Формы памяти

Формы памяти

Формами прижизненной памяти являются мгновенная, кратковременная, промежуточная и долговременная. Основанием для такой классификации является различное место этих форм во временной последовательности преобразования информации от поступления ее на чувствительные входы до формирования неповреждаемого и сохраняющегося всю жизнь следа. Сначала сделаем краткий обзор соотношений различных форм памяти, а затем подробнее остановимся на каждой из них.

Процесс переработки информации в памяти можно представить следующим образом. Объекты, воздействующие на человека, прежде всего изменяют состояние чувствительных входов, обладающих инерционностью, что и определяет сохранение элементарного следа в течение нескольких мгновений. Такая форма сохранения называется мгновенной памятью. Одна из ее особенностей в модальной специфичности, которая проявляется прежде всего в том, что любой обращенный к тому же чувствительному входу (той же модальности) сигнал взаимодействует с хранящимся в мгновенной памяти и может необратимо его разрушить. В связи с раздельным хранением следов в мгновенной памяти разной модальности некоторые формы получили особые названия: иконическая (зрительная), экоическая (слуховая).

Спецификой мгновенной памяти является также и то, что след угасает через несколько секунд, и если информация не переводится в другую форму хранения, то теряется необратимо. Информация, сохраняющаяся в мгновенной памяти, не поддается произвольному управлению, т. е. ее нельзя задержать в памяти, воспроизвести и сделать более отчетливой. Она не перерабатывается и не соотносится с информацией, поступающей одновременно на другие чувствительные входы, поэтому образ в мгновенной памяти не обладает константностью. Время хранения следа в иконической памяти составляет всего 10–60 секунд, а для других модальностей еще меньше.

Часть информации из мгновенной памяти попадает в кратковременную. Особенностью этой формы памяти по сравнению с мгновенной является то, что она модально не специфична. Объем кратковременной памяти невелик и исчисляется в некоторых переменных обобщенных структурных единицах (7±2 ед.), а время хранения составляет несколько минут. В кратковременном хранении информация по сравнению с мгновенным следом уже существенно перерабатывается. Она представляет собой последовательность фрагментов кодов, поступающих из мгновенной памяти. Каждый находящийся в кратковременной памяти фрагмент постепенно вытесняется вновь поступающей информацией, однако это вытеснение можно предотвратить и удержать информацию с помощью повторения. Таким образом, для кратковременной памяти уже возможно произвольное управление с помощью повторения, а также символизации. Информация, хранящаяся в кратковременной памяти, может быть нарушена в меньшей степени, чем в мгновенной памяти, за счет большей длительности сохранения и вследствие перевода первичной информации в символьную форму.

Поскольку объем кратковременной памяти ограничен, информация из нее после перекодирования выводится в промежуточную (буферную) память, в которой она сохраняется до тех пор, пока не появится возможность перевести ее на долговременное хранение. Время хранения в промежуточной памяти исчисляется часами. Важной особенностью промежуточной памяти является следующее: если в течение нескольких суток она не очищается, то организм принудительно отключается от приема информации из внешней среды. Есть основания предполагать, что информация из промежуточной памяти переводится в долговременную не прямо, а через кратковременную память. Сначала фрагмент информации переводится из промежуточной памяти в кратковременную, где он вторично оценивается и обобщается, и только затем адресуется в соответствующую часть долговременной памяти. Процедура повторяется с новым фрагментом, извлекаемым из промежуточной памяти, и т. д. Процессы очищения промежуточной памяти происходят в основном во сне и, вероятно, этим в значительной степени определяется его специфика и назначение [86].

Объем долговременной памяти практически неограничен, так же неограничено и время хранения информации в ней. При необходимости использовать информацию из долговременной памяти она должна вновь переводиться в кратковременную. Доступность информации в долговременной памяти, возможность произвольного и непроизвольного припоминания определяются в значительной степени уровнем ее организованности и личностной значимости для человека. Информация в долговременной памяти непрерывно преобразуется, и предполагается, что она не повреждается, а затруднения в воспроизведении связаны с нарушениями доступности. Человек, обучаясь в течение всей жизни различным способам организации информации, тем самым как бы повышает ее доступность и облегчает ее припоминание. Так кратко может быть описана последовательность процессов преобразования информации в памяти от чувствительных входов до долговременного хранилища.

Заключая этот раздел, полезно подчеркнуть, что память следует рассматривать «не только как продукт деятельности, но и как важнейший фактор ее организации и регуляции на всех этапах осуществления, где системо-образующим фактором является представление ожидаемого результата поставленной цели, а наличие обратной связи обусловливает замкнутый контур ее регулирования» [42, с. 21].

