, кто называет кратковременной памятью свои воспоминания о том, что было день или даже всего несколько часов назад, не прав – это уже долговременная память.

Кратковременная память действует на небольших промежутках времени, зато именно она отвечает за непрерывные сознательные манипуляции с информацией – с тем, о чем мы сейчас думаем. Долговременная память предоставляет нам огромное количество информации, чтобы облегчить наше мышление, но само мышление происходит именно в кратковременной памяти. (Поэтому некоторые специалисты по нейронаукам предпочитают говорить о «рабочей» памяти, которая, как мы увидим дальше, по сути представляет собой кратковременную память в сочетании с некоторыми дополнительными процессами.)

Многие из вас удивятся, когда узнают, что объем кратковременной памяти очень мал. Современные исследования показывают, что среднестатистическая кратковременная память может единовременно удержать максимум четыре «единицы информация» [1]. Если дать человеку список слов и попросить его запомнить, он сможет воспроизвести только четыре слова. Это утверждение основано на бесчисленных экспериментах, где людям надо было вспоминать слова или другие объекты из показанного им списка, и в среднем с достаточной степенью уверенности они могли вспомнить только четыре. На протяжении многих лет считалось, что объем кратковременной памяти составляет семь плюс-минус две единицы. Это называется «волшебное число», или «закон Миллера», потому что число было получено в экспериментах Джорджа Миллера, проведенных в 1950 году [2]. Однако в дальнейшем была усовершенствована методика эксперимента и уточнены критерии того, что можно считать правильным воспроизведением. В результате вышло, что реальный объем памяти все же ближе к четырем единицам.

Я использую неопределенный термин «единица» не потому, что плохо изучил вопрос (ну, не только потому). Дело в том, что само понятие «единицы» кратковременной памяти очень растяжимо. Чтобы обойти ограничения кратковременной памяти и увеличить доступный объем хранилища, люди разработали различные стратегии. Одна из таких – процесс, называемый «группировка»[13], когда человек, для более эффективного использования объема кратковременного хранилища, объединяет несколько объектов в одну единицу, или «чанк»[14] [3]. Если попросить вас запомнить слова «пахнет», «мама», «сыр», «как» и «твоя», то это будет пять единиц. Однако если попросить вас запомнить фразу «Твоя мама пахнет как сыр», выйдет одна единица и, возможно, драка с экспериментатором.

Напротив, максимальный объем долговременной памяти нам неизвестен, потому что никто еще не прожил так долго, чтобы заполнить ее; она вместительна до неприличия. Тогда почему кратковременная память настолько ограниченна? Отчасти потому, что она все время в работе. Мы что-то чувствуем и о чем-то думаем каждую минуту бодрствования (и немного во время сна). А значит, информация поступает и исчезает с ужасающей скоростью. Это место плохо подходит для долговременного хранилища, где необходимы покой и порядок, – оно подобно тому, как если бы вы оставили все свои ящики и папки с документами на входе в оживленный аэропорт.

Другая причина заключается в том, что у кратковременной памяти нет «физической» основы; информация в ней хранится в виде особых паттернов нейронной активности. Поясню: «нейрон» – это официальное название клеток мозга, или «нервных» клеток. Нейроны составляют основу всей нервной системы. Каждый из них по сути представляет собой крошечный биологический процессор, способный получать и передавать информацию в виде электрической активности на оболочке клеточной мембраны, которая придает клетке форму и образует сложные связи с другими нейронами. Итак, кратковременная память основана на нейронной активности в специализированных зонах головного мозга, таких, как дорсолатеральная префронтальная кора в лобной доле [4]. Из исследований со сканированием мозга мы знаем, что в лобной доле происходит множество других, более сложных «мыслительных» процессов.

Хранить информацию в виде паттернов нейронной активности довольно сложно. Это как если бы вы составляли список покупок на пенке своего капучино: технически это возможно, потому что пенка на несколько мгновений может удержать очертания слов, но практически – бессмысленно. Кратковременная память нужна для быстрой обработки информации и манипуляций с ней, и под воздействием непрерывного потока поступающей информации все неважное будет проигнорировано, или быстро переписано, или вообще исчезнет.

В этой системе нет защиты от ошибок. Нередко важная информация вылетает из кратковременной памяти прежде, чем ее как-то используют, что приводит к сценарию «Зачем я сюда зашел?». Кроме того, кратковременная память может перегрузиться информацией и потерять способность сосредотачиваться на чем-то конкретном, в то время как в нее непрерывно поступает новая информация и новые запросы. Вы когда-нибудь видели, как посреди всеобщей сумятицы (например, на детском празднике или эмоционально напряженной рабочей встрече), где каждый кричит, чтобы быть услышанным, кто-нибудь внезапно заявляет: «Я не могу думать в такой обстановке!»? Они говорят очень буквально: их кратковременная память не приспособлена к тому, чтобы справляться с такой рабочей нагрузкой.

