Тотальная память — плохо для мозга. Чтобы детально запомнить событие, стоит о нем вспоминать как можно реже. Чем больше вы знаете по теме, тем больше новой информации вы запомните. Но если информации будет слишком много, то не вся она будет зафиксирована в мозге. Разбираемся, как сегодня ученые, нейробиологи и психологи объясняют способности нашего мозга запоминать и учиться.
Мало кто знает, что первая техника запоминания значительно старше первых теорий о памяти. К тому моменту, когда Платон с Аристотелем начали дискутировать о памяти как «восковой дощечке в душе», древнеримские и древнегреческие философы и поэты уже вовсю пользовались техниками запоминания. В частности, популярным по сей день методом «умственной прогулки», которую, согласно легенде, еще в V веке до нашей эры придумал древнегреческий поэт Симонид Кеосский.
Следуя этой технике, для запоминания и тренировки памяти следует использовать знакомое вам место, например вашу квартиру, и мысленно наполнять его предметами, которые будут ассоциироваться с тем, что вам нужно запомнить. И каждый раз, когда вам понадобится эта информация, достаточно будет мысленно пройти привычным путем по этому «дворцу памяти».
Именно так чемпионы по запоминанию воспроизводят десятки тысяч знаков числа Пи. Разумеется, можно предположить, что их мозг структурно отличается от мозга среднестатистического человека. Но это предположение в 2002 году опровергла специалист по нейронаукам Элеонор Магуайр. Она сравнила сканы мозга рекордсменов и обычных людей — и не нашла никаких дополнительных отделов мозга. В чем же секрет?
«Мы знаем, что память — эмерджентный феномен. Это системное свойство, которое не сводимо к отдельному обособленному элементу. Это результат работы не отдельного нейрона, не целого мозга и даже не всего организма, а живого существа, находящегося в непрерывном взаимодействии с объектами окружающей среды. Просто так вы ничего не вспомните — вы всегда вспоминаете, находясь в рамках конкретной деятельности, контактируя всем телом с объектами окружающей среды. В рамках этих процессов и фигурирует память. А мозг — просто хранилище данных, замечательно устроенное. Оно обеспечивает поставку данных для регуляции поведения», — рассказывает Иван Хватов, кандидат психологических наук, эволюционный психолог, руководитель научно-образовательного центра биопсихологических исследований, соавтор образовательных программ факультета наук о жизни Московского института психоанализа.
Ученые разобрались, как формируется память, но лишь в общих чертах. Мы знаем, что пока человек думает, ощущает и наблюдает за миром вокруг, «фейерверк» активности между нейронами укрепляет синаптические связи и тем самым на физическом уровне формируются наши воспоминания и знания. Мы знаем, что разные отделы мозга отвечают за разные физиологические процессы, которые обеспечивают память. Мы знаем, что память бывает разная: эксплицитная память о фактах и событиях, имплицитная память, к которой, например, относятся навыки и процедуры, — и за них тоже отвечают разные области мозга. За физическое закрепление эксплицитных знаний отвечает гиппокамп. Мы знаем и то, что связи между нейронами динамичны. Но многие вопросы остаются открытыми:
«Есть ли качественные различия в физиологических процессах запоминания разных типов данных: визуально-кинестетических, аудиальных и так далее? Или, например, какую функцию выполняет нейрогенез у взрослых? Как он вообще осуществляется? Есть множество проектов, которые занимаются расшифровкой коннектома человека — всей сети связей между нейронами. И мы до сих пор на самом деле не знаем, как происходит считывание самых базовых данных, ощущений, из которых происходит синтез более сложных образов, перцепции, памяти. Остается масса черных пятен», — рассказывает Иван Хватов.
Как же тогда ученые изучают наш мозг? Достаточно ли мы знаем о нашей памяти, чтобы научно подходить к обучению? Почему важны сон и спорт? И можно ли «запастись» возможностями мозга и сохранить ясность ума в старости?
