Письмо 20. Эпизодическая память и звездное небо
Опубликовано в журнале Урал, номер 4, 2018
Что делает человека тем, кто он есть? Что сохраняет его личность, его «я» как одно и то же «я» на протяжении целой жизни?
Ведь это очень странно. Ничего не осталось от того мальчика, которым я впервые себя осознал. Он играл в футбол тяжелым шнурованым мячом, плакал, разодрав коленку, читал «Волшебника Изумрудного города». Но почему-то я уверен, что тот мальчик — это тоже я.
Ходасевич писал:
Я, я, я. Что за дикое
слово!
Неужели вон тот — это я?
Разве мама любила такого,
Желто-серого, полуседого
И всезнающего, как змея?..
Но почему эта старая женщина, которая смотрит на меня усталыми глазами и с трудом выходит из дома, и та юная золотоволосая девушка с легкой, едва касающейся земли походкой — это один и тот же человек — моя мама?
Ее любит и помнит тот мальчик. А у меня с ним — общая память. И это единственное, что является основой моей идентичности. И если эта память разрушится, как бывает при болезни Альцгеймера, я перестану быть собой, а моя мама — моей мамой.
Память, которая является основой моей идентичности, — это лишь небольшая доля всех моих знаний о мире. Это не знание о том, что зимой холодно, — такое знание я могу разделить не только с мамой. Это воспоминание о том, как в жестокий сибирский мороз она везет меня в ясли на санках. Она торопится, санки кренятся, и я из них вываливаюсь… Она не сразу меня хватилась, а я лежал на снегу и смотрел в черное, полное звезд небо и не мог встать, потому что был накрепко закутан, но мне было спокойно, потому что я знал: сейчас мама вернется, положит этот теплый куль на санки и повезет дальше.
Вот это воспоминание только мое. Это я не то что знаю, это то, что я помню.
Когнитивные психологи обычно подразделяют память человека на декларативную (эксплицитную) и имплицитную. Имплицитная память — это информация, которая сохраняется в мозге без нашего активного участия, которую мы не можем вспомнить сознательным усилием. Имплицитная память может при некоторых условиях стать эксплицитной, тогда мы сможем вдруг вспомнить такое, о чем и не подозревали.
Но в этой колонке речь пойдет о другой памяти.
Декларативная память разделяется на семантическую и эпизодическую. Термин «эпизодическая память» впервые использовал канадский когнитивный психолог Эндель Тульвинг. Он сформулировал и понятие эпизодической памяти, и ее отличия от семантической в своих работах начала 80-х годов1.
С тех пор эпизодической памяти были посвящены тысячи работ. Первоначальные положения Тульвинга подверглись проверке и критике, но само понятие не ставится под сомнение: память делится на то, что мы знаем (семантическая), и то, что мы помним (эпизодическая). И именно эпизодическая память — основа идентичности человека.
Согласно Тульвингу2, эпизодическая память формируется достаточно поздно — в возрасте трех-четырех лет, именно в этом возрасте появляются первые сознательные воспоминания. (Лев Толстой утверждал, что помнит себя с шести месяцев, но это редчайшее исключение.) До трех лет ребенок уже много всего знает, — он вполне сознательно говорит на родном языке, но он еще не помнит. Если эпизодическая память разрушается при болезни Альцгеймера, человек уже не может ничего вспомнить, хотя еще многое знает. Эпизодическая память, как правило, связана с работой гиппокампа.
Психолог Мартин Конвей в статье «Эпизодические воспоминания» подробно описал исследования, проведенные в его лаборатории, которые были посвящены именно эпизодической памяти — тому, как мы вспоминаем себя и события своей жизни3.
Эпизодическая память состоит из «записей» (единичных воспоминаний). Причем, как правило, это образы — картинки или короткие видеофрагменты. Эти картинки имеют разное разрешение — подробность и яркость. Высокую яркость имеют, например, воспоминания о травме: «Они могут принимать различные формы, например, яркое воспоминание о фактуре материала дверцы наехавшего на вас автомобиля, или вспышка синего света от оборвавшегося провода, когда поезд сошел с рельсов, или мысль, которая пронеслась в голове во время аварии». Время в такие моменты как бы сжимается, и потом, возвращаясь к таким событиям, как бы совершая путешествие во времени, человек разворачивает свои воспоминания, снова и снова реконструируя малейшие детали случившегося.
Яркими являются и воспоминания о значимых публичных событиях, в которых человек сам принимал участие или был свидетелем. Исключительно ярким является и опыт, относящийся к осознанию человеком самого себя. Таким опытом является первое переживание собственной смертности.