Мгновенная и кратковременная память

Мгновенная память. Уже давно обнаружено, что сигнал, как зрительный, так и слуховой, субъективно воспринимается как воздействующий несколько мгновений после того, как он отзвучал или уже не демонстрируется. Инерционность входов, продлевающая для нас воздействие сигналов, получила специальное название — мгновенная память. Она обладает очень коротким временем полного сохранения-0,3–1,0 с. Мгновенная память — это первый этап обработки поступающей извне информации, она формируется пассивно, с ее помощью организм на очень короткое время удерживает довольно точную и полную картину мира, воспринимаемую органами чувств. Остановимся лишь на мгновенной зрительной — иконической — памяти. Информация представлена в ней практически в своей исходной форме и поэтому большое влияние на нее оказывают условия предъявления: освещение, предшествующие и следующие за данным сигналом воздействия на данный вход и длительность предъявления.

Объем мгновенной памяти существенно больше, чем кратковременной. Эксперименты Сперлинга [251] показали, что с помощью иконической памяти испытуемый получает и удерживает короткое время (до 0,5 с.) значительно больше информации, чем может затем воспроизвести. Однако разрушение этого большого объема следов происходит очень быстро. Иконическая память — это, по существу, сохраняющаяся некоторое время зрительная картина. Такой след угасает быстрее, чем человек успевает назвать все предъявленные ему стимулы.

Как было отмечено, полное сохранение зрительной картины в иконической памяти ограничивается долями секунды, но встречаются люди, у которых этот период много длиннее (до 10 минут), их называют эйдетиками. Они обладают способностью видеть в буквальном смысле этого слова на пустом экране картину или предмет, который перед тем находился перед их глазами, но уже не экспонируется. Известны художники, которым было достаточно смотреть на модель лишь в течение нескольких минут, после чего они могли продолжать работать над картиной в отсутствие модели, сохраняя образ модели со всеми ее деталями. Среди прославленных художников эйдетиками были русский живописец Н. Н. Ге и французский — Гюстав Доре. Л. С. Выготский считал, что эйдетизм является совершенно закономерной и необходимой фазой в развитии памяти, представляя собой гипертрофированное выражение иконической памяти, так сказать, элемент задержки развития памяти на этой стадии [69].

Обращаясь к биологической и психологической значимости этой формы памяти, прежде всего следует отметить, что она обеспечивает слитное восприятие внешнего мира. Совершенно очевидно, что непрерывные движения глаз, моргание и ряд других факторов неизбежно привели бы к тому, что воспринимаемая картина мира непрерывно мелькала и прерывалась. Условия слияния сигналов до перерыва с пришедшими после перерыва создает некоторая задержка сигналов на входах (инерционность), чем и обеспечивается сохранение для человека стабильного мира. Так, при просмотре кинофильмов и телевизионных передач именно она обеспечивает непрерывность восприятия, аналогично экоическая память обеспечивает непрерывность восприятия музыкальных произведений.

История развития кинематографа хорошо демонстрирует прогресс знаний по инерции зрения. Старое кино со скоростью протяжки 18 кадров в секунду недостаточно учитывало меру инерционности зрения, и поэтому теперь, когда мы смотрим старые фильмы, хорошо заметны мелькание и неестественность движений, отсутствие плавности и слитности. Только когда увеличили скорость протяжки до 24 кадров в секунду, движение стало восприниматься адекватно. В этом случае кадры сменяют друг друга в таком темпе, что если один кадр в секунду вырезать и сделать пустым, то человек этого не заметит. Были проведены эксперименты, при которых в киноленту с некоторым фильмом каждым 25-м кадром вкрапливался другой фильм. Зрители совсем не замечали этого и не отдавали себе отчет в том, что лента имеет какие-либо особенности. Эти же эксперименты показали, что информация о втором вкрапленном фильме не осознается, но тем не менее она накапливается в подсознании и может проявиться в изменении поведения. Так, если сюжет второго фильма содержал рекламу мороженого на фоне знойной пустыни, то было отмечено резкое повышение числа купивших мороженое среди просмотревших комбинированную киноленту [323].