От нейронов — к ансамблям: основы работы мозга
Чтобы понять, как формируются новые «дорожки» между нейронами в тот момент, когда мы узнаем что-то новое, ученые пробовали отследить, какие гены активируются или «отключаются» в ходе такой активности (современные технологии позволяют это делать). Но это не дает полной картины, потому что большинство этих генов кодируют белки — и гораздо эффективнее было бы следить за концентрацией конкретных белков, ведь именно благодаря им в мозге происходят структурные изменения. Следить за ними гораздо сложнее, но ученые нашли выход.
В прошлом году группа ученых из Научно-исследовательского института Скриппса придумала, как с помощью метки в виде аминокислоты — азидонорлейцина (Azidonorleucine) — отслеживать появление новых белков от конкретного нейрона. При формировании новые белки включали в себя эту метку, и ученые получали возможность отслеживать их появление.
Эксперимент на мышах помог выявить изменения концентрации 300 различных белков, многие из которых отвечали за структуру и форму нейронов, а также их общение с другими клетками. То есть даже небольшая активность мозга спровоцировала продолжительные процессы по преобразованию связей между нейронами — мозг запомнил информацию.
И такой подход к изучению мозга уже получил признание. В нынешнем 2023 году самую престижную награду в сфере науки — Brain Prize — получили Майкл Гринберг, Кристина Холт и Эрин Шуман. Получили как раз «за революцию нашего понимания того, как нейроны управляют тысячами разных белков — строительными блоками жизни, необходимыми для поддержания развития, пластичности и работы мозга».
Есть и исследователи, которые идут другим путем — «от большего к меньшему», изучая «фейерверки» в мозге. Еще пару десятков лет назад, описывая в работах активность этого органа, ученые выстраивали последовательные цепочки частей мозга, участвующих в том или ином процессе, как будто это составляющие живого компьютера. Сегодня подход изменился: под каждую активность ученые выявляют «ансамбли» нейронов из разных областей органа.
Кстати, тут важно упомянуть, что нейроны не гомогенны: они морфологически похожи, но все же это разные клетки, которые даже в рамках одного морфологического или функционального класса отличаются длиной, размером и ветвистостью отростков, поэтому аналогия с «ансамблем» так хорошо работает. Они вступают в «игру» по очереди, в правильные моменты.
Поэтому и миф о том, что мы используем лишь 10 процентов нашего мозга, так нелеп. Во-первых, наш мозг всегда работает фоново, поддерживая жизнедеятельность нашего организма. Во-вторых, все его области важны — иначе бы большинство травм мозга не наносили бы вреда его возможностям. И наконец, мы отлично знаем, как выглядит состояние, при котором множество сетей нейронов из разных частей мозга начинают неконтролируемо отправлять сигналы — такое состояние называется генерализованным эпилептическим приступом. Поэтому важнее укреплять связи и увеличивать «ансамбли» нейронов — так мы накапливаем опыт, знания и воспоминания.
Объем, сложность и повторение — главные советы
На основе этих знаний о механике формирования «ансамблей» нейронов исследователи и дают советы о том, как эффективнее учиться.
Во-первых, вы просто физически не сможете выучить огромный объем незнакомой информации за один раз. И не потому, что у вас ограниченное количество нейронов.
«Достаточно ли нам нейронов, чтобы все запомнить? Это все равно что спросить, достаточно ли нам 33 букв русского алфавита, чтобы рассказать обо все на свете? Вроде хватает, ведь комбинации разные. Нейроны могут образовывать огромное количество новых связей, включаться в новые ансамбли. В этом плане нет предела, ну или мы его еще не нашли. После насыщенного дня действительно происходит перенасыщение рабочей памяти, на физиологическом уровне это связано с переизбытком токсичных метаболитов, накопившихся в мозге в результате длительной интенсивной работы. Кроме того, перенасыщение идет эмоциональное, вы начинаете сбиваться, отвлекаться. Устаете вы как субъект», — объясняет Иван Хватов.
Во-вторых, наращивайте сложность и объем. Чем больше «веточек» в вашем «ансамбле» нейронов по конкретной теме, тем больше у вас точек роста, тем больше вы сможете запомнить новой информации. И перед «добавлением» новых нейронов стоит активировать ваш «ансамбль», мысленно пробежавшись по тому, что вам уже известно.
