Механизмы и принципы работы памяти головного мозга человека

Если бы память человека была подобна Интернету и выдавала бы нужную информацию по первому запросу, это сильно облегчило бы жизнь. Впрочем, неизвестно, смогли бы мы правильно пользоваться ею и не утонули бы в море сведений.

Человеческий мозг способен работать настолько эффективно, что до сих пор разработчикам искусственного интеллекта не удалось его превзойти. Во многом это связано с уникальным устройством памяти.

Что такое память и как она работает

Память позволяет нам снова пережить прошлое

Памятью называется способность нервной системы сохранять и транслировать информацию, получаемую человеком ежесекундно.

Изучением того, как работает память человека, занимаются нейрофизиологи, психологи и другие ученые.

Благодаря памяти перед нашим сознанием встают в подробностях события и образы прошлого.

Также мозг запоминает, как мы реагировали на эти события, и позволяет впоследствии при необходимости воспроизвести эту реакцию лучше и точнее. Эти свойства памяти лежат в основе обучения.

Нервная система обрабатывает сигналы, полученные органами чувств, а также работает с мыслями и воображаемыми картинами. Поначалу они запечатлеваются, а затем сохраняются на уровне рефлексов и связей между нейронами в мозгу.

Механизм памяти связан не только с запоминанием, узнаванием и воспроизведением фрагментов опыта, но и с забыванием ненужной или малозначимой информации, вытеснением травмирующего опыта.

Впрочем, ученые считают, что абсолютно вся информация, полученная в течение жизни, хранится в голове, даже если сознание неспособно припомнить ее.

Память максимально эффективно работает в первые 5 лет, когда ребенок учится говорить и познаёт мир впервые. В дальнейшем происходит постепенное ухудшение памяти, причём в старческом возрасте это может стать причиной недееспособности.

Память, с помощью которой мы взаимодействуем с собственным жизненным опытом, лежит в основе всех когнитивных функций, таких, как мышление и речь.

Полная картография нашего мозга невозможна?

Проект картографирования всех точек соединения нейронов называется коннекто́м (англ. connectome). Пока удалось описать только коннектом червя-нематоды размером около 1 мм, чья нервная система состоит из немногим более 300 нейронов.

Что же касается описания коннектома человеческого мозга, в котором ~ 86 млрд нервных клеток, — до сих пор нет даже общего представления о масштабах этого проекта.

Ясно лишь, что он куда сложнее, чем расшифровка человеческого генома или даже протеома (совокупности белков).

Ученые, например, предпринимают попытки описать таким образом мозг крысы. «Закартрировали участок размером со спичечную головку — это заняло терабайты памяти. И непонятно, что с таким объемом информации делать», — говорит российский антрополог и популяризатор науки Станислав Дробышевский. Он подчеркивает, что проблема еще и в том, что осмыслить результаты этих исследований мы пытаемся «всё тем же мозгом, который уже не вмещает информацию о нем самом — получается замкнутый круг». Для понимания работы нашего мозга нужен «больший, чем наш, мозг».

Виды памяти

Основных видов памяти два — кратковременная и долговременная. Классификация других видов памяти зависит от функции и типов обрабатываемой информации.

Кратковременная память

Кратковременная память (другие названия – первичная, активная) отвечает за запоминание событий, произошедших в течение 20-30 секунд. Она основана на временных нейронных связях фронтальной и теменной коры головного мозга.

С помощью этих связей фиксируется информация, поступающая от органов чувств. Ресурсов кратковременной памяти достаточно, чтобы запомнить и воспроизвести отрывок текста во время диктанта или набрать номер телефона, вычитанный в справочнике.

Нарушения долговременной памяти

Неумение кодировать входящую информацию правильным способом — нарушение долговременной памяти человека, которое поддается коррекции. Более сложное нарушение — амнезия. Эта патология ухудшает работу гиппокампа и возникает на фоне очень сильного эмоционального потрясения либо черепно-мозговой травмы.

Причины нарушения памяти

Нарушается долговременная память на фоне проблем физиологического характера:

• острой или хронической интоксикации — алкогольной, наркотической, медикаментозной (или отравления другими ядами);
• нарушения мозгового кровообращения при атеросклерозе, инсульте;
• опухоли мозга;
• болезни Альцгеймера;
• умственной отсталости на фоне генетических аномалий, патологий беременности.

К психическим причинам ухудшения памяти относится:

• длительный стресс;
• невротическое состояние;
• переутомление, нарушение сна;
• интенсивные эмоциональные, интеллектуальные нагрузки;
• психологические травмы;
• депрессия.

Физическое или эмоциональное истощение тоже могут вызвать трудности с запоминанием информации, провалы в памяти.

