Глава 7.
Применяем знания и опыт на практике.
Величайшим открытием моего поколения я называю способность человека изменить свою жизнь, просто изменив умственную установку.
Уильям Джеймс
В этой главе я рассмотрю, как законы повторений и ассоциаций работают совместно, формируя воспоминания; исследую роль, которую играют наши чувства и эмоции в укреплении нейронных связей; и наконец, остановлюсь на том, как наши повседневные мысли формируют нашу личность. Основной упор я сделаю на том, как мы можем применять законы повторений и ассоциаций, нашу семантическую и эпизодическую память и уникальные особенности неокортекса наилучшим образом. Мы можем управлять всеми этими функциями, и ключ к этому умению – в нашей фокусировке внимания и многократных повторениях.
Но прежде чем мы продолжим, хочу ещё раз вернуться к доктору Хеббу и его модели обучения, рассматриваемой в предыдущих главах. Вот какой была гипотеза Хебба: когда два связанных нейрона постоянно запускаются вместе (путём получения нового знания либо опыта), их отношения изменяются химически, так что, когда зажигается один, это служит для второго сильным стимулом также зажечься. Нейроны, прежде не получавшие одновременной стимуляции, теперь становятся напарниками, и в дальнейшем они будут зажигаться в тандеме с гораздо большей готовностью. Этот принцип «зажигаются вместе – значит скрепляются» называется обучением по Хеббу, а химическое изменение в нервных клетках и синапсах называется долговременной потенциацией (ДВП)1. Долговременная потенциация означает, что нервные клетки на синаптическом уровне образуют долговременные отношения. Долговременная потенциация – это тенденция нервных сетей мозга становиться более «склеенными» и скрепленными.
Говоря как можно проще: когда мы усваиваем новую информацию, мы комбинируем различные уровни разума, чтобы создать новый уровень разума. Обучение происходит, когда мы зажигаем различные нервные сети, относящиеся к схожим понятиям, все вместе, в унисон, чтобы выстроить более широкое понимание. Используя то, что мы уже знаем, как строительные блоки, мы активируем различные нервные сети, затем возбуждаем их, и они начинают зажигаться в целостном паттерне. Когда эти цепи возбуждены, мы можем создать новую цепь вместе со скоплением активированных нейронов. Другими словами, нам легче создать новую цепь в любой части мозга, когда нервные сети возбуждены и наэлектризованы.
Все эти разнообразные нервные сети с дополнительными цепями начинают выстраивать для нас новую модель понимания. Чем больше мы создаём тот же самый уровень разума, тем легче запоминается усвоенная информация. Благодаря увеличившейся силе синапсов, эта новая информация теперь размещается в мозге. Многократная активация синапсов позволяет нейронам зажигаться проще и легче.
Пресинаптическая зона (посылающая сторона; новая информация) нейрона, пытающегося создать связь, при помощи электрохимических импульсов активирует постсинаптическую зону (принимающая сторона; старая информация) в соседней клетке. В свою очередь пресинаптическая нервная клетка активирована предшествующими нейронами цепи, а постсинаптическая клетка зажигает следующие нейроны. Эта модель объясняет, как мы используем то, что уже знаем, в попытках создать новую связь и усвоить то, чего мы пока не знаем. На рис. 7.1 показан дендрит с несколькими дендритными шипиками, постсинаптическими зонами, получающими сильные сигналы от пресинаптических зон.
Рис. 7.1. Нейротрансмиссия. Усиление слабого сигнала в постсинаптической зоне
Сильный помогает слабому.
Вы когда‑нибудь работали с электромагнитом и железными опилками на уроке естествознания? Пока магнит не включен, кусочки железа спокойно лежат на своих местах. Но когда через магнит пропускают электрический ток, эти железные опилки скользят по поверхности стола и прикрепляются к магниту. Вот так же работает сильный сигнал известной информации, привлекая слабый сигнал неизвестной информации. Ключ в таком случае в том, чтобы возбудить мозг и соответственные нервные цепи, чтобы они могли включиться в работу по привлечению и зажиганию нужных нейронов. Как только нервная сеть активируется, нужный нейрон подобно железным опилкам, притягивающимся к магнитному источнику, потянется к точке электрохимической активности и немедленно вступит в связь.
