Память человека

Глава III. Как изучается память

Мы часто сталкиваемся с понятиями «хорошая» и «плохая» память. Однако не всегда четко представляем, что действительно является критерием для таких определений.

Основной метод изучения и оценки памяти — наблюдение и эксперимент. Принципиально можно говорить о шести возможных подходах к изучению и оценке этой функции.

Первый — субъективный подход связан с тем, как человек оценивает свою способность к запоминанию. Чаще всего в этих случаях возможности памяти недооцениваются. Хорошо известно распространенное утверждение психологов, что «все недовольны своей памятью, но довольны своим умом». У больных, страдающих тяжелыми расстройствами памяти, может наблюдаться обратная картина: они нередко переоценивают возможности своей памяти, стремятся заполнить постоянно выявляемые пробелы памяти вымышленными событиями и фактами. Субъективный метод, несмотря на все его несовершенство, дает некоторое представление об индивидуальных особенностях, а также грубых дефектах памяти. Обычно таким путем удается выявить, страдают ли все виды памяти или выпадает только один из определенных ее видов, например зрительная или слуховая память. Выясняется, нарушена ли только кратковременная память при сохранности долговременной, выясняются трудности запоминания того или другого вида материала; обстоятельства, способствующие запоминанию, и другие факторы, ориентирующие в определенной мере исследователя в отношении состояния и особенностей памяти, характера возможного дефекта.

Второй метод изучения памяти связан с оценкой поведения человека путем наблюдения за ним в быту, на работе, либо в условиях клиники. Этот метод, в отличие от первого, может быть использован не только при исследовании человека, но и в эксперименте на животных. Однако наблюдение дает определенные результаты только в случаях достаточно выраженных расстройств памяти, выявляемых при некоторых поражениях мозга человека и при определенных экспериментальных воздействиях на животных. При этом нарушается правильное поведение, распадаются привычные навыки, затрудняется профессиональная деятельность.

Наиболее объективный и распространенный метод оценки памяти — психологические тесты, о чем свидетельствует огромный экспериментальный материал, накопленный в настоящее время. Психологические тесты — третий, наиболее важный, путь оценки и изучения функции памяти.

Следует сразу же подчеркнуть, что объективная оценка памяти представляет значительные трудности, поскольку память тесно связана с другими психическими функциями. Трудности оценки памяти обусловлены также и тем обстоятельством, что память сама по себе является сложной психической функцией, включающей процессы восприятия, хранения и воспроизведения информации. Особую ценность представляют те методы изучения памяти, которые отражают состояние отдельных фаз этого сложного процесса.

В настоящее время имеется достаточно разработанная методика экспериментально-психологического исследования памяти, которая позволяет дать не только качественную, но и количественную оценку этой функции.

Экспериментальное изучение памяти начато немецким психологом X. Эббингаузом в 80-х годах XIX века. Его исследования психологии памяти стали классическими. Он считал, что для возможности количественной оценки результатов и их статистической обработки необходимо, чтобы предлагаемый для запоминания материал представлял собой ряды однозначных элементов. В поисках такого материала Эббингауз пришел к мысли об использовании бессмысленных слогов, которые представляют собой однородные элементы, почти исключающие ассоциации. По этой методике проведено большое количество экспериментальных исследований памяти. Тестирование памяти не ограничилось, однако, использованием указанного приема. В дальнейшем опыты проводились и с числовым материалом, и с осмысленными словами, с конкретными зрительными и слуховыми впечатлениями; исследовалась также память движений. Для изучения логического осмысленного запоминания использовались отрывки из текстов либо отдельные рассказы.

Методика эксперимента сводилась к тому, что испытуемому предлагалось заучивать ряд бессмысленных слогов до их безошибочного воспроизведения. Число воспроизведенных элементов и количество повторений, которое понадобилось для заучивания, служило количественным показателем способности запоминания у данного индивидуума. Спустя час или более после заучивания, испытуемому предлагалось воспроизвести заученный ряд. Чаще всего оказывалось, что испытуемый не в состоянии воспроизвести всех заученных слогов. Если предлагалось заучить повторно весь ряд выученных ранее слогов, нужно было повторять их гораздо меньшее число раз для безошибочного воспроизведения. Если для первого заучивания потребовалось восемь повторений, то теперь для точного воспроизведения оказалось достаточным только четыре повторения. Значит половина заученного материала сохранилась, а другую половину надо было выучить заново. Вместо числа повторений можно сравнивать время, потраченное при первом и втором заучиваниях.

