Локализация функций памяти

Гипотеза о существовании центра памяти.Одним из первых ученых, предпринявшим исследования в этом направлении в конце 20 – х годов, был Лэшли. Он посвятил значительную часть своей жизни попыткам найти такой участок мозга, который можно было бы рассматривать как центр памяти. Однако в итоге своих экспериментов, в которых он разрушал различные участки мозга у сотен крыс, он в начале 60 – х годов пришел к выводу, что даже удаление 15 – 20% мозгового вещества не приводит к утрате следов, приобретенных в процессе научения. Ему пришлось заключить, что эти следы диффузно распределены в центральной нервной системе – любой приобретенной информации соответствует не единичная энграмма, а бесчисленное множество таких энграмм, разбросанных во многих отделах мозга.

В конце 50 – х годов исследователь из Монреальского института неврологии У. Пенфилд сделал интересные наблюдения над больными, которым производились хирургические операции на головном мозге. Он обнаружил, что если в большинстве случаев при раздражении различных отделов коры возникают в основном простые слуховые или зрительные ощущения, то при воздействии на некоторые участки могут всплывать воспоминания, иногда очень сложные. Обыкновенно это были воспоминания о таких прошлых событиях, которые больной, казалось, давно забыл; по окончании операции эти события оставались в памяти.

С другой стороны, целый ряд наблюдений привел к предположению о том, что «центром памяти» у человека может быть гиппокамп – образование, принадлежащее к лимбической системе и расположенное в височной доле мозга. Оказалось, что после двустороннего удаления гиппо – кампа новая информация не могла у больных закрепляться в долговременной памяти. Таким образом, у больных возникала антероградная амнезия, т.е. память о событиях, происходивших до операции, сохранялась, но консолидация новых следов, формирующихся в кратковременной памяти, становилась невозможной. Видимо, как отмечает Хебб (Hebb, 1974), гиппокамп – важный, но не единственный участок мозга, имеющий отношение к памяти. Это означает также, что подкорковые области, и в частности лимбическая система, ответственная за аффективную и мотивационную активацию, в значительной степени участвуют в процессе закрепления следов памяти.

Голографическая гипотеза.В связи с открытием принципов голографии возникает мысль о многомерной памяти, распределенной во всех нервных цепях мозга.

В документе 5.2 мы уже рассмотрели особенности голограмм и представление о возможной аналогии между голографическйми процессами и деятельностью мозга, выдвинутое Прибрамом. Как мы уже знаем, на фотопластинке можно зафиксировать интерференционную картину, при освещении которой когерентным светом возникает трехмерное изображение. Мы помним также, что каждая часть такой пластинки содержит информацию обо всем изображении, и поэтому его можно реконструировать по отдельному кусочку голограммы. Известно, кроме того, что на одной и той же голограмме можно записать множество интерференционных картин (благодаря этому на одной фотопластинке можно накопить миллиарды единиц информации – бит).

На основе всех этих представлений была сформулирована голографическая теория памяти. Согласно этой теории, никакая новая информация не может быть записана отдельно и ради нее самой. Эта информация взаимодействует и интерферирует с прошлым опытом субъекта, уже имеющимся в памяти. Этот прошлый опыт и составляет ту фотопластинку, на которую проецируется новая информация, причем происходит это одновременно во всех отделах мозга. В этом участвует, с одной стороны, активирующая ретикулярная формация, а с другой – кора головного мозга (после восприятия объекта). В зависимости от того, какие именно рецепторы доставляют информацию, в соответствующем отделе коры след памяти будет закреплен более специфичным образом (подобно тому как в голограмме какие – то участки изображения оказываются более яркими).

Итак, согласно голографической теории, когда человек ест яблоко, у него не только возникают зрительные, тактильные, обонятельные и вкусовые воспоминания, связанные с этим плодом, но также записываются сиюминутные впечатления о том, насколько данное яблоко кисло, как оно пахнет и что побудило его съесть. Благодаря этому каждый раз, когда на «мозговую голограмму» воздействует все новая и новая информация, связанная с изменениями в окружающем мире, происходит полная перестройка всей памяти; таким образом, картины мира в памяти непрерывно меняются.

Надо сказать, что техника в этой области достигла уже «грани фантастики». Исследователь из Калифорнийского технологического института Д. Псалтис разработал световой нейрокомпьютер, основанный на принципах голографии. Его «мозг» состоит пока всего лишь из тысячи «нейронов», представляющих собой оптические транзисторы и голографические пластинки, на которые записываются «воспоминания». Хотя число «нейронов» и невелико, этот компьютер уже может распознавать лицо человека по одним только глазам. В настоящее время Псалтис предполагает разработать сеть, включающую миллион нейронов благодаря светопреломляющему голографическому кристаллу размерами в 1 см³. В таком кристалле смогут налаживаться триллион световых связей и записываться нестираемые голограммы.