Перегруженный мозг. Информационный поток и пределы рабочей памяти

Что касается рабочей памяти, то на этот счет существует теория сенсорной информации, которая передается от тыльных областей мозга к специализированным нейронам лобной доли, и эта теория в чем-то сходна с «теорией бабушкиных клеток». Непрерывная активность специфических нейронов лобной доли, таким образом, позволяет обезьяне запомнить, что она видела точку, расположенную на 90 градусов справа. Активизируясь, близлежащая клетка передает память о точке на 120 градусов справа и так далее. Согласно другой теории, информация о разных стимулах может кодироваться на той же частоте, на которой активизируются нейроны.

Но есть и другие теории, согласно которым информация не всегда считывается благодаря активности нейронов в лобной доле. Определенные нейроны демонстрируют активность рабочей памяти независимо от того, какие стимулы запоминаются. Поскольку они кодируют разные модели чувств, такие как звуковая и визуальная информация, их можно назвать мультимодальными — это своего рода универсальные нейроны[45].

Все эти вопросы могли бы показаться чрезмерно педантичными и академическими, и, возможно, даже не имеющими отношения к теме, если бы не исключительная заинтересованность (в том числе и моя личная) в классификации различных видов нейронов в лобных долях.

Но способ кодирования информации, бесспорно, влияет и на способ организации информационных потоков в мозге. Если разные клетки в лобной доле кодируют разные стимулы, то это свидетельствует о параллельной организации информационного потока.

Схема параллельного и конвергированного потоков информации при активации рабочей памяти

Патриция Голдман-Ракич, которая отстаивала эту модель, утверждала, что рабочая память опирается на параллельные системы, каждая из которых обрабатывает свой тип информации. С другой стороны, если существуют мультимодальные клетки, вовлеченные в рабочую память, то они должны получать информацию от разных сенсорных нейронов в тыловой части мозга, и это уже конвергированный поток информации[46].

Некоторые исследования рабочей памяти все же дают повод для дискуссий о том, как кодируется информация. В одном из экспериментов измерялся уровень мозговой активности, например в процессе запоминания тонов и уровня света — испытуемым предлагалось запомнить и сравнить, насколько ярок свет от лампы сейчас и потом, спустя несколько секунд. Некоторые области мозга активизировались независимо от того, какой тип информации человек запоминал, иными словами, выполняли роль мультимодальных областей рабочей памяти. А это обстоятельство уже противоречит теории Патриции Голдман-Ракич о параллельных системах восприятия разного типа информации[47]. Многие дальнейшие исследования также подтвердили эти выводы.

Как интерпретировать эти данные?

Сам факт, что мы обнаружили определенные области, где конвергируется обработка информации, имеет важные функциональные последствия.

Параллельная организация функций кажется более гибкой и менее уязвимой для сбоев, к тому же она позволяет вмещать большее количество информации. Вспомним многопроцессорные компьютеры, которые превосходят однопроцессорные. А любые стыки и соединения уязвимы и подвержены эффекту «узкого бутылочного горла».

Можно сделать вывод: когда на мозг каменного века обрушивается поток информации, то ограниченный объем рабочей памяти становится серьезной проблемой. Удастся ли нам выяснить, какие факторы ограничивают нашу рабочую память, какую роль в этом процессе играют мультимодальные области мозга? Или, возможно, существует отдельная область мозга, которая ограничивает объем рабочей памяти или нашу способность решать те или иные задачи?

5. Мозг и магическое число семь

Вернемся к уже упомянутой статье Джорджа Миллера «Магическое число семь, плюс-минус два: некоторые пределы нашей способности обрабатывать информацию», в которой ученый высказал предположение, что природа ограничила наши способности обрабатывать информацию[48]. Иными словами, наша рабочая память в состоянии вместить только примерно семь плюс-минус две структурные единицы. Размышления о пропускной способности из области информатики переместились в область психологии. При таком подходе человеческий мозг можно рассматривать как коммуникационный канал, и тогда объем поступающей информации может быть измерен количественно.

Конечно, сравнивать мозг с медными проводами по меньшей мере наивно. Но не пора ли ответить на вопрос: почему количество информации, которое наш мозг способен удерживать в рабочей памяти, ограниченно? Виноваты ли в этом специфические области мозга? Какие механизмы препятствуют запоминанию?