Мгновенная память обеспечивает задержку изменения состояния чувствительного входа под воздействием сигналов, что создает возможность локализовать объект в пространстве, и тем самым возникает предметная отнесенность образа, но ни константность, ни обобщенность еще не формируются. В. П. Зинченко считает полезным разделять интервал мгновенной памяти на два подынтервала. Первый — длительностью 100 мс — он называет сенсорной памятью и оставляет за ней функцию локализации объекта в пространстве, а второй — до 800-1000 мс — соотносит с периодом организации предметной отнесенности как подготовкой к процессу символизации в кратковременной памяти [1, 11]

Кратковременная память. Информация о внешнем объекте попадает из мгновенной памяти в кратковременную. Хранилищ мгновенных следов несколько — столько, сколько модальностей: иконическое, экоическое и т. д. Кратковременное хранилище — единственное и имеет ограниченный объем, поэтому оно не может вместить информацию от всех входов одновременно. Приоритет определяется направленностью внимания в данный момент. Таким образом, если на данный вход перенесено внимание, то информация с него заполняет кратковременную память. Эта форма памяти по ряду свойств отличается от мгновенной: во-первых, другим механизмом сохранения, во-вторых, другими формами преобразования информации, в-третьих, другим объемом и, наконец, иными способами продления срока сохранения. Поскольку хранилище кратковременной памяти общее для всех входов, то информация в ней теряет разнообразие чувственной специфичности (зрительную, слуховую и т. д.) и представлена абстрактным последовательным кодом. Сохранение в кратковременной памяти связано не столько с одновременным состоянием некоторых структур (как в долговременной памяти), сколько с быстротекущим последовательным процессом.

Обнаружили, что все известные воздействия, вызывающие забывание недавних событий, изменяли также электрическую активность центральной нервной системы, нарушая динамику циркуляции импульсов по нейронным путям. Установили, что, чем меньше времени проходит между обучением и вмешательством повреждающих или отвлекающих факторов, тем больше нарушается информация в кратковременной памяти. Для объяснения этих фактов была выдвинута гипотеза консолидации [377]. Существо гипотезы состоит в том, что динамический процесс в субстрате кратковременной памяти продолжается некоторое время (период консолидации), за которое накапливаются структурные изменения в нейронах, обеспечивающие в дальнейшем сохранение следа в долговременной памяти. Через некоторое время после поступления новой информации (обучения) вызванный динамический процесс естественным образом прекращается, и после этого сохранение следа осуществляется структурными изменениями долговременной памяти, поэтому воздействия, нарушающие сохранение следа по окончании консолидации, не способны его разрушить, коль скоро след переведен в долговременное хранение. Если искусственно прекратить динамический процесс в интервале консолидации, то величина потерь будет зависеть от момента обрыва процесса. Период консолидации сильно варьирует в зависимости от сложности навыка и характера воздействия, но не превышает часа. Известно, что если через несколько минут после обучения дать наркоз или подвергнуть человека кислородному голоданию, то запоминание ухудшается. Интересно отметить, что влияния подобных разрушающих факторов суммируются.

Таким образом, временной интервал кратковременной памяти определяется накоплением структурных изменений в субстрате долговременной памяти, достаточных для дальнейшего неограниченно длительного сохранения информации.

Одним из воздействий, нарушающих сохранение информации в кратковременной памяти, является травма. Обнаружено, что человек забывает события, непосредственно предшествовавшие травме. Это свойство получило название ретроградной амнезии. А. Р. Лурия приводил на лекциях следующее наблюдение. Из памяти мотоциклиста, попавшего в аварию на 78-м километре дороги, выпали все события, начинавшиеся с 64-го километра пути. Поскольку он ехал со скоростью 60 км/ч, то травма привела к тому, что в его памяти не закрепились следы впечатлений, возникшие за 10–15 минут до травмы. Травматическое воздействие, случившееся в течение этого промежутка времени, нарушило консолидацию.

Описанные факты были толчком для специальных экспериментов, проведенных Ф. Д. Горбовым [84]. Испытуемый помещался перед окошечком, через которое последовательно проходили цифры с алгебраическими знаками (+4, -1, -8, +5 и т. п.), и должен был произвести соответствующие арифметические операции, прибавляя данное число к результату ранее полученных операций или вычитая из него соответствующее число. Естественно, что для выполнения этой задачи он должен был прочно удерживать в кратковременной памяти следы ранее полученного результата. Внезапно испытуемый подвергался действию «шока» в виде яркой световой вспышки. В этих случаях испытуемый, как правило, «забывал» только что полученный результат и начинал отсчет не с последнего, а с предшествующего числа. Этот опыт показывает, что даже незначительное, но внезапное воздействие «стирает» предшествующие следы, устраняя условия, необходимые для их консолидации.

