[25]. Она выявляет изменения в кровоснабжении головного мозга. Если некая область мозга становится активнее, то ей требуется больше крови, но, когда кровоток усиливается, происходит нечто странное: наблюдается временный избыток насыщенного кислородом гемоглобина по сравнению с гемоглобином, уже отдавшим кислород тканям, что усиливает эффект фМРТ-сигнала. С помощью этой технологии исследователи могут определить, какие части мозга активируются при когнитивной деятельности.
Сигнал функциональной МРТ позволяет довольно точно локализовать эти изменения в кровотоке – в пределах нескольких миллиметров. Подобно тому как телескоп позволил астрономам увидеть небеса, а микроскоп дал биологам возможность заглянуть в клетки живых организмов, так и фМРТ (и связанный с ней метод нейровизуализации – позитронно-эмиссионная томография, или ПЭТ-сканирование) открыла для психологии и нейробиологии человеческий мозг.
Когда исследователи памяти впервые начали сканировать мозг при помощи двух видов томографии – фМРТ и ПЭТ, – царило невероятное волнение: наконец-то мы своими глазами увидим, что происходит в тех частях височной доли, которые были удалены у Г. М., явно ключевых для понимания эфемерности памяти! Но первые многообещающие исследования сменились чередой неудач, и радужные надежды поблекли.
В конце 1997 г. моя исследовательская группа нашла новый способ изучения проблемы с помощью фМРТ[26]. Подумайте: если я измерю активность в вашем мозге, пока вы заучиваете список слов, смогу ли я сказать, какие из них вы запомните, а какие забудете? Позволяют ли измерения мозговой активности, полученные в тот момент, когда восприятие преображается в память, предсказывать будущее запоминание и забывание именно этого события? Если да, то какие именно области позволяют нам делать прогнозы? Из-за технических ограничений ранние исследования, проведенные на основе фМРТ (и ПЭТ), не могли решить этот вопрос. Но к 1997 г. фМРТ настолько усовершенствовалась, что мы уже могли ставить вопросы и получать на них ответы.
Совместными усилиями, под руководством Энтони Вагнера и Рэнди Бакнера, двух юных звезд фМРТ-исследований, наша группа провела эксперимент в центре визуализации Массачусетской больницы общего профиля[27]. Несомненно, испытуемых наш метод обременил. МРТ-сканер – это вам не номер люкс. Вы ложитесь на спину, техник мягко проталкивает вас головой вперед в узкую трубу, и вы лежите без движения час, а то и два (движение нарушает запись сигнала) и выполняете задания, разработанные экспериментатором, при этом сканер не переставая громко гудит, поскольку для наблюдения за мозговой активностью используется сильное магнитное поле.
И вот, замерев в этом туннеле, среди неутихающей какофонии, участники нашего эксперимента просматривали по нескольку сотен слов, мелькающих перед ними раз в несколько секунд – они передавались с экрана компьютера по хитрой системе зеркал. Чтобы убедиться, что добровольцы обращают внимание на каждое слово, мы просили их указать, относится ли оно к абстрактной («мысль») или конкретной («сад») категории. Через двадцать минут после сканирования мы показали испытуемым слова, которые они видели в сканере, смешав их с таким же количеством слов, которых они не видели, и попросили их указать, какие слова им запомнились, а какие – нет. На основании предварительной работы мы знали: люди запомнят одни слова и забудут другие. Но сможем ли мы сказать по силе сигнала, какие слова запомнятся, а какие забудутся?
Мы смогли. Когда люди разделяли по абстрактным и конкретным классам те слова, которые они позже вспомнили, две области мозга оказались более активными, нежели при распределении по классам других слов, позже забытых. И самое главное, одна находилась в височной доле: то была парагиппокампальная извилина в левом полушарии головного мозга – одна из областей, удаленных у Г. М.
Другая область, активность которой предсказывала, что слово запомнится, располагалась чуть впереди, в нижней левой части лобных долей. Это открытие не было неожиданным. Предыдущие исследования на основе нейровизуализации показали: нижняя левая часть лобной доли работает особенно активно, когда люди обрабатывают поступающую информацию и связывают ее с тем, что им уже известно[28]. Уже давно когнитивные психологи знали: на эфемерность памяти влияет то, что происходит при фиксировании или обработке полученных данных, и чем эта проработка детальнее, тем, как правило, меньше эфемерных воспоминаний. Предположим, я покажу вам список слов, которые нужно запомнить, включая такие: лев, МАШИНА, стол, ДЕРЕВО. Для половины слов я попрошу вас сказать, обозначают ли они живые существа или неживые предметы; для другой половины – решить, заглавными или строчными буквами они написаны. При прочих равных условиях слова, распределенные по критерию «живое – неживое», будут вспоминаться вам гораздо чаще, нежели те, для которых вы определяли регистр. Когда вы думаете о том, обозначает ли слово живое существо или неживой предмет, вы учитываете и все свои знания о нем, – а оценка регистра мало связана со знаниями о слове. Другие эксперименты продемонстрировали: запоминание улучшается, когда люди создают предложения или истории, благодаря которым новая информация связывается с уже известными фактами и ассоциациями.