Мы в основном говорили об усвоении новых знаний и выстраивании лучшего понимания. Тот же принцип, который применим к семантическому знанию, также действует, когда мы обучаемся через опыт и формируем эпизодическую память (что было рассмотрено в главе 6). Теперь давайте поговорим об обучении через опыт.
Давайте представим, что мы отправились на рыбалку с ночевкой вместе с лучшим другом (человеком) к любимому водоёму (место) летними сумерками (время) с новой удочкой, которую нам подарили на день рождения (вещь). А затем нас атакует полчище свирепых ос (обеспечивая сильный стимул). И теперь мы будем ассоциировать этот водоём (место со слабым стимулом) с тем местом, где нас покусали осы (сильный стимул), и, вероятно, попытаемся как‑то изменить ситуацию или своё поведение в следующий раз, когда отправимся на рыбалку.
Проще говоря, теперь мы создали новую связь, поскольку достаточно сильный сенсорный стимул (боль от осиных укусов) вызвал повышенный уровень зажигания (создав новую память) от относительно слабого стимула (рыбалка с новой удочкой вместе с другом обычным летним вечером). Сильный стимул подкрепил слабый. Поэтому в следующий раз, когда мы отправимся на рыбалку (слабый стимул), наши нейроны будут активироваться быстрее на основании полученного нами опыта. Теперь мы хорошенько подумаем (поведём себя мудро) прежде, чем выбрать место для привала, и будем сохранять бдительность. Итак, у нас сформировались новые воспоминания. Это и называется обучением.
В случае формирования эпизодических воспоминаний наши органы чувств проводят ассоциацию как минимум двух независимых единиц информации, чтобы вывести смысл из нашей мысленной проработки.
По существу, через ассоциацию эпизодических переживаний, путем естественной эволюции, большинство видов обучаются, меняют свои привычки и адаптируются.
Люди не единственные, кто обучается через опыт подобным образом. Если собака находит что‑то съедобное, она обнюхивает это, чтобы определить, годится ли оно в пищу. Тем самым собака проводит ассоциацию между тем, что видит, и тем, что чувствует на запах. И если животное принимается за еду, ее запах и текстура дают мозгу дополнительный сырьевой материал для запоминания.
Теперь представим, что собака поела и почувствовала себя плохо. Животное естественным образом станет ассоциировать то, что оно видело, чувствовало на запах и вкус и ело, со своим самочувствием после принятия пищи. В результате собака запомнит этот запах и не станет в будущем есть что‑то, пахнущее похожим образом. У неё сформируется важное воспоминание. Этот опыт станет ценным уроком для выживания. Выбор животного вести себя по‑другому при схожих обстоятельствах представляет собой пример влияния пластичности мозга на эволюцию.
Осознавание формирующейся памяти.
Одной из причин того, что эпизодические воспоминания остаются с нами так долго – то есть мы можем помнить их долгое время после имевшего места опыта – в том, что наши чувства были непосредственно вовлечены в их формирование.
Когда мы ассоциируем сенсорный опыт с нашими прошлыми воспоминаниями, этот акт идентификации сам по себе является событием, формирующим память.
Мы знаем, что любой опыт, воспринимаемый нами из внешнего мира, вызывает в организме изменения на химическом уровне, поскольку поток сенсорной информации, достигая мозга, запускает новые химические реакции. Так что, когда мы проводим ассоциацию между тем, что испытываем в настоящий момент как новый опыт, и тем, что синаптически закреплено в нашем уме и мозге через ответные реакции тела, именно этот акт ассоциирования конкретного события формирует в памяти связь. По сути, мы запоминаем наше запоминание (проводим повторное закрепление, воссоздание) данного момента. Мы начинаем сознавать все различные стимулы; мы связываем их вместе, и в этот момент повышенного осознания мы сохраняем информацию путём идентификации. Чем сильнее изначальные сенсорные стимулы (и следовательно, эмоциональные компоненты опыта), тем выше шанс, что мы запомним данное событие и сформируем воспоминания о нём.
Я знаю человека, который 11 сентября 2001 года был в Нью‑Йорке, в офисном здании примерно в 1,5 км от Башен‑близнецов. Все сотрудники офиса собрались в комнате для заседаний, окна которой выходили на юг, в сторону горящих зданий. В комнате был телевизор, по которому они следили за разворачивавшейся трагедией. А над телевизором было окно, через которое они также могли видеть эти здания, охваченные дымом. Мой друг остро сознавал нелепость параллельного наблюдения за происходящим собственными глазами и по телевизору.