Различение процессов воспроизведения и узнавания привело к возникновению метода сравнения. Этот метод заключается в том, что испытуемому предлагается для восприятия ряд элементов, а затем через некоторое время предъявляются для сравнения и узнавания те же элементы (или часть их и часть новых). Количественной мерой здесь служит число узнанных элементов из ранее выделенного ряда. При предъявлении любого материала не представляет трудности варьировать условия, в которых протекает процесс запоминания, в зависимости от поставленных исследователем задач: можно изменять длину запоминаемого ряда, темп заучивания, интервалы между предъявлениями и т. д.

Ценность эксперимента, как уже указывалось, зависит еще от возможности учесть его результаты в точных цифровых выражениях.

Очень удобным оказался метод парного сравнения двух стимулов одного вида, например разной высоты тонов, который предложил виднейший польский нейрофизиолог Ю. Конорский в 1959 г. для исследования кратковременной памяти на животных, позднее приспособленный для изучения памяти и человека. Метод состоит в том, что испытуемый сравнивает два стимула с интервалом в 60 секунд между их воздействием. Испытуемый должен сказать, в чем их отличие или сходство. Это значит, что он должен сохранить впечатление о первом стимуле, чтобы сравнить его со вторым. Трудность задания можно снизить путем уменьшения интервала между сигналами и повысить путем большого разрыва между двумя сравниваемыми стимулами. Задания с 60-секундными интервалами оказались чрезвычайно легкими для нормальных людей. В среднем они делали одну ошибку на 12 опытов.

Одна из главных задач при исследовании человека — изучение законов деятельности памяти. Например, можно поставить целью выяснить, какое влияние на запоминание оказывает характер материала, подлежащего усвоению. Результаты произведенных исследований показали, что из материалов, которые обычно используются в практике лабораторного и клинического эксперимента, труднее всего заучивается и воспроизводится бессмысленный материал. Лучше всего запоминается материал осмысленный, позволяющий связать его с прошлым опытом, с имеющимися знаниями. В опытах показано, что слоги и буквы дали лишь 30―44 % правильных воспроизведений, значительно больше запоминаются осмысленные слова. К этому следует добавить, что одни и те же осмысленные слова запоминаются по-разному в зависимости от того, кто участвует в опыте. Имеют значение наклонности и интересы человека, в том числе профессиональные, а также накопленный опыт. Так, слова «лес, мебель, стол» быстро запомнит столяр; «море, пароход» — моряк; виды и названия красок — художник.

Если же ставится задача выяснить, какое влияние оказывает на запоминание количество, объем материала, подлежащего запоминанию, то в этих случаях испытуемым предлагаются ряды разной величины. Их устанавливают в зависимости от того, как изменяется число нужных для безошибочного воспроизведения повторений, количество удачных воспроизведений, а также процент удержанного в памяти материала.

Опыты Эббингауза и других исследователей показали, что с увеличением объема заучиваемого материала нужное количество повторений растет быстрее, чем того требовала бы прямая зависимость. Оказалось, что достаточно прочесть один раз ряд, состоящий из 7 слогов, чтобы повторить его наизусть. Ряд из 16 слогов нужно повторить 30 раз, из 24–44, из 26–52 раза. Эти отношения показывают, что с увеличением числа слогов в ряду число повторений, нужных для заучивания его наизусть, непропорционально быстро возрастает. По отношению к бессмысленным слогам Эббингауз так сформулировал свои выводы: с увеличением числа членов ряда количество необходимых повторений сначала увеличивается чрезвычайно быстро, а затем медленнее. Таким путем Эббингауз пришел к заключению, что слова, имеющие логическую связь, заучиваются во много раз скорее, чем ряды равной длины, составленные из бессвязных слогов. Дальнейшие исследования многих психологов подтвердили эти результаты.

Исследования показывают, что место заучиваемых элементов в ряду также имеет существенное значение: в первую очередь запоминаются крайние элементы, а затем стоящие посредине.

Таким путем удается изучать влияние целого ряда факторов на работу мозгового механизма, осуществляющего запоминание, как-то: влияние темпа подачи сигнала, интервала между восприятием и репродукцией или узнаванием, числа повторений и т. д.