При этом выстраивайте свои знания в систему, а не сваливайте как попало. У тех, кто просто учит ответы на вопросы и получает отличные оценки, не выстраивается целостная структура профессионализма. Ответьте себе на вопрос, чем вы хотите заниматься, и тогда из каждой дисциплины вы будете автоматически забирать полезное для вас. Может, оценки будут не самые лучшие, но зато сложится система знаний. А в будущем этот образ профессионализма может и трансформироваться.
В-третьих, регулярно повторяйте то, что вы хотите выучить. Причем не просто перечитывайте конспекты или книги, а меняйте формат повторения. Сперва перескажите лекцию другу, потом запишите, потом схематически нарисуйте усвоенную информацию.
«А лучше всего материал сохраняется, если сформировать к нему личное отношение. Самое простое — не согласиться с ним. Если концепция, теория, гипотеза кажется спорной — это хорошо! Вы будете искать контраргументацию и запомните его. Чем глубже вы проработаете материал, тем глубже он вплетется в семантическое пространство и тем легче вам будет его воспроизвести», — добавляет Иван Хватов, соавтор образовательных программ факультета наук о жизни Московского института психоанализа.
И последнее: помните, что вы учитесь не только тогда, когда активно повторяете, — мозг учится постоянно, перестраивая и обрабатывая ранее полученную информацию, укрепляя ее в долговременной памяти.
Кстати, несколько лет назад группа уважаемого нейробиолога Судзуми Тонегаве выяснила, что процессы кратковременной и долговременной памяти запускаются одновременно — информация не «перетекает» из одной в другую уже после формирования, как думали многие ученые. Просто долговременная память активируются постепенно, и чтобы она правильно все «запомнили», ей помогает кратковременная.
«Промывка» мозгов
Многочисленные исследования показали, что процессам запоминания и обработки информации помогает физическая активность. Ученые обоснованно предполагают, что причина в усилении кровообращения. А вот почему для хорошей работы мозга необходим сон, пока до конца не ясно.
Одно из составляющих воздействия сна было доказано около десяти лет назад. Оказалось, что в процессе сна спинномозговая жидкость активно «вымывает» из мозга токсичные продукты работы клеток. Это происходит и во время бодрствования, но, как показало исследование, проведенное в 2019 году учеными из Бостонского университета, лишь во время сна эти «волны» очищения становятся поистине огромными.
«Когда вы спите в фазе медленного сна, очень активно работает гиппокамп. Происходит консолидация и перезапись материала, который вы обрабатываете. Поэтому я всегда студентам говорю: если вы послушали лекцию, поучаствовали в семинарах, прочитали книгу, обязательно хорошо поспите. То же самое после подготовки к экзамену», — объясняет Иван Хватов.
Хотя исследователи по-прежнему дискутируют о конкретных механизмах влияния сна на формирование нейронных «ансамблей» на молекулярном уровне, общие эксперименты и исследования подтверждают, что сон для этого необходим. А вот учиться во сне, слушая лекции, не получится. Правда, не так давно ученые подтвердили способность мозга запоминать иностранные слова во сне — однако лишь в конкретной фазе сна. Более того, эффект оказался хоть и достаточно заметным для фиксирования, но крайне незначительным.
Тотальная память — плохо, а забывание — хорошо
В своей непрекращающейся активности мозг постоянно «переписывает» наши знания. Каждый раз, когда мы сталкиваемся с новой задачей, мы переписываем старый опыт, добавляя к нему новый. С возрастом у нашего мозга становится все меньше ресурсов для того, чтобы добавлять новую информацию, поэтому пожилые люди «учатся» за счет того, что лишь перестраивают старый опыт — и поэтому часто забывают то, что раньше знали.
Можно ли «запастись» возможностями мозга? Это примерно то же самое, что спросить, а можно ли запастись витаминами на зиму, поедая фрукты летом. Тем не менее вы можете выработать привычку, предрасположенность к тому, чтобы регулярно приобретать новые данные и поддерживать «юность ума». Например, если человек регулярно занимается физкультурой, поддерживает мышечный тонус, дает себе полезные нагрузки, то, скорее всего, и в старости он будет здоровым. То же самое происходит с психикой и мозгом.