Эпизодическая память сохраняет такие события надолго. Навсегда. И они образуют своего рода каркас памяти. Они тоже постепенно выгорают, становятся со временем менее яркими, но человек тем не менее может к ним вернуться, вызвать в памяти и пережить заново.
Конвей с коллегами поставил серию экспериментов, чтобы узнать, как повседневная жизнь человека фиксируется в его памяти.
Ученые попросили испытуемых максимально подробно описывать свои воспоминания обо всех событиях, произошедших в течение последнего дня, предыдущего дня и так далее насколько возможно далеко в прошлое. Оказалось, что человек хорошо помнит только последние три дня. Он может их описать достаточно точно, вплоть до того, что он ел, когда он вышел на прогулку, что говорил. После трех дней происходит резкий спад: количество записей эпизодической памяти уменьшается скачкообразно. И происходит изменение самого характера воспоминаний. Если последние три дня своей жизни человек действительно описывает такими, какими они и были, то, говоря даже об относительно недавнем прошлом — пять-шесть дней назад, человек воспроизводит не столько происходившие события, сколько события, которые должны были происходить. То есть человек вспоминает некоторые рутинизированные, повторяющиеся изо дня в день, типичные действия и события. Действительно происходивших событий он помнит все меньше, и происходит своего рода обобщение и усреднение: встал утром, выпил кофе, поехал на службу и т.д. Это говорит о том, что эпизодическая память основывается на двух типах событий — ярких (пусть и далеких во времени) и совсем недавних.
Эпизодическая память активно взаимодействует и с другой частью декларативной памяти — с семантической памятью. То, что мы знаем, своеобразно коррелирует с тем, что мы можем вспомнить. Семантическая память первоначально формируется именно как эпизодическая: сначала мы помним не только что мы узнали, но и когда и как мы это узнали. То есть мы сохраняем весь комплекс восприятия, который сопровождал процесс узнавания. И когда и как для нас не менее важно, чем что. Мы как бы пропускаем новое знание через себя, присваиваем его и переживаем, а не только запоминаем. Это эмоциональное переживание, а не только интеллектуальное познание.
Запах мела в аудитории и красная рубашка профессора, который рассказывал о премудростях теории интеграла становятся частью этой теории. Свет настольной лампы и цвет ее абажура напрямую включаются в смысл прочитанной книги.
По истечении времени переживание забывается, но, поскольку семантическая память опирается на многие не зависящие от нашего восприятия объективные источники, она сама может стать опорой для наших воспоминаний и стать навигатором в наших путешествиях в прошлое — может помочь вспомнить события нашей жизни, укрепить и пополнить нашу эпизодическую память.
Конвей вводит понятие «окна» воспоминания. Когда мы представляем свою жизнь, то есть так или иначе перебираем записи нашей эпизодической памяти, мы становимся своего рода наблюдателями некоторого «пространства-времени». Наблюдатель всегда находится в настоящем, настоящее это и есть «наблюдатель», наше «я». «Я» наводит «окно» воспоминания на запись эпизодической памяти и как бы делает воспоминание происходящим в «пространстве-времени» настоящим. Так происходит «ментальное путешествие во времени». Важно отметить, что «окно» скользит по всей памяти, но в каждый момент оно выхватывает только один короткий эпизод, то есть наша память или наше представление о собственной жизни — дискретно, это не непрерывный поток событий во времени, а последовательность эпизодов, и связи этих эпизодов между собой, с точки зрения наблюдателя, довольно условны. Последовательность эпизодов отнюдь не всегда соответствует хронологии. Даже, пожалуй, почти никогда не соответствует. Конечно, хронологию мы может выстроить, но это уже будет не работа эпизодической памяти, не то, что мы помним, а скорее то, что мы знаем, мы ведь знаем, что сначала было детство, а потом — юность.
По отношению к наблюдателю перспектива, то есть удаленность во времени событий, сохраненных в памяти, — условна. Главным содержанием эпизодической памяти являются либо последние события, которые мы помним подробно, а это, согласно исследованиям Конвея, буквально последние три дня, либо яркие события — давность которых не важна, многие из самых ярких событий случились еще в детстве.
