Промежуточная память и механизмы сна

1. Механизм сна

Сон - физиологическое состояние, которое характеризуется потерей  активных психических связей субъекта с окружающим его миром. Сон является жизненно необходимым для высших животных и человека. Длительное время  считали, что сон представляет собой  отдых, необходимый для восстановления энергии клеток мозга после активного  бодрствования. Однако оказалось, что  активность мозга во время сна  часто выше, чем во время бодрствования. Было установлено, что активность нейронов ряда структур мозга во время сна  существенно возрастает, т.е. сон -- это активный физиологический процесс.

Во время парадоксального  сна клетки мозга чрезвычайно  активны, но информация от органов чувств к ним не поступает и не подается на мышечную систему. В этом и заключается  парадоксальность этого состояния. Видимо, при этом интенсивно перерабатывается информация, полученная в предшествующем бодрствовании и хранящаяся в  памяти.

Исследуя состояния человека во время сна, ученые установили в  последнее время много интереснейших  фактов. Оказалось, что у каждого  из нас есть два сна: сон медленный  и сон быстрый, или парадоксальный. У взрослого около четверти всего  времени сна падает на быстрый  сон, а остальное - на медленный.

Полагают, что медленный  сон помогает восстановлению внутренних органов, поскольку через гипоталамус  либерины воздействуют на ги­пофиз, способствуя освобождению гормона роста (ГР), который участвует в биосинтезе белков в периферических тканях. Напротив, парадоксальный сон восстанавливает пластические свойства нейронов головного мозга, усиливает процессы в клетках нейро-глии, которые обеспечивают нейроны питательными веществами и кислородом. Только во время медленного сна из гипоталамуса в кровь выбрасывается гормон роста, участвующий в биосинтезе белков в периферических тканях. Биосинтез белков и РНК нейронов интенсифицируется во время парадоксального сна. Г. Лабори отмечал, что медленный сон связан с метаболической активностью нейроглии. По мнению Е.Хартмана, мало спящие люди хорошо приспособлены к жизни, обычно игнорируют психологические проблемы. Долго спящие люди обременены конфликтами и более разносторонни в своих интересах. Предполагают, что потребность в медленном сне для всех относительно одинакова, а потребность в парадоксальном сне различна.

Как считал Ф. Крик, во время  парадоксального сна из памяти исключается вся второстепенная информация, т.е. происходит процесс реверсивного обу­чения. Предлагались различные устройства и методики, якобы да­ющие людям возможность, не прикладывая усилий, обучаться во сне. Как уже говорилось, из всех проявлений активности мозга во время сна запоминается лишь последнее сновидение. В то же время, сон об­легчает закрепление изученного материала. Если какая-то инфор­мация заучивается непосредственно перед засыпанием, то спустя 8 ч она вспоминается лучше. Особенно под влиянием сна улучшается запоминание материала, не связанного по смысловому содержанию. Запоминание улучшается главным образом после медленного сна. Заученный материал лучше воспроизводится после первой половины ночи, чем после второй, когда преобладает парадоксальный сон и почти отсутствует глубокий медленный сон. Роль парадоксального сна в запоминании дискутируется.

Если вы спросите ваших  знакомых, какие сны они видят, то найдутся, возможно, такие, которые  ответят: «А я никогда не вижу снов». Однако это не так. Исследователи  следили за уснувшим человеком, и  как только у него наступал быстрый  сон, тут же будили и спрашивали, что он видел во сне. Разбуженный  неизменно вспоминал сон и  рассказывал о нем. И действительно, когда смотришь на человека в фазе парадоксального сна, можно сделать  вывод, что спящий что-то переживает: у него учащается дыхание, изменяется сердцебиение, шевелятся руки и ноги, наблюдаются быстрые движения глаз, мышц лица.

Исследователи предположили, что именно в такие моменты  уснувший человек видит сон. Так  и оказалось. А стоило того же человека разбудить во время сна, и он уверял, что никаких снов не видел. Причина была простой - он их уже забыл, пока длился медленный сон.

За 6-8 часов сна медленный  сон продолжительностью 60-90 минут  несколько раз сменялся быстрым  на 10-20 минут. Таким образом, за ночь у нас бывает четыре -- пять «пятнадцати- двадцатиминуток», когда мозг позволяет себе «погулять по стране сновидений».

Сон со сновидениями - это  совсем особое состояние организма, при котором мозг столь же интенсивно работает, как и при бодрствовании, только эта работа иначе организована и гораздо более «засекречена»  природой. Во всяком случае, сейчас стало  ясно: никак нельзя сказать, что во время сна мозг находится в  пассивном состоянии.