Мы думали, что нечто подобное могло происходить и в нашем эксперименте на основе фМРТ. Когда левая лобная доля была активнее, испытуемые, усилив связи или образы с учетом знаний о словах, возможно, могли обработать список слов лучше, нежели в том случае, когда активность доли выражалась слабее. Мы предположили, что левая парагиппокампальная область помогает сохранять эту обработку в памяти, и две зоны мозга, действуя совместно, способствуют преобразованию воспринятого слова в устойчивую память о его представлении.
Примерно в то же время, когда мы проводили свое исследование, группа из Стэнфордского университета завершила похожий проект[29]. В процессе сканирования люди изучали картинки со сценками из обычной жизни (вместо слов), а затем, через несколько минут, пытались их вспомнить. Результаты оказались практически идентичными нашим, разве что заметно вовлекалось правое полушарие головного мозга. Уровни активности в нижней части правой лобной доли, а также в правой и левой парагиппокампальных извилинах предсказывали, запомнятся изображения или забудутся. Эти выводы имели смысл, ведь более ранние исследования показали, что правое полушарие в первую очередь отвечает за обработку изображений, а левое – слов.
Результаты этих двух исследований впечатляли. Заглядывать прямо в мозг человека и судить о том, что он, вероятно, вспомнит или забудет в будущем, – это нечто из области научной фантастики, и от этого захватывает дух. Помимо этого «научного гадания», мы проследили некоторые истоки эфемерности при обработке впечатлений, которые происходят при зарождении памяти за доли секунды. От того, что происходит в лобной и парагиппокампальной областях в эти критически важные мгновения, и зависит, по крайней мере отчасти, запомнится ли опыт на всю жизнь или пойдет по кривой Эббингауза к забвению.
Наблюдая зарождение памяти
В конце 1950-х гг. в психологических журналах были опубликованы две статьи, поразившие тех немногих ученых, которые в то время специализировались на исследованиях памяти[30]. По традиции вслед за Эббингаузом они привыкли отмерять траекторию кривой забывания спустя часы, дни и недели. И тут новые исследования показали, что люди, выполняя на первый взгляд простое задание – запомнить три бессмысленных слога, – почти полностью забывали их менее чем за двадцать секунд. Ни о чем подобном никогда прежде не сообщалось.
Ключ к пониманию явной аномалии лежит в ключевом переходе, который совершается в моменты рождения памяти: это переход от кратковременной памяти к долговременной, или более постоянной. Удержание информации на протяжении дней, недель и лет зависит от двух основных форм долговременной памяти. Память эпизодическая, она же событийная, помогает запоминать личные впечатления: нежданную вечеринку по случаю дня рождения на минувшей неделе или бродвейскую пьесу, которую вы видели еще ребенком, когда первый раз в жизни приехали в Нью-Йорк. Семантическая память позволяет нам уяснять и извлекать общие сведения и факты – скажем, благодаря ей мы знаем, что Джон Адамс и Томас Джефферсон были главными создателями Декларации независимости или что Янки-стэдиум – это «дом, который построил Рут» [31].
Но есть и третий тип памяти – и он проявляет себя на временно́м интервале от восприятия до вероятной фиксации эпизодических или семантических воспоминаний[32]. Это «рабочая память»: она удерживает небольшие объемы информации в течение кратких промежутков времени, обычно нескольких секунд, когда люди вовлечены в такие постоянные познавательные действия, как чтение, слушание, решение проблем, рассуждение, мышление… С помощью рабочей памяти вы понимаете каждую фразу из тех, которые я написал. Будь вы не в силах удержать в уме начало развернутой фразы, то в ее конце вы бы не знали, о чем я говорил. Рассмотрим, например, два таких предложения:
Он выбрал курс столь сложный, что теперь не знал, сумеет ли пройти его корабль.
Он выбрал курс столь сложный, что теперь не знал, сумеет ли пройти экзамены.
Вы не сможете сказать, относится ли слово курс к учебе или мореходству, если не удержите его в памяти до самой точки. Рабочая память позволяет это делать, но система должна постоянно отбрасывать ненужные излишки и направлять ресурсы на временное хранение входящих данных. Если не приложить особых усилий – скажем, не повторять предложение снова и снова, – информация потеряется из системы почти сразу после того, как поступила в нее.