Из памяти всегда стираются самые последние события, случившиеся в определенный промежуток времени, непосредственно предшествующий травме, т. е. ретроградная амнезия является избирательной по отношению ко времени события и не избирательной по отношению к его содержанию: важно только, как близко событие к моменту травмы, и неважно, каково оно. В период выздоровления человека после травмы восстановление начинается с припоминания более ранних событий и постепенно распространяется на более поздние, часто так и не достигая информации, связанной с самой травмой, а часть информации забывается необратимо.

Имеются данные об избирательном повреждении процессов кратковременной памяти при практической неуязвимости долговременной [152]. Например, у больных при корсаковском синдроме наблюдается полная сохранность немедленного (через несколько секунд) воспроизведения предъявленного материала (цифр, короткого рассказа, рисунков) и очень быстрое (через 3–5 минут) забывание этого материала. Через 5 минут человек еще может передать основное содержание рассказа, через 10 минут он помнит лишь факт его предъявления, но при подсказке может кое-что воспроизвести, а через 20–30 минут не помнит даже факта предъявления рассказа, и подсказка не помогает воспроизведению. Поведение таких людей необычно: выйдя из палаты в больнице, они не могут вспомнить дорогу назад и каждый день заново знакомятся с лечащим врачом. Предполагают, что в этих случаях нарушается способность переводить новый материал из кратковременной памяти в долговременную, в результате чего большинство текущих событий не воспроизводится, но при этом могут без затруднений вспоминаться события и знания из предшествовавших заболеванию периодов жизни.

Специалист по исследованию памяти Прибрам, желая подчеркнуть специфику повреждаемости кратковременной памяти, однажды привел в докладе такой шуточный пример. «Представьте себе, — сказал он, — что вы только что познакомились с девушкой, и она вам чрезвычайно понравилась. Вы делаете с ней несколько первых шагов, и вот неприятность! Она встречает какого-то другого мужчину и дает ему свой домашний телефон. Что нужно делать в этом случае? Немедленно дать ему пощечину! Конечно, вы будете иметь неприятности от дамы сердца, но зато сможете спать спокойно. Если вы исполните эту акцию сразу, то я вам ручаюсь, что телефона он не запомнит, а если замешкаетесь, то такой надежности уже нет».

Таким образом, предполагается, что в первой фазе после поступления информации след хранится в динамической форме и очень легко поддается различным влияниям. За период консолидации след упрочивается и не поддается даже таким сильным влияниям, как глубокий наркоз, электрический шок, клиническая смерть.

Объем кратковременной памяти. Многие особенности поведения человека связаны с малой емкостью кратковременной памяти. Даже такая простая задача, как запоминание номера телефона, перенапрягает память большинства людей — они вынуждены, набирая номер, обращаться к записной книжке. Количество информации, которое человек может сохранить в кратковременной памяти, ограничено. Как установил Миллер, оно измеряется не в абсолютных, а в структурных единицах и равно 7±2. Миллер приводил по этому поводу такую отдаленную аналогию. «Это похоже на то, как если бы нам пришлось носить все наши деньги в кошельке, который может вместить только семь монет. Кошельку совершенно безразлично, будут ли эти монеты пенсами или серебряными долларами. Процесс организации и реорганизации представляет собой всепроникающую отличительную черту человека, и этот процесс мотивируется, по крайней мере отчасти, стремлением наилучшим образом использовать способности нашей памяти» [187, с. 141]. Человек может увеличить количество информации, которую он способен удерживать в кратковременной памяти, путем перекодирования этой информации в новые структурные единицы (рис. 7).

Оперативные единицы зависят от способности человека организовать восприятие информации. Установлено, что отдельная буква воспроизводится лучше, чем две, а две — лучше, чем три. Если же сочетание букв образует знакомое слово, то оно воспроизводится так же хорошо, как одна буква, независимо от числа входящих в него букв. Показано, что улучшает запоминание не только организация букв в слова. Даже тогда, когда предъявляемые бессмысленные слоги произносятся как связная, ритмически организованная последовательность (псевдопредложение), среднее число запоминаемых испытуемым слогов увеличивается. Все формы организации материала позволяют сжать большой объем информации в меньшее число структурных, или оперативных, единиц.

Рис. 7. Изменение обобщенности оперативных единиц восприятия в процессе обучения при том же объеме кратковременной памяти (окно).

