Консолидация памяти

Настроить шрифт

Как изучается разум? Основной принцип – использование поведения для изучения умственных процессов, как это сделал Дондерс, – все еще применяется в современных исследованиях.

Кроме того, новые технологии позволили психологам расширить свои возможности в изучении связи между психическими процессами и мозгом.

Чтобы проиллюстрировать, как когнитивные психологи используют поведенческий и физиологический подходы для исследования психики, опишем несколько экспериментов по изучению феномена, называемого консолидация памяти.

Поведенческий подход

Хоккеист стремительно приближается к воротам соперника, надежно контролируя шайбу. Внезапно его атака прерывается жестким силовым приемом, выполненным защитником команды соперников. Шлем нападающего падает на лед, он несколько секунд лежит неподвижно, затем медленно встает и направляется к скамейке запасных. Позже, сидя на скамейке, он не может вспомнить, как его ударили или даже как он принял передачу от своего игрока до столкновения с защитником соперников.

Недостаток памяти у хоккеиста о событиях, которые произошли незадолго до удара, показывает, что наша память хрупка по отношению к последним событиям. В обычной ситуации у игрока не было бы проблем с запоминанием передачи шайбы и своей атаки, но удар, который нанес защитник, стер эти события из его памяти.

Точнее, нанесенный удар не позволил информации о передаче шайбы и атаке пройти процесс, называемый консолидацией памяти, во время которого эта информация, находящаяся в хрупком состоянии, могла бы быть усилена и преобразована в надежную память, более устойчивую к таким помехам, как удар по голове.

Эксперимента Мюллера – Пилцекера

Исследование феномена консолидации памяти восходит к началу изучения познания, когда немецкие психологи Георг Мюллер и Альфонс Пильцекер (1900; также см. Deware et al., 2007) исследовали две группы участников, каждая из которых выучила два списка бессмысленных слогов. «Непосредственная» группа выучила один список, а затем ее попросили немедленно выучить второй список. Группа с «задержкой» выучила первый список, а затем ждала 6 минут, прежде чем учить второй список (рис. 1.13).

Участники в группе с «задержкой» запомнили 48% слогов, а участники «непосредственной» группы запомнили только 28% слогов. По-видимому, немедленное представление второго списка непосредственной группе прервало формирование устойчивой памяти для первого списка – процесса, который стал называться консолидацией.

эксперимента Мюллера - Пилцекера

Рис. 1.13. Процедура эксперимента Мюллера и Пилцекера. А – участники «непосредственной» группы выучили первый список (1), а затем сразу же начали учить второй список (2). Б – участники группы «с задержкой» изучали второй список после 6-минутной задержки. Цифры справа указывают процент запомненных слогов из первого списка, воспроизводимых через определенное время.

Как сон сразу после обучения влияет на консолидацию памяти?

За более чем 100-летний период после эксперимента Мюллера и Пилцекера, было проведено много экспериментов, исследующих процесс консолидации памяти. Один из вопросов, который является темой текущего исследования: «Как сон сразу после обучения влияет на консолидацию?» Чтобы исследовать этот вопрос, Штеффан Гайс и его коллеги (2006) попросили учащихся старших классов выучить из словаря список из 24 пар англо-немецких слов.

«Спящая группа» выучила слова и затем пошла спать на 3 часа. «Бодрствующая группа» выучила слова и не спала в течение 10 часов перед тем, как лечь спать на ночь. Обе группы были протестированы в течение 24-36 часов после изучения списков словарного запаса (в настоящем эксперименте участвовали различные группы сна и бодрствования, чтобы контролировать время суток и другие факторы, которые мы не будем здесь рассматривать). Результаты эксперимента, графически отображенные на рис. 1.14, показывают, что ученики в «спящей группе» забыли гораздо меньше материала, чем ученики в «бодрствующей группе».

эксперимент Гайс 2006

Рис. 1.14. Результаты эксперимента Gais et al. (2006), в котором запоминание пар слов была проверена для двух групп. Спящая группа легла спать вскоре после изучения списка пар слов. Бодрствующая группа долго не спала после изучения пар слов. Обе группы спали перед тестированием, поэтому они были в равной степени отдохнувшими, однако показатели в спящей группе оказались лучше.

