Учитывая пристрастие нашего мозга к обобщению, есть ли надежда на формирование надежной долговременной памяти? Правила мозга утверждают, что это возможно. Память может фиксироваться не в момент обучения, а при благотворно влияющем повторении через определенные временные интервалы. Учитывая важность этого вопроса для бизнеса и образования, рассмотрим его детальнее.

Следующий тест задействует фонологическую лупу рабочей памяти. Посмотрите на ряд знаков в течение 30 секунд, затем закройте их, прежде чем начнете читать следующий абзац.

Вы можете вспомнить знаки, не подглядывая? А не повторяя их в уме? Не волнуйтесь, если у вас не получается. Среднестатистический человек может сохранять в уме около семи единиц информации менее 30 секунд! Если ничего не происходит за этот короткий промежуток времени, то информация будет утрачена. Если вы желаете продлить это время, скажем, до нескольких минут или до одного-двух часов, нужно повторно подвергать себя восприятию. Это называется повторением информации (вслух или про себя с целью сохранения ее в кратковременной памяти). Мы знаем, что повторение обеспечивает сохранность информации в рабочей памяти, но, как известно, на короткое время. Однако существует и более эффективный способ перевода информации в долговременное хранилище. Для того чтобы объяснить, как это делается, расскажу вам о том, как я впервые увидел смерть своими глазами. Точнее сказать, я стал свидетелем гибели восьми человек. Будучи сыном кадрового разведчика военно-воздушных сил, я часто видел военные самолеты в небе. Но однажды, подняв глаза к небу, я заметил, как грузовой самолет, выполнявший маневры, которых раньше я никогда не видел, сорвался и полетел вниз. Самолет упал в 150 метрах от того места, где стоял я, и до меня докатилась взрывная волна.

Что можно было проделать с новой информацией? Я мог сохранить ее исключительно для себя, а мог поделиться ею со всеми. Я выбрал второй вариант и тотчас же поспешил домой, чтобы рассказать обо всем родителям и друзьям. Мы встретились и принялись обсуждать случившееся, попивая прохладительные напитки. Шум турбин. Удивление. Страх. Каким бы ужасным ни было происшествие, постоянные разговоры о нем на протяжении следующей недели порядком надоели. Один из учителей даже запретил поднимать эту тему во время уроков, угрожая надеть на нас футболки с надписью «Я достаточно много сказал».

Почему же я все еще помню детали случившегося? Боязнь, что учитель выполнит угрозу, пересиливала желание поделиться приобретенным опытом. Постоянные разговоры после происшествия обеспечили регулярное повторение основных фактов с детальным изложением впечатлений. Данный феномен называется развивающим повторением — и это наиболее эффективный инструмент для точного воспроизведения информации. Многочисленные исследования подтвердили, что обсуждение или обдумывание события непосредственно после происшествия улучшает его запоминание, несмотря на различия между видами памяти, участвующими в его сохранении. Эту тенденцию особенно важно учитывать служащим правоохранительных органов — иными словами, свидетеля следует допросить сразу же после преступления.

Эффективность повторения нам всеобъемлюще продемонстрировал Эббингауз еще сто лет назад. Он даже разработал «кривую забывания», которая подтверждает, что забывание происходит в основном в течение первых часов после первоначального воздействия стимула. Ученый привел доказательства того, что этих потерь можно избежать при помощи планомерного повторения. В этом случае время имеет большое значение, и я предлагаю рассмотреть этот аспект с трех разных сторон.

Памяти, как и цементной смеси, чтобы приобрести постоянную форму, нужно длительное время. Пока происходит «застывание», человеческая память подвержена изменениям — вероятно, потому, что новая кодируемая информация может изменять и переносить ранее созданные отпечатки (энграммы). Такое происходит в случаях, когда информация подается непрерывными блоками, как в большинстве школ и кабинетов. Вероятность возникновения подобной путаницы возрастает, если информация без повторений, непрерывным потоком вливается в головы обучающихся, словно в деревянные формы. К счастью, этого не происходит, когда знания передаются вперемежку с определенными циклами повторения, разделенными интервалами. Более того, повторение усвоенного материала через определенные промежутки времени обеспечивает наиболее эффективное фиксирование воспоминаний в памяти. Почему? Когда электрическое воспроизведение информации, которую нужно усвоить, происходит путем многократных повторений, участвующие в этом нейронные сети понемногу преобразуют общие представления и не пересекаются с сетями, ранее задействованными для сохранения подобных знаний. Согласно описанной концепции, непрерывные циклы повторения формируют опыт, который добавляется в базу знаний, а не переплетается с уже имеющимся.