Во время быстрого сна  мозг работает очень активно. Но если это так, то можно ожидать не только одних фантастических, беспорядочных  сновидений, но и мыслительной работы - над тем, о чем человек думал  днем. Особенно этого можно ожидать  в тех случаях, когда человек  думает над какой-то проблемой, трудным  вопросом не один и не два дня. Может  быть во сне мы способны продолжать свои размышления и найти решение? И в этом нет ничего мистического. В сновидениях математики решали задачи, композиторы дописывали музыку, поэты сочиняли стихи. Знаменитый французский математик А. Пуанкаре утверждал, что плодотворные идеи у него возникали в полусонном состоянии. Немецкий химик Ф.А. Кекуле увидел во время сна структурную формулу бензола, о которой много думал днем.

Большинство же из нас пользуется «активным» сном, наступающим не из-за полного истощения ресурсов мозга, а из-за действия соответствующих  раздражителей, то есть обстоятельств, ассоциированных в нашей голове с состоянием сна и потому провоцирующих  сон. В любом случае во время сна  мы встаем на своеобразную подзарядку и пополняем химические запасы своего биологического электричества. Когда же эти запасы восстанавливаются, наступает спонтанное пробуждение. Но хотя большая часть нашего мозга и поглощается сном, небольшие участки возбуждения в нем все равно остаются. Например, утомленная заботами мать новорожденного ребенка может спать беспробудно, пушечным выстрелом ее не разбудишь, но малейший звук, издающийся из кроватки малыша, мгновенно поднимает ее на ноги. Почему? Потому что нейроны, отвечающие в ее мозгу за защиту ребенка, не спят, а лишь дремлют, находясь на посту, готовые в любой момент дать сигнал тревоги и пробудить спящую мать.

Некоторые люди обдумывают сложные проблемы перед сном и  утром или ночью нередко получают их решение. Было проведено обследование москвичей. Почти четверть из них  утверждают, что во сне иногда рождались  полезные для работы мысли. Все эти  примеры свидетельствуют о том, что и в сновидениях работа мозга может быть вполне осмысленной.

Если вы читаете очень  интересную книгу или с увлечением над чем-то работаете, сон пропадает. Причины здесь в том, что в  коре головного мозга возникает  стойкий очаг возбуждения. Иному  человеку нелегко уснуть, если им овладевает какое-либо сильное чувство - радости, тревоги, страха, и в этом случае в коре мозга возникает стойкий  очаг возбуждения -- сна нет. Когда человек все-таки уснет, очаг порой остается связанным с начатой днем мысленной работой, он продолжает функционировать и во сне, причем, поскольку мозгу в это время не мешают посторонние раздражения, работа эта может быть более эффектной.

Вот одно из объяснений возможности  умственной работы во сне. И такая  работа, кстати говоря, может привести к тем же ошибочным умозаключениям: сновидение «предсказало» будущее  открытие. В действительности перед  нами завершение какой-либо мысли не днем, а в то время, когда человек  спит, но мозг его продолжает активно  работать.

2. Память

Впечатления, которые человек  получает об окружающем мире, оставляют  определенный след, сохраняются, закрепляются, а при необходимости и возможности - воспроизводятся. Эти процессы называются памятью. «Без памяти, писал С.Л.Рубинштейн, - мы были бы существами мгновения. Наше прошлое было бы мертво для будущего. Настоящее, по мере его протекания, безвозвратно исчезало бы в прошлом».

Память лежит в основе способностей человека, является условием научения, приобретения знаний, формирования умений и навыков. Без памяти невозможно нормальное функционирование ни личности, ни общества. Благодаря своей памяти, ее совершенствованию человек выделился  из животного царства и достиг тех высот, на которых он сейчас находится. Да и дальнейший прогресс человечества без постоянного улучшения этой функции немыслим.

Память можно определить как способность к получению, хранению и воспроизведению жизненного опыта. Разнообразные  инстинкты,  врожденные  и приобретенные механизмы поведения есть  не  что иное,  как запечатленный, передаваемый по  наследству  или  приобретаемый  в  процессе  индивидуальной жизни опыт. Без постоянного обновления такого опыта, его  воспроизводства  в подходящих условиях живые организмы не смогли бы  адаптироваться  к  текущим быстро меняющимся событиям жизни, Не помня о том, что с ним  было,  организм просто  не  смог  бы  совершенствоваться  дальше,  так  как   то,   что   он приобретает,  не  с  чем  было  бы  сравнивать   и   оно   бы   безвозвратно утрачивалось.

Память есть у всех живых  существ,  но  наиболее  высокого  уровня  своего развитая  она  достигает  у  человека.  Такими  мнемическими  возможностями, какими обладает он, не располагает никакое другое живое существо в  мире.  У дочеловеческих организмов  есть  только  два вида  памяти:  генетическая  и механическая. Возможности для запоминания у  животных  ограничены  их  органическим  устройством,  они могут помнить и воспроизводить  лишь  то,  что  непосредственно  может  быть приобретено  методом  условно-рефлекторного,  оперативного   или   викарного научения, без использования каких бы то ни было мнемических средств.