Многие люди замечают необычайную популярность числа семь, которое вошло во многие поговорки. В книге С. М. Иванова [113] приведена целая коллекция, например: «Семь раз примерь — один отрежь», «Семь бед — один ответ», «Семеро одного не ждут», «Семь пядей во лбу». Еще в Ветхом Завете говорилось о семи днях творения, семи коровах тучных и семи тощих, семи смертных грехах. Еще раньше, по древним преданиям второго тысячелетия до нашей эры, судьбами древних шумеров тоже распоряжались семь богов и богинь, а когда шумер умирал, он входил в подземное царство через одно из семи врат, где его ожидал один из семи судей. Все эти примеры говорят, по-видимому, о глубинном отражении в языке и мышлении «магического» числа семь, соотносимого теперь с ограничением объема кратковременной памяти.

На каждом шагу человек упирается в этот барьер. Так, начиная фразу, мы должны удерживать в памяти грамматическую конструкцию и пользоваться ею до завершения этой фразы, иначе высказывание получится грамматически неправильным. Ингве [116] выдвинул гипотезу, согласно которой количество промежуточных сведений, хранимых при построении фразы в оперативной памяти, также колеблется около семи. Количество таких правил, или запоминаемых единиц, каждая из которых отмечает определенный шаг развертывания фразы, названо «глубиной» фразы. Гипотеза базируется на наблюдении, что глубина реально употребляемых человеком фраз невысока и не превышает 7±2. Люди интуитивно избегают употреблять очень «глубокие» предложения, особенно в ответственных ситуациях, когда правильный прием сообщения чрезвычайно важен. Так, при переговорах между летчиком и авиадиспетчером в критических ситуациях наблюдалось упрощение фраз. Запоминание фраз при большой их глубине заметно ухудшается. В работах Л. А. Чистович [295] было показано, что при восприятии фраз, превышающих семь слов, разборчивость резко снижается.

Ограничениями кратковременной памяти определяется не только средняя глубина фразы, но и средняя длина слов. Как установлено В. А. Москвичом [189], частота слов длиной от одного до четырех слогов составляет в разных языках от 90 до 99% суммарной частоты всех слов. Более длинные слова (от пяти до девяти слогов) встречаются значительно реже — начинает сказываться ограниченность объема кратковременной памяти, а слова еще большей длины употребляются весьма редко. Изобретатель азбуки для слепых Брайль пришел к выводу, что нельзя использовать более шести базовых точек при конструировании этой азбуки. Таким образом, барьер кратковременной памяти направлял развитие не только естественных языков, но и искусственных знаковых систем [268].

Ограниченность объема кратковременной памяти подтверждается резким изменением в легкости запоминания. Например, 400 испытуемым предложили посмотреть рекламный раздел журнала в течение 20 минут и тут же перечислить те заголовки, которые им запомнились. Большинство испытуемых — 64% — вспомнили заголовки, которые содержали менее шести слов, а заголовки, которые состояли из шести и более слов, запомнили лишь 13% испытуемых.

Кратко затронув такие наиболее значимые стороны кратковременной памяти, как отсутствие модальной специфики, динамический характер и ограниченный объем, уясним функциональные связи ее характеристик с познавательными процессами. Мы упоминали, что в мгновенной памяти создаются первые условия для формирования одного из основных свойств образа — предметности. Свойства кратковременной памяти позволяют формировать и константность образа. Такая принципиальная возможность возникновения константности обеспечивается синтезом информации от разных чувственных входов с информацией от двигательного входа.

Кратковременная память позволяет произвольно управлять длительностью удержания в ней информации до завершения консолидации следов. Продление сохранения достигается рядом психологических приемов, наиболее известный из них — проговаривание (вербальное кодирование), его преимущество — большая доступность для произвольного воспроизведения.

Обобщение, схематизация, наглядность — естественные способы расширения оперативного поля кратковременной памяти, через нее поступает вся информация в долговременное хранение, в ней производятся первый отбор и обобщение. Роль кратковременной памяти этим не ограничивается. Именно ее свойства выявляются в момент принятия решения, поскольку здесь происходит непосредственное сличение информации, поступающей извне и из долговременной памяти, и выносится решение о правильности гипотезы, выдвинутой на основе сведений, полученных и накопленных при обучении. Ограниченный объем кратковременной памяти служит дополнительным стимулом обобщения информации. Чем более обобщенная информация поступает из долговременной памяти, тем больше ее может уместиться в кратковременной памяти и тем более сложное решение может приниматься человеком. Постоянное обобщение информации в самой кратковременной памяти и обобщенность понятий, поступающих в нее из долговременной, приводят к тому, что увеличивается емкость оперативных единиц и оперативное поле кратковременной памяти как бы раздвигается по мере обучения. Однако важнейшее качество образа (его обобщенность) не может быть обеспечено на уровне преобразования в кратковременной памяти. Оно достигается только с определяющим включением долговременной памяти.