При воспроизведении яркого впечатления в мозге становится активной нижняя часть левой доли префронтальной коры. Исследования ее активности при помощи функциональной магнитно-резонансной томографии в процессе обучения ясно показывают, происходит ли воспроизведение сохраненной информации. Активность настолько четко прослеживается, что экспериментаторам не нужно даже задавать вопросы, чтобы установить, происходит ли воспроизведение. Они просто видят на приборе показатели активности в нижней части префронтальной коры.

Учитывая этот факт, ученый Роберт Вагнер провел эксперимент с участием двух групп студентов, которым было предложено запомнить перечень слов. Первой группе предоставлялся весь массив информации для повторения и заучивания, второй — слова представлялись через длительные интервалы времени и заучивать их не разрешалось. Результаты точности воспроизведения в первой группе оказались гораздо хуже, чем во второй; активность левой нижней части префронтальной коры была значительно ниже. Эти результаты привели профессора психологии Гарвардского университета Дэна Шактера к следующему умозаключению: если у вас есть всего неделя на изучение материала и возможность десять раз позаниматься, лучше проводить повторение десять раз через временные интервалы, чем стараться охватить всё за один раз.

Взаимосвязь между памятью и повторением ясна. Планомерное представление информации необходимо для ее воспроизведения в дальнейшем. Если вы хотите улучшить качество воспроизведения, то следует тщательно продумать, как представить данные. Тщательно проработанное представление информации и фиксированные временные интервалы обеспечат самое четкое воспроизведение. Изучение наиболее эффективно, когда информация вводится в память постепенно, а не подается крупным массивом за один раз. Почему же мы применяем данную модель в школе и на работе? Отчасти потому, что преподаватели и бизнесмены не читают регулярно журнал Neuroscience. А еще потому, что нам пока точно не известно, какими должны быть интервалы. Впрочем, это не значит, что ученые не исследовали вопрос временного аспекта. Как раз на основе его изучения выделяют два типа консолидации: быструю и медленную. Для того чтобы объяснить влияние времени на формирование воспоминаний, я хотел бы рассказать, как познакомился со своей супругой.

Когда я впервые увидел Кэри, я встречался с другой девушкой. Но Кэри мне запомнилась. Она была очень привлекательна и мила. Кроме того, как талантливого композитора ее номинировали на премию «Эмми». Мы оба стали свободны полгода спустя после знакомства, и я незамедлительно пригласил ее на свидание. Мы отлично провели время, и я все больше и больше думал о ней. Оказалось, она обо мне тоже. И я снова пригласил ее на свидание, и вскоре мы начали видеться регулярно. При каждой нашей встрече на протяжении двух месяцев у меня учащенно билось сердце, в животе порхали бабочки и становились влажными ладони. Чтобы мой пульс ускорился, мне даже не нужно было видеть Кэри — достаточно было взглянуть на фотографию или услышать аромат ее духов или просто музыку! Даже мгновения хватало, чтобы погрузиться в состояние восторга на долгое время. Я понял, что влюбился.

Что же вызвало такие изменения? Чем чаще я виделся с этой замечательной девушкой, тем более восприимчивым к ее присутствию становился, тем менее сильный «импульс» (например, запах духов) вызывал более сильную «ответную реакцию». Этот долгодействующий эффект продолжался около месяца. Оставляя описание сердечных переживаний поэтам и психиатрам, обратимся к вопросу о том, почему усиливающееся ограниченное воздействие приводит к усилению ответной реакции и обусловлено процессом обучения нейронов. Нет, это не связано с романтикой, данное явление называется долговременная потенциация.