Сначала его внимание было захвачено непонятными вспышками света, брызнувшими от башни. Стояло кристально‑ясное осеннее утро, и картина была прекрасной – пока верхушка здания не наклонилась в сторону и он не осознал, что она обваливается. Он сказал мне, что поднялся буквально каждый волосок на его теле. Каждый вздох и вскрик людей в комнате, возгласы удивления из телевизора, транслировавшего прямой эфир, крупные кадры расходящегося облака дыма и пыли – все моментально отпечаталось в его памяти, и он понял, что никогда не забудет ничего из этого: ни картины, ни звуки, ни ощущения. Чувства, порожденные этими шокирующими переживаниями, оказали такое мощное воздействие на его мозг, что накрепко связались с тем местом, где он находился, тем, что он делал, и людьми, бывшими рядом. Он остро сознавал формирование и запечатление этих воспоминаний по мере разворачивания самих событий.
По сути, из‑за того что события 11 сентября настолько отличались от нормальной повседневной жизни, мой друг ясно осознал, что сенсорная информация, поступившая к нему из внешнего мира, произвела отчётливые изменения в его внутреннем мире. Когда он провел связь между изменением своего внутреннего состояния и тем, что испытывал извне, этот процесс сам по себе в тот момент стал отчётливым событием, запечатлевшимся на всю жизнь в его памяти. Мы можем сказать, что переживания‑стимулы внешнего мира вызывают внутреннее изменение вследствие химических реакций в мозге, влияющих на химический баланс всего организма.
Разумеется, мы формируем отчетливые, долговременные воспоминания не только тогда, когда переживаем или наблюдаем настолько драматические события исторического масштаба. Каждый раз, когда мы идентифицируем любое изменение в нашем нормальном внутреннем химическом состоянии, которое подвергается влиянию какого‑либо стимула из нашего внешнего окружения, мы создаём эпизодическое воспоминание. Когда соединяются внешняя причина и внутренний эффект, стимул извне и ответная реакция организма, мы порождаем нейронную связь, называемую эпизодическим воспоминанием. Мы записываем такой момент, основываясь на своих ощущениях.
Здесь применим и другой принцип. Как только какое‑то событие воспринято нашими органами чувств, то чем непривычнее и новее это переживание, тем сильнее сигнал, посылаемый в мозг. А чем сильнее сигнал, тем с большей вероятностью воспоминание станет долговременным. Что определяет силу сигнала? Степень новизны, непредсказуемости, уникальности, необычности, непривычности, которую мы испытываем от данного события. Это непривычное сочетание обобщенной чувствительной информации раздвигает привычные границы нервной системы и бомбардирует мозг избытком новых входящих сигналов. Выделение нейромедиаторов в синаптические щели этой конкретной формирующейся нервной сети вызывает ощущения по ассоциации с пережитым опытом. Вот что создаёт длительные синаптические связи.
Как только химическая сигнатура нервной сети записана и установлена в качестве эпизодического воспоминания, каждый раз, как мы активируем эту нервную сеть, чтобы вызвать воспоминание о пережитом опыте, возникает ощущение, связанное с этим событием. Причина проста. Все воспоминания включают то или иное ощущение (или ощущения), которое представляет собой химическую сигнатуру, списанную с какого‑то прошлого опыта. Когда мы намеренно и вдумчиво активируем воспоминание о прошедшем событии, в тот самый момент выделяются те же нейромедиаторы внутри нервной сети, вызывая те же ощущения. Активируемая нервная сеть, относящаяся к прежнему опыту, вырабатывает определённый уровень разума, заставляющий тело чувствовать то же, что и при непосредственном переживании жизненного опыта.
Это может объяснить, почему некоторые люди так любят поговорить о «старых добрых деньках».
Возможно, они просто хотят испытать пережитые в прошлом счастливые моменты, поскольку в настоящее время у них не происходит ничего нового и увлекательного. Они желают освобождения от текущего однообразия и скуки.
Поскольку прошлые события всегда связаны с эмоциями (эмоции являются конечным продуктом жизненного опыта) и изначально привязаны к определённым людям и вещам в конкретных обстоятельствах и временных периодах, наши эпизодические воспоминания наполнены знакомыми нам переживаниями. Мы склонны анализировать все переживания, исходя из вызываемых ими ощущений.
Чудесные химические вещества.