Этот результат, как и у эксперимента Мюллера – Пилцекера 100 лет назад, вызывает свои вопросы. Почему следует идти спать сразу, чтобы улучшить запоминание? Сон – это просто способ избежать воздействия мешающих раздражителей или же во время сна происходит что-то особенное, что помогает укрепить память? Этот вопрос исследуется в ряде лабораторий. Некоторые результаты указывают на то, что сон может быть просто способом избежать помех (Sheth et al., 2009), но исследования по этому вопросу продолжаются.

Физиологический подход

Два эксперимента, которые мы только что описали, изучали консолидацию путем изменения поведения. Но какие процессы мозга участвуют в консолидации? Первые исследователи знали, что консолидация связана с процессами, происходящими в мозге, но у них не было возможности определить, что это за процессы. Современные исследователи, вооруженные методами измерения физиологических процессов, начали определять эти процессы.

Так, Луи Флекснер (Louis Flexner) и его коллеги (1963) провели эксперимент, в котором они показали, что введение химического вещества, ингибирующее синтез белков у крыс, устраняет образование воспоминаний. Это говорит о том, что такие помехи, как у хоккеиста, могут нарушать химические реакции, необходимые для консолидации.

Исследование Флекснера дает информацию о том, как консолидация может работать на молекулярном уровне, связанном с синтезом белка. Когнитивные психологи заинтересованы также в определении того, какие структуры мозга участвуют в консолидации. Один из способов определить это – использовать метод, называемый сканированием мозга, который позволяет измерить реакцию различных областей мозга.

В продолжении эксперимента, описанного ранее, в котором Гайс с соавторами (2006) показали, что участники исследования из группы сна показали лучшую память для пар слов, чем участники из бодрствующей группы, Гайс с соавторами (2007) провели другой эксперимент, в котором участники выучили пары слов, а затем были протестированы через два дня.

Как и в предыдущем эксперименте, участники в спящей группе запомнили больше пар слов, чем участники в бодрствующей группе. Однако на этот раз, в дополнение к измерению памяти, Гайс измерял активность мозга, используя метод визуализации мозга – фМРТ (функциональная магнитно-резонансная томография, функциональная МРТ). Он измерил эту активность вначале, когда участники изучали пары слов, а затем снова, когда их тестировали два дня спустя.

На рисунке 1.15 показано, что активность гиппокампа, структуры в глубине мозга, которая, как известно, участвует в хранении в памяти новой информации, увеличилась за период от обучения до тестирования для спящей группы, но уменьшилась от обучения до тестирования для бодрствующей группы. Из этого результата Гайс пришел к выводу, что немедленный сон помогает укрепить следы памяти в гиппокампе.

эксперимент Гайс 2007

Рис 1.15. Результаты эксперимента Gais et al. (2007), в котором измерялась мозговая активность участников в «спящей» и «бодрствующей» группах, когда они первоначально изучали список пар слов и когда они вспоминали его двумя днями позже. Активность в гиппокампе увеличилась для участников в спящей группе, но снизилась для участников в бодрствующей группе. Кроме того, по данным, не показанным здесь, общий уровень активности в гиппокампе был выше во время тестирования в спящей группе.

Цель этих примеров поведенческих и физиологических экспериментов – не дать объяснение того, как работает консолидация (мы обсудим её далее), но показать, как когнитивные психологи используют и поведенческие, и физиологические измерения для поиска ответов на свои вопросы.

Основная предпосылка многих исследований в области когнитивной психологии и подхода, принятого нами, заключается в том, что изучая познание как поведенчески, так и физиологически, мы можем полностью понять механизмы, лежащие в основе познания.

Другой момент, который иллюстрирует наш пример консолидации, – это то, как результаты фундаментальных исследований могут иметь практическое применение. Даже не зная механизмов, ответственных за консолидацию, мы можем сделать вывод, что при подготовке к экзамену имеет смысл лечь спать вскоре после изучения материала, и не делать что-то, что могло бы помешать консолидации знаний.

Поделиться ссылкой