Очевидный вопрос: если кратковременная память, где происходит наше мышление, настолько ограничена, как нам вообще удается что-то сделать? Почему мы не сидим, безуспешно пытаясь пересчитать пальцы на руке? К счастью, кратковременная память связана с долговременной, которая значительно снижает нагрузку на нее.

Возьмите, к примеру, профессионального переводчика-синхрониста, человека, который в режиме реального времени слушает длинную подробную речь на одном языке и переводит ее на другой. Его работа, конечно же, превышает возможности кратковременной памяти? Вообще-то нет. Если вы попросите кого-то, кто на данный момент изучает язык, попробовать переводить в режиме реального времени, тогда да, для него это будет серьезный вызов. Но для переводчика слова и структура каждого языка уже хранятся в долговременной памяти (как мы увидим далее, у мозга даже есть специальные области, связанные с речью, такие, как зоны Брока и Вернике). Кратковременной памяти приходится иметь дело с порядком слов и значением предложений, но с этим она успешно справляется, особенно по мере накопления опыта. И точно так же кратковременная и долговременная память взаимодействуют у всех нас; вам не надо узнавать, что такое «бутерброд» каждый раз, когда вам его захочется, но, добравшись до кухни, вы можете забыть, что хотели его.

Информация может попасть в долговременную память несколькими способами. На уровне сознания мы знаем, что важная для нас информация, например номер телефона, переходит из кратковременной памяти в долговременную при помощи повторения. Мы повторяем ее про себя, чтобы наверняка запомнить. Это необходимо, потому что, в отличие от кратковременной памяти, где информация хранится в виде быстро меняющихся паттернов мозговой активности, в долговременной информация хранится в виде образованных синапсами связей между нейронами. Образование новых синапсов довольно просто простимулировать, например повторяя то, что вам необходимо запомнить.

Нейроны проводят сигналы, известные как «потенциалы действия», по всей своей длине, передавая информацию от тела к мозгу или наоборот, подобно тому, как электричество шло бы по странному мягкому проводу. Как правило, множество объединенных в цепь нейронов образуют нерв и проводят сигнал от одного места к другому. Нейроны не соединяются непосредственно друг с другом; на самом деле между окончанием одного нейрона и началом следующего есть небольшая щель (все даже еще сложнее, потому что у многих нейронов есть по многу начал и окончаний). Когда потенциал действия доходит до синапса, первый нейрон в цепи впрыскивает в синапс химические вещества, называемые нейромедиаторами. Эти вещества идут по синапсу и взаимодействуют с мембраной другого нейрона через ее рецепторы. Взаимодействуя с рецептором, нейромедиатор тут же запускает в нейроне следующий потенциал действия, который идет до следующего синапса, и так далее. Как мы увидим далее, существует множество разных нейромедиаторов; они жизненно необходимы практически для всей мозговой активности, и у каждого из них есть своя задача и свое предназначение. Для каждого нейромедиатора есть специализированный рецептор, который распознает его и взаимодействует только с ним, совсем как дверь в защищенное помещение, которая открывается только подходящим ключом, паролем, отпечатком пальца или сканом сетчатки.

Когда вы смотрите на определенный рисунок чернил на бумаге, он превращается в осмысленные слова на знакомом вам языке; точно так же и мозг воспринимает активацию конкретного синапса (или нескольких синапсов) как воспоминание. Считается, что именно в синапсах «хранится» вся информация в мозге; подобно тому, как определенная последовательность нулей и единиц на компьютерном жестком диске кодирует определенный файл, так и определенный набор синапсов в определенном месте кодирует информацию, которую мы вспоминаем, когда эти синапсы активируются. Поэтому эти синапсы представляют собой физическую основу конкретных воспоминаний.

Такой процесс создания новых долговременных воспоминаний за счет образования синапсов называется «кодирование»; при помощи этого процесса информация и сохраняется в мозге.

Кодирование в мозге происходит невероятно быстро, но не моментально. Вот почему кратковременная память использует для хранения информации менее устойчивые, но зато более быстрые паттерны нейронной активности. Она не образует новые синапсы, вместо этого она активирует множество практически универсальных синапсов. Когда мы повторяем что-либо, удерживая это в кратковременной памяти, оно остается «активным» достаточно долго для того, чтобы долговременная память успела перекодироваться.