Давайте признаем: если мы не испытываем того или иного чувственного удовольствия – сексуального возбуждения, чувства безопасности, освобождения от болезненных переживаний и т. п., – мы не станем поддерживать с кем‑либо длительные отношения. (Сейчас мы не говорим о тех, кому должно быть плохо, чтобы чувствовать себя хорошо.) Как вы, вероятно, знаете, большая часть наших ощущений обусловлена химическими веществами в мозге и кровотоке. И не самое романтическое правило притяжения гласит, что главная причина влюбленности в кого‑либо обусловлена нашим нейрохимическим балансом.
Нейроны в этом отношении не сильно отличаются от нас. Они – химически активируемые существа. При многократной активации нервных сетей (закон повторения) наступает момент, когда отдельные нейроны мозга выделают химическое вещество, чтобы закрепить эти связи. Действующий в данном случае химический усилитель синаптической связи называется фактором роста нервов (ФРН). Выделяясь, ФРН движется не в том же направлении, что и нервные импульсы, а наоборот, в противоположном, от дальнего конца принимающего дендрита и через синаптическую щель к направляющим аксонным отросткам. На рис. 7.2 показано, как фактор роста нервов пересекает синаптическое пространство в направлении, противоположном нейротрансмиссии2.
Рис. 7.2. Течение ФРН в направлении, противоположном нейротрансмиссии.
Двигаясь в направлении, противоположном нервному импульсу, ФРН способствует росту дополнительных терминалов на другой стороне аксонного отростка. В результате между нейронами образуются более длинные, объёмные и многочисленные стыки для более лёгкой и целостной передачи информации3. Рис. 7.3 иллюстрирует, как фактор роста нервов влияет на выработку нейронами дополнительных синаптических связей.
Нейроны – это маленькие жадные создания, нуждающиеся в факторе роста. Они могут получить его, только когда достаточно нервных клеток зажигается вместе, тем самым вызывая обширный разряд тока в пресинаптической зоне, заставляющий их скрепляться. Группы нейронов, зажигающихся вместе, всасывают ФРН, чтобы получить новые синаптические единицы. Они даже крадут его у нервных клеток, которые не зажигаются. Однажды почувствовав его вкус, они испытывают к нему ненасытную жажду.
Рис. 7.3. Когда сильный сигнал помогает слабому, ФРН способствует усилению и численному увеличению синаптических связей.
Молекулы фактора роста нервов также называют нейротрофинами. Эти чудесные химические вещества в основном помогают нейронам вырабатывать новые синаптические связи и выживать. Нейротрофины подобны удобрению, заставляющему одно нейронное дерево, получающее сигнал от другого, выделять сильное снадобье, вызывающее формирование новых ветвей у первого для образования новых и более сложных связей между ними.
Люди, выполняющие сложные движения руками, например хирурги или арфисты, имеют больше синаптических связей в моторном кортексе. Они постоянно зажигают нервные цепи, отвечающие за моторные функции пальцев, и в результате создают более запутанные и проработанные нервные сети. Такое укрепление нервных сетей происходит благодаря нейротрофическим химикалиям, выделяемым на синаптическом уровне. Нейротрофины помогают клеткам со слабым сигналом, стучащим в дверь клеток с сильным сигналом, получить разгон.
Нейротрофические химикалии позволяют одиноким нейронам влиться в оживлённую вечеринку.
Потенциал действия – ещё одно название зажигающихся клеток. В главе 3 мы рассматривали, как импульс перемещается из пресинаптической зоны в постсинаптическую и нейромедиаторы, выделяемые в пространство между ними, текут в том же направлении в качестве потенциала действия. Помните, нейротрофические химикалии делают прямо противоположное. Когда между двумя нейронами имеется потенциал действия, заставляющий их зажигаться, эти молекулы потекут вверх по течению против основного потока, из постсинаптической зоны в пресинаптическую. Причина ясна: более сильная, уже возбуждённая клетка пытается получить новое сообщение, чтобы помочь более слабой клетке привлечься к ней и создать связь. Поэтому более активная клетка посылает помощь в форме удобряющих химикалий, способствующих прорастанию новых нейронов в виде дополнительных дендритных веточек и формированию новых связей для длительных отношений. Следовательно, это снадобье также помогает более слабой клетке создать дополнительные связи с более сильной просьбой ещё раз обратиться к рис. 7.3.
Свежие комментарии