Можно провести такое сравнение. Когда мы смотрим на небо в ясную ночь, и лучше где-нибудь за городом, где нет фонарей, мы видим звезды. И все звезды мы видим на одном «расстоянии», потому что мы видим проекции звезд на небесную сферу. Одни звезды ярче, другие — бледнее. Но мы не знаем, какие из их дальше, а какие ближе, какие ярче, а какие — бледнее. Например, Альфа созвездия Гончих Псов — звезда Сердце Карла находится на расстоянии примерно 100 световых лет от Земли — сравнительно недалеко от наблюдателя, а вот галактика M51, которая видна как одна из звезд созвездия, страшно далеко — на расстоянии более 37 миллионов световых лет. И хотя она в миллиарды раз ярче, чем Сердце Карла, она выглядит бледной звездочкой.
Так же как как звездное небо, мы «видим» и нашу эпизодическую память, где главную роль играют далекие яркие события и сравнительно бледные, но недавние.
Когда мы смотрим на небо, мы видим там не близкие и далекие звезды, а их объединения — созвездия, в которых, как в созвездии Гончих Псов, есть очень далекие яркие и более бледные близкие звезды. Наша память тоже оказывается чем-то вроде набора созвездий, где наши воспоминания объединяются не столько хронологическими, сколько другими — ассоциативными связями.
Мы наводим окно воспоминаний на эпизодическую память. Мы видим созвездия событий. Мы вспоминаем. Мы переживаем заново собственную жизнь и чувствуем себя собой.
Возьмем пример из другой области. Звук — это синусоида. Чтобы точно передать звук, нужно передать бесконечное количество значений — всю синусоиду. Это возможно при аналоговом соединении. Я говорю — ты слушаешь, контакт не прерывается, пока длится разговор. При цифровой связи по каналу мы можем передать только конечное количество точек — закодированный звук. Значит ли это, что мы не можем передать звук точно? Оказывается, нет, не значит. Дискретным набором состояний (значений) мы можем передать звук абсолютно точно. Мы знаем, что разные звуки — это по-разному модулированная синусоида. Мы передаем только дискретные состояния, а саму синусоиду передавать не надо — ее может породить принимающий прибор. Он порождает синусоиду, и на нее накладывается модуляция (дискретные состояния), переданная по каналу связи. Существуют точные принципы, какие именно дискретные состояния надо передавать, чтобы звук точно совпадал на входе, где дискретные состояния считываются, и на выходе, где эти состояния накладываются на некоторую стандартную синусоиду (несущую)4.
Наша семантическая память является своего синусоидой («несущей») для нашей эпизодической памяти. Семантическая память отражает некоторое объективное знание, она может коррелировать не только с нашим воспоминанием, но и с теми знаниями, которыми располагают многие люди. То есть мы можем по семантической памяти сверять хронологию событий, которые мы вспоминаем. Наблюдатель, путешествующий по собственной жизни, решает задачу, похожую на оцифровку сигнала. Он располагает только важными моментами вспоминаемой действительности, а бесконечное количество этих моментов — отбрасывает. Он должен вспомнить только те состояния, которые нужны для описания его уникальной жизни, и никакие другие, то есть минимизировать избыточность. Избыточные значения ничего не добавляют к точному сигналу.
Поэтому наша эпизодическая память, которая фиксирует только некоторые события, описывает всю нашу жизнь минимальными средствами.
При болезни Альцгеймера страдает эпизодическая память. Человек забывает собственную жизнь. Перестает осознавать себя собой. И постепенно уходит, еще оставаясь физически живым.
У президента США Рональда Рейгана в начале 1990-х, уже после того, как он ушел в отставку, была диагностирована болезнь Альцгеймера. Его биограф Эдмунд Моррис, вспоминая свое общение с Рейганом в последние годы его жизни, писал: «Я расскажу поразившую меня историю, которую я слышал о нем. Его друг подарил Рейгану белую керамическую модель Белого дома. Модель стояла в аквариуме, который располагался у него в кабинете. Однажды Рейган вошел в комнату к Нэнси Рейган. Она обратила внимание, что у него мокрый рукав и что-то зажато в кулаке. Когда Нэнси разжала его пальцы, она спросила: “Что это, Ронни?” У него на ладони был этот маленький мокрый Белый дом. Рейган сказал: “Я не знаю, что это, но я думаю, что это как-то связано с моей жизнью”»5.
Семантическая память у Рейгана еще работала, и она помогла ему хотя бы приблизительно опознать модель Белого дома. Но эпизодическая память уже разрушилась, и вспомнить, какое отношение имел к нему Белый дом, Рейган уже не мог.
Здесь я хочу вернуться6 к идее создания своего рода протеза, который, по замыслу нейробиологов, может продублировать те функции гиппокампа, которые болезнь Альцгеймера разрушает.
