Благодаря нескольким сходящимся свидетельствам, включая визуализацию мозга и исследования на животных, мы знаем, что префронтальная кора и базальные ганглии критически важны для рабочей памяти. Например, люди или животные с повреждением или нарушениями префронтальной коры или базальных ганглиев с трудом припоминают информацию на протяжении коротких временных периодов. Но это также может случиться, если эти зоны мозга заняты чем-то другим: из-за отвлечения или простого перенапряжения. Нарушение рабочей памяти может быть некстати, когда вы заняты повседневными делами, например припоминаете пять продуктов, которые вы должны купить в магазине, или сколько пуль осталось в вашем ружье. Когда такое происходит, попытайтесь вспомнить, что префронтальную кору следует винить за то, что вы так легко отвлекаетесь, а базальные ганглии – за то, что они не делают свою работу и не прогоняют нежелательные отвлечения!
Мы говорим, что префронтальная кора и базальные ганглии вовлечены в рабочую память, но совсем не обязательно, что они заняты только этим. Довольно много сложных когнитивных функций, таких как внимание, планирование целей и решение проблем, зависят от эффективной работы этих зон мозга. Это привело нейроученых к тому, что они объединили их вместе как функции программирования и контроля, что является общим термином для описания различных высших когнитивных процессов, таких как внимание, рабочая память, планирование и постановка целей.
Оказывается, что функции программирования и контроля, которые связаны с префронтальной корой и базальными ганглиями, весьма непостоянны. Не только очевидное физическое повреждение определенных зон мозга может нарушить эти функции (так же как повреждение сенсорных или моторных первичных зон приводит к выпадению функций), но даже более мягкие события, такие как стресс или отвлечение внимания. А что может быть более стрессогенным, чем бегство от ходячих мертвецов? Нам труднее формировать отчетливые воспоминания, когда мы в стрессе и не уделяем внимания заданию. Заметьте, однако, что память – очень сложное уравнение со многими неизвестными. В то время как рабочая память опирается в основном на дорсолатеральную префронтальную кору и базальные ганглии, это не единственное место, где «записывается» рабочая память или где она хранится. Это значит, что это не единственный когнитивный процесс, контролируемый только этими зонами: он требует тонкой коммуникации между большим числом зон мозга.
По-научному мы говорим, что рабочая память – «распределенный процесс», что, по сути, означает, что нет одной области, которая контролировала бы функции рабочей памяти. Вместо этого много областей осуществляют множество мелких процессов, которые объединяются вместе под зонтичным термином «рабочая память».
Но как тогда можно оценить рабочую память и определить, где она нарушена?
Один из классических способов (из многих) – использование теста серийной памяти «задача n-назад»[52]. В простейшей версии этого теста, который называется 0-назад, вам показывают последовательность картинок и сообщают, что одна из картинок является мишенью и вам надо нажимать кнопку («стрелять») каждый раз, когда вы видите мишень. Предположим, что мишень – изображение зомби. Следующая серия покажет, что ваша реакция должна быть такой:
• [Дерево] – ничего.
• [Дом] – ничего.
• [Зомби] – ВЫСТРЕЛ!
• [Кошка] – ничего.
Легко, верно? 0-назад в действительности не проверка памяти. Но теперь мы можем все усложнить. В «задаче 1-назад» нет заранее определенной «мишени». Вместо этого вам нужно отвечать, если вы видите то, что появилось один шаг назад. Если что-то появляется два раза подряд, вы отвечаете на секундное появление:
• [Дерево] – ничего.
• [Дом] – ничего.
• [Зомби] – ничего.
• [Зомби] – ВЫСТРЕЛ!
Ко времени, когда вы переходите на версию теста 2-назад, вы уже начинаете ошибаться. Теперь вам нужно отвечать на картинку, если она появилась две картинки назад. Так что вы должны следить за всеми картинками, которые видите, обновляя этот внутренний список по мере того, как пролетают изображения:
• [Дерево] – ничего.
• [Кошка] – ничего.
• [Зомби] – ничего.
• [Кошка] – ВЫСТРЕЛ!
• [Зомби] – ВЫСТРЕЛ!
• [Дерево] – ничего.
• [Зомби] – ВЫСТРЕЛ!
В этом примере, так как кошка предшествовала кошке две картинки назад, а второй и третий зомби оба предшествовали зомби две картинки назад, вы должны отвечать на них на всех.
Бедная кошечка.
Ко времени, когда «задача n-назад» получает разряд 3, так что вам требуется отвечать на все картинки, которые вы видели три изображения назад, весьма вероятно, что вы начнете ошибаться. Но чем лучше ваша рабочая память, тем дальше вы можете помнить и принимать успешные решения.
«Задача n-назад» – лишь один способ из многих для проверки рабочей памяти. Помните, что рабочая память – не какой-то процесс в мозге, который действует независимо от других механизмов мышления. Он связан с разными типами других когнитивных процессов. Есть рабочая память сенсорной информации. Есть речевая рабочая память. Есть рабочая память информации об объектах. И что самое важное, все эти процессы протекают относительно независимо друг от друга или по крайней мере независимо до какого-то момента.
Один любопытный факт о рабочей памяти – как она нарушается. Другие аспекты мышления остаются постоянными в течение дня. Наше цветовое зрение не меняется с настроением. Наше моторное планирование не нарушается, если только мы не напьемся или не устанем очень сильно физически или умственно.
Но рабочая память заметно меняется и может быть нарушена стрессом или отвлечением. Пока мы не знаем точно, почему это происходит, но нейроученые и психологи предполагают, что это связано с тем, что все эти разные части сложного мышления: рабочая память, внимание, отвлечение и т. д. – не независимые процессы и, скорее всего, у них общие нервные ресурсы. С этой точки зрения увеличение требований к одному когнитивному ресурсу задействует другой разделяемый ресурс. Так, когда вы убегаете от орды зомби (отвлечение и стрессор), это, скорее всего, вынудит вашу рабочую память работать не так хорошо. Один любопытный побочный эффект этой гипотезы совместно используемого ресурса[53] в том, что лекарства, известные как ноотроны, которые, как считается, должны улучшать внимание, например те, что используются при синдроме дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), также принимаются и как возможные средства для улучшения мышления (также известные как ноотропы).
Подумайте о герое Брэдли Купера в фильме «Области тьмы» (2011), после того как он принимает маленькую пилюльку. Внезапно он может думать более ясно, запоминать больше и замечает каждую мелкую деталь в окружающем мире. Такое фантастическое лекарство должно было бы воздействовать на общий механизм, который регулирует все программирование и контроль – не до такой степени, чтобы сделать нас всех гениями, но все же заметно улучшить.
Откладывая «долгое» в долгосрочную память
Пока мы говорили об удерживании воспоминаний на короткий период времени. Как эти краткосрочные воспоминания становятся долгосрочными? Как такое возможно, что до вспышки инфекции зомби вы никогда не стреляли из пистолета, а теперь точно можете сказать, сколько пуль вмещает ваш «Глок-22»? И чем так важна долгосрочная память?
Рабочая память по своей природе включает лишь информацию, с которой вам нужно «работать», но которая не важна для десятилетий спустя. Когда люди говорят, что у них есть «воспоминание», они обычно имеют в виду информацию, которая возникла давно, за пределами рабочей памяти. Мы называем этот тип воспоминаний долгосрочными.