Варьируя срок между восприятием и воспроизведением предъявляемого для запоминания материала, удается проследить, как протекает процесс забывания. Проверку можно производить через различные промежутки времени — от одного до 48 часов и т. д. Этим методом Эббингауз показал, что на следующий день после заучивания необходимо меньшее число повторений для полного воспроизведения материала, чем в последующие дни, и что через неделю или месяц количество воспроизведенного материала значительно уменьшается. Из заученного сначала забывается много, а затем все меньше и меньше. Через час заученные ряды так забывались, что нужно было употребить более 50 % проделанной ранее работы для усвоения их с прежней точностью, по прошествии 8 часов — 75 %, а через 31 день 80 % проделанной при первом заучивании работы.

Из этих данных следует вывод: мы чаще запоминаем то, что удержали в течение первых часов и дней; забываемое теряется из памяти быстрее. Следует иметь в виду, что если не удается получить отчет о заученном, то это еще не значит, что отсутствует след памяти. Чаще невозможность припоминания, как уже указывалось выше, носит временный характер и, следовательно, связана с неполноценностью аппарата воспроизведения: через некоторое время как будто бы забытый материал всплывает в памяти и может быть полностью воспроизведен.

Эббингауз, обнаружив зависимость между временем обучения и воспроизведения заученного материала, выявил роль и других факторов. Так, он показал, что прочность, с которой запоминаются представления, сначала возрастает почти пропорционально числу повторений, потом все медленнее и медленнее и, наконец, эффект дальнейших повторений становится почти незаметным. Одинаковое число повторений позволяло лучше заучивать те ряды, которые разделены более длительными промежутками времени. Оказалось также, что короткие ряды скоро заучиваются, но также скоро и забываются. Длинные же заучиваются не так скоро, но и забываются по сравнению с короткими значительно медленнее.

С помощью этих же методов удалось показать, что на заучивание большое влияние оказывает, помимо осмысленности материала, его новизна и значимость для данного субъекта. Все то, что вызывает живой интерес и привлекает внимание, запоминается легко и прочно.

Затруднения наблюдаются у испытуемых, у которых отсутствует интерес к исследованию. В этих случаях мало помогает даже проявляемая ими настойчивость и старание.

Экспериментальные данные показывают, кроме того, что на обучение и последующее воспроизведение оказывает несомненное влияние путь, через который вводится материал: зрительно, на слух, через органы обоняния или другие пути. Так, испытуемому демонстрируют звуки определенной высоты и силы, фигуры различного цвета, насыщенности и яркости, а затем определяют способность узнавать их через различные периоды времени. При этом предлагают или прежний сигнал, или другой, мало от него отличающийся. Прибегают и к методу воспроизведения: испытуемый воспроизводит через определенное время прежний звук или цвет. Мерилом точности является количество сделанных ошибок, либо отношение правильных оценок к общему их количеству. Этим методом удается показать значительные различия в запоминании зрительных и слуховых сигналов у отдельных испытуемых и у групп лиц, объединенных одной профессией. Значительные различия наблюдаются, например, у музыкантов и художников. У первых представлена значительно сильнее слуховая память, у вторых — зрительная.

Проведенные исследования дают основания считать, что для более углубленного изучения памяти имеет значение не только выбор определенных психологических проб, учет каналов, по которым вводится информация, неодинаковая степень сложности материала. Не менее важна такая постановка исследования, которая могла бы дать представление о состоянии отдельных фаз сложного процесса памяти. В зависимости от того, выбирается ли для последующего воспроизведения короткий промежуток времени, например несколько секунд, минут или более длительный — в несколько дней или недель, исследуется непосредственное или длительное (отсроченное) удержание впечатлений. На основании таких экспериментально-психологических исследований можно получить представление о том, как материал заучивается, как испытуемый отчитывается сразу, а также через различные промежутки времени после обучения, и таким образом дается оценка состояния кратковременной и долговременной памяти. Такая постановка исследований позволяет считать целесообразным использование методов с непосредственным и отсроченным воспроизведением, которые дают определенное представление о состоянии процессов регистрации, хранении и, может быть, воспроизведения. Однако существующие методы исследования памяти не позволяют еще в должной мере вычленить и оценить процессы воспроизведения.

Возможным подходом к оценке и изучению отдельных процессов следует считать тщательный анализ некоторых клинических форм патологии с изолированным нарушением определенной фазы памяти.

Разнообразные методические приемы психологического эксперимента позволяют использовать его для характеристики и сравнения памяти у различных возрастных и профессиональных групп, у мужчин и женщин, у здоровых и больных, а также изучать влияние на этот процесс упомянутых выше факторов. Наконец, эксперимент можно использовать для характеристики памяти отдельного лица. Следовательно, экспериментально-психологическое исследование памяти у здорового человека позволяет изучать закономерности деятельности, осуществляющей процессы памяти, и чисто практические задачи, касающиеся характеристики мнестической функции у определенных индивидуумов.