В 2011 году нейробиолог из Университета Южной Калифорнии Теодор Бергер с коллегами опубликовал статью7, в которой описывался эксперимент по восстановлению долговременной памяти у крыс с помощью импланта — микрочипа, на котором эту память удалось сохранить. Ученые ввели в гиппокамп (эта область мозга хранит память о пространственной и образной информации, с которой и связана теснейшим образом эпизодическая память) крысы массив электродов и считывали электрические сигналы, возникающие при различных раздражителях. В частности, крысам предлагали решить такую задачу: чтобы получить лакомство, животное должно было нажать на рычаг. Крысы этому быстро научились и запомнили, как рычаг нажимать. Сигналы, возникавшие в гиппокампе, ученые сумели не только сохранить, но и научились их активировать при определенных входных условиях, когда данные поступают в чип по интерфейсу нейрон-кремний. Потом с помощью лекарств была нарушена связь между двумя регионами гиппокампа, и крысы перестали запоминать, как им получить лакомство. Тогда чип был имплантирован в мозг — связь восстановилась, и память вернулась. Вообще, связь живого нейрона с кремниевым чипом достаточно хорошо проработана: нейрон можно «приживить» к кремниевой подложке, и интерфейс между нейроном (в экспериментах это обычно нейроны именно крыс) и чипом будет работать — сигнал от нейрона к полупроводнику и обратно нормально проходит.
Бергер заявил, что теперь надо переходить к экспериментам на обезьянах, а потом и к человеку. А тогда можно будет с помощью таких имплантов восстанавливать память при болезни Альцгеймера или при травме. Дальше дело несколько застопорилось. Но опыт показательный — мы медленно, во многом пока ощупью начинаем выводить память из мозга на чип, а это прямой путь к созданию так называемого экзокортекса — цифровой копии (или дополнения) коры головного мозга.
Способность крыс ориентироваться в пространстве и вспоминать, где хранится лакомство, нейробиологи называют эпизодически подобной памятью. Именно поэтому такой эксперимент и может считаться шагом в борьбе с болезнью Альцгеймера.
Эпизодическая память сохраняет прежде всего картинку. Одним из важнейших событий в жизни любого человека является его разговор (разговоры) с другим человеком. Таким событием, безусловно, является объяснение в любви. Оно происходит не только словами, оно не вербально, оно полно гула пространства, цвета и звука. И потому его нельзя без потерь перенести в виртуальное пространство. Эпизодическая память события виртуального пространства сохраняет плохо — ей как раз подробной пространственной «картинки» и не хватает.
В наше время, когда общение все больше перемещается в мессенджеры и социальные сети, эпизодическая память становится все более скудной. А ведь это едва ли не главное, что делает человека человеком, делает его самим собой.
Поэтому я, пожалуй, испеку шарлотку и поеду к маме. Мы будем пить чай, и она будет мне рассказывать, как во время войны девочкой она пасла коз, и самая строптивая коза Старуха провалилась в выгребную яму, и молодой солдатик героически эту козу спас. И спас маму. И бабушку, потому что эта Старуха была их единственной кормилицей.
Я буду слушать этот рассказ и вспоминать, как мальчиком услышал его впервые от прекрасной золотоволосой женщины. И эпизодическая память вернет меня в мое детство.
И я почувствую себя счастливым.
1 Endel Tulving. Precis of Elements of episodic memory. The
Behavioral And Brain Sciences (1984) 7, 223–268.
2 Endel Tulving. Episodic Memory: From Mind to Brain. Annual Reviews
Psychological. 2002. 53:1–25.
3 Martin A. Conway. Episodic memories. Neuropsychologia
47 (2009) 2305–2313.
4 Подробно об оцифровке сигнала см.: Шеннон Клод. Математическая теория
связи. — В кн.: Шеннон Клод.
Работы по теории информации и кибернетике. Сб. ст. Пер. с англ. Предисл. А. Н.
Колмогорова. — М.: Издательство иностранной литературы, 1963.
5 Lesley Stahl. Morris: ‘Reagan Still A Mystery’. Talks To Edmund Morris, Reagan’s Official Biographer. 2004 Jun 09
https://www.cbsnews.com/news/morris-reagan-still-a-mystery.
6
Владимир Губайловский. Письма к
учёному соседу. Письмо 14. Мозг — компьютер. «Урал», 2016, 11.
7 Theodore W Berger. A cortical neural prosthesis for restoring and
enhancing memory. Journal
Neural Eng. 2011, Aug; 8(4). Published online 2011 Jun 15.