Симптомы

Заподозрить нарушение долговременной памяти позволяют характерные симптомы:

• человек с трудом запоминает — ему сложно сохранять и вспоминать даты, стихи, другой материал;
• не удается вспомнить, что происходило в прошлом — не слишком давно и много лет назад, в памяти есть провалы;
• сознание спутанное, причинно-следственные связи нарушенные;
• возникает забывчивость в привычных ситуациях (человек забывает сделать запланированное);
• снижаются интеллектуальные способности и падает работоспособность;
• заметна невнимательность, есть сложности с концентрацией и удержанием внимания;
• возникает растерянность в привычных ситуациях.

Проявления нарушений долговременной памяти могут возникать изолированно от других и нарастать в течение долгого времени, но иногда возникает сразу несколько симптомов в короткий промежуток времени.

Проблемы с долгосрочной памятью отражаются на всех ключевых аспектах жизни человека. Забывчивость приводит к непониманию с близкими, проблемам на работе из-за некачественного выполнения заданий и неспособности сконцентрироваться. При амнезии человек не может вспомнить важных фактов о себе, собственной жизни, на фоне этого возникает социальная дезадаптация.

Память человека: новейшие исследования

Ученые постоянно проводят эксперименты, позволяющие узнать новые факты о функционировании человеческой памяти.

Почему не запоминаются сны

Ученые австралийского университета Монаша выяснили, почему содержание снов так быстро выветривается из памяти. Как оказалось, это связано с малой активностью гиппокампа — части головного мозга, отвечающей за передачу сведений из кратковременной памяти в долгосрочную.

Во время сна эта область работает автономно и не передает сведения в долговременную память. Лучший способ запомнить содержание сна — сразу же записать его после пробуждения, пока информация сохраняется в кратковременной памяти.

Именно так, согласно популярной легенде, поступил химик Менделеев, которому приснилась периодическая система элементов.

Забывчивость необходима

Нейробиологи и психологи из Канады подтвердили, что для эффективной работы с информацией важно не только запоминать ее, но и забывать. Выяснилось, что данное свойство памяти позволяет оптимизировать принятие решений, отбрасывая лишние детали и фокусируясь на главном.

Таким образом, содержание событий, бесед и прочитанных страниц «конспектируется» в мозгу. Ранее же считалось, что человек не может что-то запомнить дословно из-за отказа механизмов хранения информации.

Настоящий интеллектуал запоминает не всё подряд, но лишь то, что имеет действительную ценность и позволяет ориентироваться в быстро меняющемся мире.

Борьба с забыванием

Далеко не все из того, что мы однажды запомнили (намеренно или нет), навсегда сохраняется в нашей памяти. Мы многое забываем, из-за чего зачастую становимся не успешны, особенно в своей профессии.

Забывание — это длительный процесс, который развивается постепенно.

И для успешной борьбы с ним необходимо принять во внимание следующие положения:

• Основное средство борьбы — это повторение изучаемого материала. Всякое знание, которое не подкрепляется повторениями, постепенно забывается.
• Повторять выученное нужно не тогда, когда оно уже забыто, а в момент, пока забывание еще не началось.
• При переходе от заучивания материала к заучиванию другого, нужно всегда делать небольшой перерыв (5–10 минут), давая себе в это время полных отдых от всякой умственной работы.
• Необходима системность, нужно организовывать свои занятия так, чтобы запоминаемые материалы были по менее сходным предметам. Необходимо разграничение, чтобы не происходило наложение одинаковых тем друг на друга, чтобы не возникли трудности в припоминании конкретных образов.
• Особенно важный для вас, ответственный и трудный материал полезно возобновлять в памяти непосредственно перед сном: именно сон дает самые благоприятные условия для закрепления результатов запоминания.

Что вредит памяти

Разумеется, память по естественным причинам ухудшается с возрастом, однако сохранить способность запоминать нужную информацию вполне возможно, если соблюдать определённые правила и избегать рисков.

Памяти вредит рассеянность. Если мы усилием воли не концентрируем внимание на необходимых сведениях, они не задерживаются в голове.

Страдают от забывчивости те, кто не высыпается. Исследования показали, что если бодрствовать в течение 36 часов, то способность к воспроизведению информации снижается на 40%.

Гиппокамп, имеющий ключевое значение для откладывания сведений в долговременной памяти, хуже работает из-за стрессов. Адренокортикотропный гормон и кортизол, выплеском которых организм реагирует на неприятную ситуацию, препятствуют консолидации воспоминаний.

Вывод

В нашей жизни постоянно что-то происходит, мы часто спешим и должны все успеть, при этом ничего не забыть. В подобных условиях у нас возникают трудности в сосредоточении своего внимания и процессах запоминания, но еще большие трудности возникают в процессах обучения эффективным способам запоминания. Поэтому рекомендуем вам воспользоваться предложенными способами и советами, как развить память.