Объективные психологические методы оценки памяти с количественным выражением результатов используются и в клинике для исследования больных с различными поражениями головного мозга. Подобные исследования имеют значение для выявления роли отдельных структур, имеющих отношение к функции памяти.

Физиологический метод исследования — четвертый по счету, но один из важнейших путей изучения механизмов памяти. Работы И. П. Павлова подчеркнули роль условного рефлекса как физиологического явления, в основе которого лежит фиксация следов в мозгу, пригодного для использования в качестве индикатора и функции памяти. В связи с этим экспериментальное исследование памяти базируется на изучении условных рефлексов, скорости их выработки и длительности сохранения. Такого рода исследования проводятся на разных видах животных с неповрежденным мозгом, а также при различных видах воздействия на отдельные структуры мозга, в том числе при их раздражении и разрушении. Эти исследования позволяют изучать механизмы памяти, связанные с деятельностью сложной функциональной системы. Они дают представление о роли различных структур мозга и их функционального состояния в осуществлении функции памяти и ее нарушениях. Это макрофизиологический аспект исследований, в отличие от микрофизиологического, занимающегося изучением состояния отдельных нейронов во время запоминания, хранения и воспроизведения информации. Е. Н. Соколов в Московском университете провел исследования на уровне отдельных нейронов у кроликов. Микроэлектрод толщиной в 1―2 микрона ученый подводил к телу нейрона, расположенного в зрительной коре. Затем давалась вспышка света на глаз кролика и регистрировалась с помощью микроэлектрода биоэлектрическая активность этого нейрона. Глаз кролика раздражали вспышки света определенной характеристики. Нейрон вначале реагировал на раздражитель и отвечал характерными биоэлектрическими сдвигами — пачками импульсов. Если характеристики раздражителя длительно оставались неизменными, то нейрон переставал на них отвечать пачками импульсов, а через некоторое время биоэлектрические импульсы не удавалось зарегистрировать совсем. Было высказано предположение, что такое поведение нейрона обусловлено не его утомлением, а только монотонностью раздражителя. С целью проверки этого предположения менялись различные характеристики раздражителя, например интенсивности вспышки света. Нейрон сразу «опознал» новизну раздражителя и начинал опять отвечать характерными пачками импульсов. Если же новый стимул монотонно повторялся, то реакция нейрона на него постепенно исчезала. Эти исследования показали, что уже нейрон способен как бы запоминать стимулы и сравнивать их с информацией, хранящейся в его памяти. Значит, уже на уровне нейронов, т. е. на уровне отдельных элементов мозга, существуют механизмы, обеспечивающие хранение информации.

В Институте биофизики АН СССР О. С. Виноградова с сотрудниками проводят исследования физиологических характеристик отдельных нейронов структур лимбической системы, имеющих непосредственное отношение к процессам регистрации информации, а может быть, и ее воспроизведения. Эти работы выявили неодинаковые свойства нейронов и позволили сделать предположение о делении лимбической системы на два комплекса структур или на две функциональные системы, обеспечивающие разные стороны процесса регистрации информации, что уже изложено в разделе о физиологических механизмах памяти.

Так, исследования, проведенные на нейронном уровне, дали основание предположить наличие сложной функциональной системы, осуществляющей фиксацию в мозгу опыта.

Из физиологических методов исследования мы рассмотрели системный (макрофизиологический) и нейронный (микрофизиологический) подходы к изучению памяти. Следует указать еще на один возможный подход к изучению этого вопроса. Речь идет об исследованиях на субклеточном молекулярном уровне, которые имеют непосредственное отношение к биохимическим исследованиям, подробно изложенным в разделе о биохимических механизмах памяти.

Физиологический метод исследования памяти ограничен главным образом исследованиями на животных. Однако в связи с совершенствованием экспериментальной техники, в частности с возможностью на длительное время вживлять в мозг погружные электроды, появилась возможность проводить исследования и на человеке. Ученые смогли изучить глубинные образования мозга с минимальным повреждением мозговой ткани и наблюдать эффекты раздражения и разрушения их в условиях свободного поведения животных и человека.