Для того чтобы описать долговременную потенциацию, нам следует покинуть высокий мир поведенческих исследований и погрузиться в более интимный мир клеток и молекул. Представьте, что мы смотрим в чашку Петри, где находятся два нейрона гиппокампа, образовавшие синаптическое соединение. Я назвал пресинаптический нейрон учителем, а постсинаптический — учеником. Задача нейрона-учителя — передача клетке-ученику информации, электрической по своей природе. Давайте простимулируем нейрон-учитель, чтобы он послал электрический сигнал ученику. На некоторое время ученик получает сигнал и возбужденно загорается в ответ. Синаптическое взаимодействие между ними на время усиливается — этот феномен называется ранней долговременной потенциацией синаптической передачи.

К сожалению, возбужденное состояние длится один-два часа. Если нейрон-ученик не получает той же информации от учителя в течение 90 минут, его возбуждение проходит. Иначе говоря, нервная клетка возвращается в исходное состояние и ведет себя так, будто ничего не происходило; она готова принимать другой сигнал.

Очевидно, что ранняя долговременная потенциация противоречит целям нейрона-учителя, как, впрочем, и всех учителей. Как добиться того, чтобы изначальное возбуждение стало постоянным? Можно ли каким-то образом трансформировать кратковременную ответную реакцию в долговременную?

Поверьте, такой способ существует. Информация должна повторяться через определенный интервал времени. Если сигнал посылается клеткой-учителем только один раз, возбуждение клетки-студента будет временным. Но если повторять его через определенные промежутки (для клеток в чашке Петри он составляет десять минут и повторяется три раза), взаимоотношение между нейроном-учителем и нейроном-студентом изменяется. Как изменились и наши отношения с Кэри после нескольких свиданий. Теперь от «учителя» требовалось подавать сигнал меньшей силы для получения более сильной ответной реакции со стороны «ученика». Такая ответная реакция называется поздней долговременной потенциацией. Даже в крошечном мире нейронов планомерное повторение тесно связано с процессом обучения.

Временной интервал, необходимый для синаптической консолидации, измеряется в минутах и часах, поэтому она называется быстрой консолидацией. Однако кратковременность этого периода не отменяет его важности. Любые действия — поведенческие, фармакологические или генетические, — вмешивающиеся в созданную взаимосвязь, блокируют формирование памяти в целом.

Такие данные свидетельствуют о том, что повторение имеет огромнейшее значение для обучения, по крайней мере если речь идет о двух нейронах в чашке Петри. А как обстоят дела с учениками в классе? Довольно простой мир клетки отличается от сложного мира мозга. Отдельный нейрон не имеет сотни синаптических связей с другими нейронами.

Таким образом, консолидация измеряется длительными временными промежутками, что подводит нас к вопросу о ее эффективном конечном использовании. Иногда данный феномен называют системной консолидацией, или медленной консолидацией. Как вы сможете убедиться далее, термин «медленный» — более подходящий.

Чтобы продемонстрировать различия между синаптической и системной консолидацией, приведем в пример ядерное уничтожение. 22 августа 1968 года холодная война была в разгаре. В это время я изучал историю в старших классах школы и жил на базе ВВС в Центральной Германии, к сожалению, вблизи возможного эпицентра ядерного взрыва в случае выхода на сцену конфликта Европы.

Если бы вы побывали на моем уроке истории, он вам не понравился бы. Прежде всего, из-за монотонной манеры изложения темы о Наполеоновских войнах. Учительнице, француженке по происхождению, явно не хотелось находиться с нами в классе. И ее настроение не способствовало моей концентрации, так как при этом я был обеспокоен событиями предыдущего дня. Утром 21 августа 1968 года страны — участницы Варшавского договора ввели войска на территорию Чехословакии. Наша база военно-воздушных сил была вызвана по тревоге, и мой отец уехал накануне вечером. И все еще не вернулся домой.