Мнение автора и редакции может не совпадать. Хотите написать колонку для «Нетологии»? Читайте наши условия публикации.

Как улучшить память

Чтобы улучшить способность к запоминанию, регулярно занимайтесь физическими упражнениями.

По данным американских исследователей, даже 20 минут физической активности в день повышает содержание в нервной системе глутаминовой и гамма-аминомасляной кислот, участвующих в механизмах памяти.

Также улучшить память можно с помощью особых когнитивных упражнений:

1. Целлюлярный токинг. Назовите предметы, находящиеся напротив Вас в комнате (ноутбук, музыкальный центр, лампа, ключи и т.д.) Через некоторое время Вы почувствуете, что затрудняетесь быстро вспомнить, как называется та или иная вещь и охарактеризовать ее. Однако регулярное повторение упражнения повышает скорость мышления и заставляет нейроны работать с полной отдачей.
2. Дом памяти. Назовите конкретные предметы или имена людей, объединённых в какую-либо категорию. Например, вспомните пару десятков поэтов или знаменитых спортсменов. Подходят для упражнения названия компьютерных игр и фильмов, перечисление животных, растений, продуктов питания и предметов интерьера.
3. Слова-перевертыши. Отличным упражнением для тренировки зрительной и словесной памяти является проговаривание слов задом наперёд (коса-асок, трава-аварт и тому подобное). Здесь принципиально важно не читать слова по бумаге, а представлять их в своём сознании. От коротких слов постепенно переходите к длинным (поначалу, возможно, придется дробить их на отдельные слоги).

Старайтесь в повседневной жизни обходиться без записей, например, при составлении списка покупок перед походом в супермаркет или при поздравлении родных и друзей с именинами.

Для более эффективного запоминания применяйте методы мнемотехники, пользуйтесь ассоциациями и разбивайте большие блоки информации на части. Не витайте в облаках, а в каждый конкретный момент концентрируйтесь на выполнении стоящей перед вами задачи.

Есть и продукты, которые наоборот улучшают память

Улучшают память эфирные масла мяты, розмарина и лимона, а также некоторые продукты:

• черника;
• рыба жирных сортов;
• яйца;
• куркума;
• грецкие орехи;
• брокколи;
• апельсины;
• горький шоколад.

Выполнение простых упражнений, здоровое питание и физическая активность сохранят память надолго и позволят вам оставаться в здравом уме до глубокой старости.

Хорошая память – не только условие эффективного функционирования дома, в школе, институте и на работе. Она позволяет получать полноценное удовольствие от каждого прожитого дня, ведь воспоминания о радостных событиях и драгоценных мгновениях – сокровище, которое всегда остается с вами.

В этом видео вы узнаете много интересного о мозге и памяти:

Диагностика

Для диагностики долгосрочной памяти применяются специальные тесты. Обследовать память можно самостоятельно, воспользовавшись электронной версией (доступна в интернет-сети) классических методик:

• тестов для изучения длительности поддержания функции (теста Коннера, СРТ);
• шкалы памяти по Векслеру;
• теста переменных внимания;
• теста симуляции нарушений памяти;
• задачи визуальной организации.

Эти методики позволяют исследовать не только долговременную память, но и определить время отклика и обработки полученной информации, способность запоминать имена, воспринимать и сохранять зрительную информацию. С помощью тестов удается понять, как человек ориентируется в пространстве, запоминает схему расположения. Перечисленные выше тесты подходят для диагностики взрослых людей.

В случае, когда необходимо диагностировать долговременную память у детей и подростков, применяется методика запоминания слов, не связанных между собой логически.

Испытуемому предлагают прослушать список из 10 слов. Детям 6-7 лет его зачитывают 4-5 раз, более взрослым — трижды. После этого просят испытуемого повторить максимальное количество слов (их записывают в карточку обследования). Затем необходимо сделать перерыв на полчаса и снова повторить слова после однократного прослушивания. Такую же процедуру проводят дважды — через день и спустя неделю.

Для подсчета результатов тестирования используют формулу:

С (коэфф. ДВП) = В (количество правильно повторенных слов): А (всего слов) х 100.

Необходимо найти среднее арифметическое 4 этапов тестирования и сделать выводы об уровне долговременной памяти в зависимости от количества набранных баллов:

• высокий — 75–100;
• средний — 50–75;
• низкий — 30–50;
• очень низкий — менее 30.

Серьезные нарушения долговременной памяти, сопровождаемые провалами, спутанностью сознания, требуют тщательной инструментальной диагностики, ее назначают врачи-неврологи, психиатры. Комплексное обследование включает:

• электроэнцефалограмму;
• компьютерную или магнитно-резонансную томографию;
• ультразвуковое исследование;
• лабораторные анализы.

При необходимости по результатам обследования назначается лечение.