Представляют интерес исследования Н. П. Бехтеревой, которая вместе со своими сотрудниками уже много лет занимается лечением больных с поражениями головного мозга, используя метод вживленных в мозг золотых глубинных электродов. Метод позволяет учитывать состояние биоэлектрической активности как отдельных образований мозга, так и групп нейронов. Исследователь как бы раскрывает для себя еще один объективный канал информации (кроме опроса больного), по которому можно получить данные о состоянии различных образований мозга во время процесса запоминания, о их взаимодействии, о последовательности включения различных структур мозга при заучивании, удержании в памяти и воспроизведении предлагаемого больному материала.

Эти исследования позволили вскрыть ряд важных закономерностей работы мозга в связи с проблемой памяти. Так, например, у больной с вживленными в различные отделы мозга золотыми электродами исследовали кратковременную память. Эксперимент проходил следующим образом. В течение 30 секунд регистрировалась электрическая активность нейронов тех образований мозга, в которые были введены электроды, после чего врач произносил шесть и более цифр. Затем запись клеточной активности производилась в период, когда больные удерживали в памяти услышанный ряд цифр. Последняя запись электрической активности нейронов проводилась в момент воспроизведения заданного цифрового ряда. Таким образом, исследователь как бы имел тесный контакт с различными структурами мозга и следил, когда они начинают функционировать во время восприятия, запоминания и воспроизведения человеком определенных впечатлений.

Было выявлено, что образования, расположенные в глубине мозга, — ядра таламуса, бледный шар, хвостатое ядро — при повторных исследованиях больной постоянно отвечают определенными изменениями своей биоэлектрической активности, которые зависят от того, что делает человек, — воспринимает, удерживает или воспроизводит определенную информацию. Подобное «наблюдение» за состоянием различных образований мозга позволяет ближе подойти к пониманию нейрофизиологических механизмов памяти. Однако использование метода введения долгосрочных электродов в определенные образования мозга человека в клинике ограничено рамками лечебного воздействия. Поэтому нельзя недооценивать значения клинических наблюдений при поражениях определенных образований мозга, представляющих своего рода эксперимент на человеке, сделанный самой природой.

Анализ случаев клинической патологии представляет собой пятый метод изучения нейрофизиологических механизмов памяти. Следует отметить, что клиническая неврология, использующая для исследования памяти модели поражения мозга человека с изолированным выпадением отдельных компонентов этой сложной функции, внесла большой вклад в изучение проблемы. Клинические исследования показали роль отдельных структур мозга, в частности глубинных его образований, для функции памяти и проложили путь для многих экспериментальных работ. Подробнее к этому вопросу вернемся в главе о нарушениях памяти.

Определенное значение для изучения механизмов памяти имеет фармакологический путь исследования — шестой метод. Он сводится к изучению влияния различных лекарственных веществ, в частности стимуляторов нервной системы типа фенамина и стрихнина, на выполнение экспериментально-психологических тестов. Анализ полученных данных позволяет делать некоторые выводы, касающиеся механизмов памяти. Так, например, проведенные нами исследования памяти до и после приема испытуемыми фенамина и элениума, оказывающих влияние на ретикулярную формацию верхних отделов ствола мозга и лимбические структуры, позволяли судить о роли систем, поддерживающих высокий уровень бодрствования, и аппаратов эмоций в осуществлении функции памяти.

Рассматривая методы изучения памяти, следует указать еще на один аспект исследований — эволюционный, касающийся развития памяти в процессе филогенеза и онтогенеза животных и человека по мере развития у них головного мозга. Особый интерес представляют морфо-физиологические исследования, которые выявляют зависимость эволюции памяти от степени развития коры, объема мозга и особенно от количества и разнообразия синапсов.

Приведенные данные свидетельствуют о необычайно возросшем методическом уровне исследований и разностороннем подходе к изучению памяти. Полученные результаты указывают на целесообразность исследований, проводимых на системном, клеточном и субклеточном уровнях. В связи с этим представляют интерес как морфо-физиологическое, так и биохимическое направления исследований памяти. Накопленный опыт позволяет считать, что оценка функции памяти должна, по возможности, основываться на комплексном ее исследовании. К сожалению, характеристики памяти на основании экспериментально-психологического исследования и самоотчета могут быть использованы только на человеке (животные исключаются). С другой стороны, развернутые физиологические и биохимические исследования проводятся преимущественно в экспериментальных условиях на животных.

Есть надежда, что необычайно высокий методический уровень исследований, тесное сочетание различных подходов, связь нейрофизиологии с гистологией, биохимией, математикой, современный анализ клинических данных помогут в ближайшее время разрешить основные вопросы актуальной проблемы памяти.

Анализ современных подходов к изучению памяти указывает на то, что решение методических вопросов — важное звено в исследовании механизмов памяти.