«Тренировки мозга должны быть настоящими нагрузками. Я своим студентам часто говорю: если вы прочитали книгу, и она показалась простой, то это плохая книга. Потому что она должна показаться вам немного сложной. Не запредельно сложной! Но у вас должны чуть повернуться „шестеренки”, извините за выражение. Значит, эта книга обеспечила вас фактами, которые не вписываются сразу в вашу картину мира. Вы сидите, страдаете по поводу того, как эти факты туда впихнуть. И это правильно! Иначе вы не нагружаете себя», — объясняет Иван Хватов.
В норме человек нарабатывает когнитивный резерв, который включается уже после 35 лет и позволяет сохранять интеллект на стабильным уровне и даже его повышать. В психологии есть понятия текучего (fluid) и кристаллизованного интеллекта. Текучий интеллект — способность обработки информации — начинает падать уже после 20 лет. А вот кристаллизованный интеллект — эрудиция, опыт, словарный запас, мудрость — нарабатывается еще до 70 лет, и лишь потом начинает медленно падать. В общем, к тренировке мозга нужно относиться как к физкультуре!
Отсюда закономерно возникает вопрос: лучше развивать в себе знания лишь по одной теме или по разным? «Очень сложно рыть яму только вглубь, неизбежно придется ее расширять, — отвечает Иван Хватов. — Как правило, вы начинаете накапливать информацию из смежных областей. И, кстати, так как за разные задачи у нас отвечают разные области мозга, то для его здоровья полезно переключать виды деятельности, активизировать разные области». Например, заниматься спортом.
Говоря о наших способностях запоминать информацию, важно учитывать и то, что память у нас бывает разная. В частности, к эксплицитной памяти относятся такие виды, как семантическая и эпизодическая. Семантическая знает факты и не помнит ничего постороннего, например когда именно и при каких обстоятельствах вы узнали формулу воды или историческую дату, ведь эти детали роли не играют. Если бы забывания не происходило, если бы мы идеально помнили информацию, мы бы не смогли ее применять в меняющихся условиях.
Из такой пластичности мозга можно сделать и удручающий вывод — если вы хотите навсегда запомнить какое-то событие таким, как в первый раз, старайтесь его не вспоминать, не «прокручивать» в голове. Иначе ваш мозг обязательно изменит детали.
«Эпизодическая память неизбежно стирается. Помнить все — это ненормально. У психолога Александра Романовича Лурии в книге “Маленькая книжка о большой памяти” описан случай человека, который помнил все и сошел с ума. В процессе жизни у вас формируется автобиографическая память — по периодам. Часто в этих периодах есть так называемые фотографические воспоминания. Вам кажется, что вы не помните происходившее ни до, ни после, но в деталях можете воспроизвести первый поцелуй, первый поход куда-то или приезд в другой город — что-то очень эмоционально насыщенное. Исследования показывают, что в таких воспоминаниях множество неточностей, но фактически это то, что формирует вашу личность и индивидуальность», — дополняет Иван Хватов.
Забывание — не пассивный процесс утраты, а целенаправленный с точки зрения нейрофизиологии процесс, причем очень тщательно сегодня изучаемый, это одна из задач современной нейрофизиологии.
Нерешенные проблемы нейронауки
Стоит взглянуть на список «Нерешенных проблем нейронауки», и создается впечатление, что мы пока вообще ничего толком не знаем о мозге. Помимо памяти и обучения в этом списке упомянуты сон и сновидения, сознание и принятие решений, родной язык, изучение других языков и многие другие.
С каждым годом ученые с помощью современных технологий находят способы все точнее наблюдать мозг на всех уровнях — от молекулярного и клеточного до масштабов всего органа. Так, в прошлом году одним из главных событий в сфере нейробиологии стала публикация результатов работы группы ученых из Южно-Калифорнийского университета. Им удалось в реальном времени увидеть формирование эмоционально окрашенных воспоминаний в мозге живой рыбы.
Чем больше будет возможностей для наблюдения за работой мозга, тем быстрее будет сокращаться список нерешенных проблем. Впрочем, наверняка принцип «увеличения точек роста» справедлив и в этом случае — с новыми знаниями откроется еще больше новых вопросов.
Автор: Дарья Губина