Учительница указала на большую красивую картину, на которой была изображена битва под Аустерлицем, монотонно рассказывая о Наполеоновских войнах. Вдруг над самым моим ухом послышался раздраженный голос: «Разве я должна повторять дважды?» Очнувшись от рассеянности, я увидел, что учительница стоит возле моей парты. Откашлявшись, она повторила: «Я спрашиваю: кто был противником Наполеона в этих войнах?» Внезапно до меня дошло, что она обращается ко мне, и я выпалил первое, что пришло мне в голову: «Войска Варшавского договора! Нет? Подождите! Советский Союз!» К счастью, учительница обладала чувством юмора и отнеслась с пониманием к событиям того дня. Когда класс разразился хохотом, она тотчас оттаяла и, потрепав меня по плечу, вернулась к своему столу, качая головой. «Главным противником была коалиция русских и австрийских войск, — она сделала паузу. — И Наполеон разгромил их».

В воспроизведении воспоминания о той позорной ситуации сорокалетней давности мне помогали многие системы памяти. Поэтому сейчас я бы хотел описать вам временные рамки системной консолидации.

Как и при битве под Аустерлицем, история формирования нейронных связей объединяет несколько войск нейронов: во-первых, кора головного мозга — этот тонкий, словно папиросная бумага, слой нейронов, окутывающий мозг, подобно воздуху, обволакивающему поле сражения; во-вторых, средняя часть височной доли, где приютился хорошо известный и часто упоминаемый старый солдат — гиппокамп. Эта драгоценность короны лимбической системы участвует в формировании долговременной памяти. (Этот психический процесс мы рассмотрели на примере взаимоотношений «учитель — ученик» между нейронами гиппокампа.)

Какова связь между корой головного мозга и средней височной долей, становится понятно из процесса формирования долговременной памяти. Нейроны «прорастают» из коры головного мозга в височную долю, что позволяет гиппокампу подслушать информацию, получаемую корой. Выполняя функцию разведчика, ветвистая сеть также проникает из височной доли в кору. Такая сложная обратная цепь позволяет гиппокампу отдавать приказы кортикальным областям, ранее получившим сигнал, и одновременно принимать информацию от них. Таким вот причудливым образом в мозге формируются воспоминания. В результате действий упомянутой коалиции создается долговременная память. Тем не менее, как обеспечивается прочность воспоминаний, не совсем понятно даже после тридцати лет исследований. Впрочем, науке известны некоторые особенности взаимодействия этих участков головного мозга.

1. Сенсорную информацию гиппокамп получает от коры головного мозга, и воспоминания формируются в коре путем обратной связи.

2. Электрический контакт обеспечивается поразительной «общительностью» нейронов этих двух областей мозга. Спустя долгое время после получения сигнала гиппокамп и соответствующие нейроны коры головного мозга все еще продолжают «болтать» о нем. В описанный мной день я уже лег спать, а мой гиппокамп был занят тем, что передавал сигналы коре головного мозга об Аустерлице, вновь и вновь проигрывая воспоминания в памяти, пока я спал. Такой автономный процесс выступает безапелляционно в пользу режима сна. Важной роли ночного отдыха в обучении посвящена .

3. Так как эти две области головного мозга активно задействованы, создаваемые ими воспоминания непостоянны и изменчивы. Но на этом процесс не заканчивается.

4. Через некоторое время гиппокамп оставляет в покое кору головного мозга, что позволяет мозгу запомнить событие. Далее следует важное разбирательство. Гиппокамп отключается только в том случае, если корковая память полностью консолидирована, то есть кратковременная, изменчивая память преобразована в надежную и постоянную. Этот процесс представляет собой суть системной консолидации и включает комплексную реорганизацию областей мозга, обеспечивающих поддержку соответствующих энграмм.

Сколько же необходимо времени, чтобы отправить определенную информацию на долговременное хранение в абсолютно неизменном виде? Другими словами, сколько времени должно пройти, чтобы гиппокамп перестал взаимодействовать с корой головного мозга? Часы? Дни? Месяцы? Ответ удивляет практически всех. Правильный ответ — годы.