       У человека есть речь как мощное  средство  запоминания,  способ  хранения информации в виде текстов  и  разного  рода  технических  записей.  Ему нет необходимости полагаться только на свои органические  возможности,  так  как главные средства совершенствования памяти и хранения необходимой  информации находятся  вне  его  и  одновременно   в   его   руках:   он   в   состоянии совершенствовать  эти  средства  практически  бесконечно,  не  меняя   своей собственной природы. У человека, наконец,  есть  три  вида  памяти,  гораздо более мощных и продуктивных, чем  у  животных:  произвольная,  логическая  и опосредствованная. Первая связана с широким волевым  контролем  запоминания, вторая – с употреблением логики, третья  –  с  использованием  разнообразны средств  запоминания,  большей  частью  представленных  в   виде   предметов материальной и духовной культуры.

Задачи психологии и развитие кибернетики потребовали сегодня  ввести такое понятие о памяти, как долговременная память, кратковременная  память и память оперативная, или  промежуточная. Все они взаимосвязаны. Хотите перенести новую информацию в долговременную память? Сосредоточьте  на ней свое внимание, повторите  несколько раз. Конечно, бывает, что  какое-то событие «само» запоминается. Значит, в нем заключалось нечто  особенное, на что вы невольно обратили внимание.

Есть люди, которые, например, с трудом запоминают, но зато неплохо  воспроизводят и довольно долго  хранят в памяти запомненный ими  материал. Это индивиды с развитой долговременной памятью. Есть такие  люди, которые, напротив, быстро запоминают, но зато и быстро забывают то, что  когда-то запомнили. У них более  сильны кратковременный и оперативный  виды памяти.

2.1. Классификация  памяти по времени хранения  информации

        Существует  несколько  оснований  для  классификации  видов  человеческой памяти. Одно из них  –  деление  памяти  по  времени  сохранения  материала, другое  –  по  преобладающему  в   процессах   запоминания,   сохранения   и воспроизведения материала анализатору. В первом случае выделяют  мгновенную, кратковременную,  оперативную,  долговременную  и  генетическую  память.  Во втором случае говорят о двигательной,  зрительной,  слуховой,  обонятельной, осязательной, эмоциональной  и  других  видах  памяти.  Рассмотрим  и дадим краткое определение основным из названных видов памяти. Мгновенная, или иконическая, память связана с удержанием точной и  полной картины только что воспринятого органами чувств, без какой  бы  то  ни  было переработки полученной информации. Эта память – непосредственное отражение информации  органами чувств. Ее длительность  от 0,1 до  0,5  с.  Мгновенная  память  представляет  собой  полное  остаточное впечатление, которое возникает  от  непосредственного  восприятия  стимулов. Это – память-образ.

Кратковременная память. Время  удержания в памяти по разным источникам от нескольких секунд до нескольких часов. Такой разнобой цифр отражает разные подходы к определению кратковременной  памяти и разные исследовательские  методики. В среднем можно определить время длительностью в несколько  минут. Чтобы задержать информацию дольше, надо ее проговаривать, повторять. Потому что новая информация немедленно вытесняет первую. (Мы говорим: «У меня сразу вылетело из головы».) Достаточно большое число экспериментов показывает, что в среднем объем кратковременной памяти 7±2 структурные единицы. Любая информация вначале попадает в кратковременную память, которая обеспечивает запоминание однократно предъявленной информации на короткое время (5-7 мин). После этого информация может либо забыться полностью, либо перейти в долговременную память, но при условии 1-2 кратного повторения.

Следует отметить, что некоторые  психологи предпочитают говорить не о кратковременной, а об оперативной памяти. В принципе, это почти одно и то же, но при этом обращается внимание не на длительность хранения информации, а на функции памяти в психической деятельности. В термин (и в понятие) кратковременная память как бы не входит активный момент. Возможно, уже в буферной памяти происходит быстрое забывание материала. В основном промежуточная память очищается во сне. Этот вид памяти по длительности хранения информации и своим  свойствам  занимает промежуточное положение между кратковременной и долговременной.

Долговременная память. Обеспечивает длительное сохранение информации. Бывает долговременная память с сознательным доступом, когда человек по своей воле может извлечь нужную ему информацию, и долговременная память закрытая, когда человек в естественных условиях не имеет к ней доступа, но при гипнозе, раздражении участков мозга, использовании специальных приемов кодирования/декодирования может получить к ней прямой доступ и актуализировать во всех деталях образы, картины, переживания, тексты. Для этой памяти свойственна закономерность забывания: забывается все ненужное, второстепенное, а также часть нужной информации. В принципе, долговременная память практически не ограничена ни объемом, ни временем хранения. Чтобы лучше сохранить. Информация в долговременной памяти не пропадает, лишь затрудняется доступ к ней.

Генетическую память можно  определить  как  такую,  в которой информация хранится в генотипе, передается и воспроизводится по  наследству.  Основным биологическим механизмом запоминания информации в такой памяти являются, по-видимому,  мутации  и  связанные  с   ними   изменения   генных   структур. Генетическая память у человека –  единственная,  на  которую  мы  не  можемоказывать влияние через обучение и воспитание.