Механизмы мозга - Тюрин

отнестись к возможности того, что все сенсорные данные, которые мы получаем на протяжении нашей жизни, полностью сохраняются где-то в памяти. Джон фон Нейман в своей книге «Вычислительная машина и мозг» [23] подсчитал, что это означало бы в смысле объема памяти, необходимого мозгу. Его вычисления, несомненно, исходят из максимальных возможных требований, так как он не только предположил, что в течение всей жизни (60 лет) ведется полная запись электрических сигналов, посылаемых всеми осязательными, зрительными и иными рецепторами, но и принял, что все примерно 10 миллиардов нейронов мозга представляют собой рецепторы в том смысле, что все детали их электрической активности сохраняются где-то в нервной системе. Этот расчет показал, что при таких условиях емкость памяти должна составлять 2,8*1020 битов информации. Если для записи одного бита требуется один двухпозиционный переключатель, то это означает, что на каждый нейрон в нервной системе должен приходиться объем памяти, эквивалентный 30 миллиардам таких переключателей!

Это крайне завышенный расчет; в действительности, по-видимому, нет надобности заходить так далеко. Несколько более скромный результат получается, если ограничить расчет количеством информации, доставляемым одними лишь сенсорными рецептора-ми. Большая часть нашей входной информации приходится на долю зрения; емкость памяти, вычисленная на основе данных об электрической активности волокон зрительных нервов, не слишком отличалась бьют той. которая требуется для записи всех входных раздражителей. Если число рецепторов в сетчатках обоих глаз принять равным 2 миллионам, среднюю частоту выходного сигнала раздражаемого нейрона сетчатки — 14 импульсам в секунду и продолжительность жизни — 2•109 секундам, или 60 годам, то необходимая емкость памяти составит уже всего 6 • 1016 битов, что соответствует 6 миллионам двоичных элементов памяти на каждый нейрон. Это число, хотя оно и значительно меньше полученного фон Нейманом, все же кажется нам малоутешительным.

Однако подобные расчеты представляют собой, вероятно, чрезмерную реакцию на открытие того неожиданного факта, что наша память хранит значительно больше информации, чем можно было предполагать раньше. Несмотря на яркость «повторного переживания» прошлых событий, описанного больными Пенфилда, ничто не указывало на то, что вызванные переживания сколько-нибудь приближались по полноте информационного содержания к первичным восприятиям. Даже то, что через несколько лет событие воспроизводится так же отчетливо, как если бы человек вспомнил его в первые мгновения после действительного восприятия, не дает нам никаких оснований думать, что количество деталей здесь сравнимо с принятым в наших вычислениях. В самом деле, в этом нетрудно убедиться. Пусть читатель войдет в незнакомую комнату, внимательно рассмотрит ее в течение нескольких минут, а затем закроет глаза и попробует сравнить свое воспоминание с тем, что он видел при открытых глазах. Хотя в его мысленном представлении и сохранится несколько подробностей, на которые он обратил особое внимание, огромное большинство деталей текстуры, яркости и цвета, входивших в первоначальную, чрезвычайно ясную картину восприятия при открытых глазах, исчезнет из памяти. Мы уже приводили слова Пенфилда о том, что память регистрирует «все, что человек некогда осознавал, то, на что он обратил внимание в тот про-межуток времени. Здесь отсутствуют ощущения, которых он не замечал, разговоры, к которым он не прислушивался». Хотя в нашей памяти и может храниться в какой-то форме запись обыденных прошлых событий, которые мы не сочли бы достойными запоминания, нет никаких доказательств того, что качество такой записи приближается к фотографической полноте и точности. Но и само предположение, что в памяти регистрируются все события, не более чем экстраполяция, основанная на горстке наблюдений, в которых отмечалось детальное воспроизведение несущественных событий при электрическом раздражении коры. Кажется более вероятным, что с каждым из этих как будто бы тривиальных событий в свое время было ассоциировано что-то, благодаря чему оно запомнилось, тогда как другие события, которые кажутся сегодня не менее существенными, не были зафиксированы. В самом деле, вряд ли в памяти того 60-летнего каменщика хранились детали поверхности каждого из кирпичей, уложенных им в стены всех зданий, которые он возвел на протяжении сорока лет своей трудовой жизни!

Автору, по крайней мере, кажется вероятным, что в нашей системе долговременной памяти регистрируется лишь небольшая доля переживаемых нами событий и что даже в тех событиях, которые мы действительно помним, мы выделяем и фиксируем лишь ничтожную часть первоначальных сенсорных данных. Подвести объективную и количественную базу под такого рода субъективное впечатление довольно трудно, но можно сделать один подсчет, который, пожалуй, имеет отношение к данному вопросу. Разнообразные психологические тесты привели к заключению, что количество информации, которое человек может воспринять через органы чувств и тотчас же передать другому лицу, совсем невелико; наивысшая оценка, полученная при самых благоприятных условиях, составляет около 25 битов в секунду. Эго согласуется с повседневным опытом каждого из нас: мы можем сразу охватить своим вниманием не более 5—10 информационных «объектов», если понимать под «объектом» какое-либо название, предмет и т. п. Такой объект может заключать в себе в среднем 15 битов информации, т. е. одновременно мы можем иметь дело с информацией, составляющей каких-нибудь 75—150 битов. Эти цифры несоизмеримо малы в сравнении с тем огромным количеством информации, которая поступает в наш мозг через органы чувств и которая, следовательно, доступна для нашего сознания, но обычно не фиксируется им. Если мы произведем наш расчет емкости памяти на основе «действительно воспринимаемой» информации — 25 битов в секунду, то требуемая емкость окажется равной примерно 50 миллиардам битов, что соответствует 4—5 двухпозиционным переключателям на нейрон вместо тех миллионов или миллиардов, которые мы получали в прежних расчетах.

Мы можем еще больше снизить нашу оценку необходимого объема памяти, если примем, что наши запоминающие устройства заполняются со скоростью 25 битов в секунду лишь в течение какой-то части суток. К дальнейшему существенному снижению мы придем, предположив, что значительная часть следов нашей долговременной, или «постоянной», памяти на самом деле вовсе не является постоянной, что многие комплексы следов не используются и поэтому угасают, так что через несколько часов, дней или недель соответствующие элементы памяти освобождаются и вновь поступают в «общий фонд» элементов, способных фиксировать новую информацию. На предыдущих страницах, мы, правда, подчеркивали относительное постоянство следов той памяти, которую мы называли «долговременной», но это делалось лишь для отличия их от следов, сохраняющихся несколько секунд или минут. И мы видели, что некоторые из этих следов действительно весьма постоянны и даже обнаруживают тенденцию с течением времени становиться прочнее. Однако мы в общем придерживались концепции об укреплении следа памяти в результате его частого использования; мы представляем себе, что возникающие в процессе вспоминания нейронные токи, вновь проходя по прежним путям, поддерживают