каков объем памяти человеческого мозга
Какой объем памяти у нашего мозга и может ли она закончиться
За свою жизнь наш мозг обрабатывает огромное количество информации, значительную часть которой сохраняет в виде воспоминаний. Если у этого органа и есть предел в объеме памяти, то до него нам точно еще очень далеко
Человеческий мозг состоит примерно из 86 миллиардов нейронов. Каждый нейрон образует около 1000 связей с другими нейронами — а это сто триллионов связей. Если бы каждый нейрон мог хранить только одно воспоминание, недостаточный объем памяти и правда был бы проблемой. Тогда у человека было бы всего около нескольких гигабайт постоянной памяти — довольно мало для записи всей нужной информации.
Но нейроны могут объединяются таким образом, что каждый из них одновременно задействовать в хранении нескольких воспоминаний, экспоненциально увеличивая объем памяти мозга до примерно 2,5 петабайт (10 15 байт). Для сравнения, если бы ваш мозг работал как цифровой видеомагнитофон, соединенный с телевизором, этого объема памяти было бы достаточно, чтобы вместить три миллиона часов телевизионных шоу. Вам придется оставить телевизор работать непрерывно более 300 лет, чтобы полностью занять такое вместительное хранилище.
Точный объем памяти нашего мозга трудно вычислить. Во-первых, пока нет методов для точного измерения этого показателя. Во-вторых, некоторые воспоминания содержат больше деталей и, таким образом, занимают больше места, а другая информация забываются и, таким образом, освобождает пространство. Кроме того, довольно сложно отделить кратковременную память от долговременной, поэтому непонятно, сколько информации на самом деле наш мозг может сохранять в течение длительного времени.
Ответить на этот вопрос довольно трудно, отчасти потому, что измерение объема памяти человеческого мозга отличается от измерения памяти в компьютере — отчасти из-за проблемы Пруста. Человеческая память не так проста, как двоичный компьютерный код. Она представляет собой сложную систему из множества связанных друг с другом синапсов, принимающих и посылающих сигналы. Это гораздо труднее поддается количественной оценке.
Сколько данных способен вместить наш мозг?
Не секрет, что большинство людей не используют полностью свои мозговые способности. Развенчивать миф о 10 % не будем, но очевидно, что возможности человеческого головного мозга выходят далеко за грани общепринятых норм. Сколько же данных способен он в себя поместить?
Последние открытия ученых из Института биологических исследований Солка говорят нам о том, что объем памяти нашего мозга в 10 раз больше, чем считалось ранее. Если приводить конкретные численные значения, то это около одного петабайта (1000 терабайт). Пару лет назад именно в такой объем субъективно оценивали весь Интернет.
Как ученые пришли к этому выводу
Чтобы вычислить «вместимость» человеческого мозга, они изучали ткань гиппокампа крысы и реконструировали ее в 3D для изучения центра памяти мозга. В процессе было обнаружено, что синапсы мозга могут изменять размеры, что влияет на объем памяти. Кроме того, в 10 % всех случаев синапсы были продублированы.
По результатам данного исследования ученые пришли к выводам, что существует минимум 26 категорий синапсов, а не несколько, как считалось ранее. Таким образом связи между нейронами становятся значительно сложнее — это как раз и выливается в существенное увеличение возможной емкости памяти мозга.
Конечно, большинство информации хранится не в мозге — он выступает лишь приемником-передатчиком и обработчиком потоков, в чем ему как раз и помогают синапсы (связи между нейронами). Последние не берутся из ниоткуда: их нужно создавать, в чем помогают различные тренировки мозга. Наука доказала, что человек, который заставляет свой мозг работать, способен создавать новые синапсы в течение всей жизни.
Как научиться создавать синапсы
Одним из лучших способов тренировки мозга являются простые упражнения, которые одновременно бьют по всем фронтам: памяти, вниманию и мышлению. Нам импонирует подход онлайн-тренажера для мозга «Викиум», который не просто развивает когнитивные способности до определенного уровня, как большинство тех же игр, а именно тренирует мозг, чтобы впоследствии он мог создавать синапсы без посторонней помощи.
Чтобы ощутить результат, достаточно заниматься всего по 15 минут в день — согласитесь, это совсем немного, и можно выделить это время на самосовершенствование. Упражнения представлены в игровой форме — так занятия не наскучивают через несколько дней, а завлекают настолько, что не надо лишний раз ставить себе напоминание — пройти тренировку хочется самому.
Сами занятия начинаются с тестирования ваших навыков — перед этим вас спросят, какие навыки вы хотите развить. Небольшое вводное тестирование поможет подобрать индивидуальную программу мозговых тренировок, не зря создатели «Викиум» опирались на исследования в области нейропсихологии.
Каждая тренировка длится около 15 минут и состоит из разминки и основных упражнений, что позволяет одновременно тренировать не только память, о которой мы говорили в самом начале, но и также мышление и внимание.
Можно учить языки
Да, задействовать полученные навыки можно и на лингвистическом поле. Чтобы это сделать, научный отдел «Викиум» выяснил, что есть прямые взаимосвязи между когнитивными способностями и речемыслительными процессами. На основе данных исследований были разработаны три уникальных тренажера для эффективного изучения иностранных языков (в том числе изучения родного языка).
Новый сервис называется «Викиум.ПОЛИГЛОТ» и включает три новых уникальных тренажера и особую настройку программы развития — «Писатель», «Журналист» и «Мастер слов». Они в свою очередь тренируют восприятие, словарный запас, вербальную логику и многое другое. Данный подход кардинально отличается от всех остальных языковых методик — советуем попробовать.
Дорогу синапсам!
Сервис «Викиум» действительно помогает развить когнитивные способности и эффективно изучить новые языки. Главная фишка сервиса — то, что на упражнения достаточно тратить всего по 15 минут в день, и полезным его найдут для себя люди любого возраста (недаром количество пользователей «Викиум» недавно превысило 2 миллиона человек). Часть тренировок и упражнений доступна бесплатно, для доступа к расширенным возможностям лучше обзавестись премиум-аккаунтом. Если же перед вами стоит цель выучить язык, можно отдельно купить курс «Викиум.ПОЛИГЛОТ». Помогите своим синапсам, и вскоре они ответят вам тем же.
Механизмы и принципы работы памяти головного мозга человека
Поводом написания данной статьи послужила публикация материала американских неврологов на тему измерения емкости памяти головного мозга человека, и представленная на GeekTimes днем ранее.
В подготовленном материале постараюсь объяснить механизмы, особенности, функциональность, структурные взаимодействия и особенности в работе памяти. Так же, почему нельзя проводить аналогии с компьютерами в работе мозга и вести исчисления в единицах измерения машинного языка. В статье используются материалы взятые из трудов людей, посвятившим жизнь не легкому труду в изучении цитоархитектоники и морфогенетике, подтвержденный на практике и имеющие результаты в доказательной медицине. В частности используются данные Савельева С.В. учёного, эволюциониста, палеоневролога, доктора биологических наук, профессора, заведующего лабораторией развития нервной системы Института морфологии человека РАН.
Прежде, чем преступить к рассмотрению вопроса и проблемы в целом, мы сформулируем базовые представления о мозге и сделаем ряд пояснений, позволяющих в полной мере оценить представленную точку зрения.
Первое что вы должны знать: мозг человека — самый изменчивый орган, он различается у мужчин и женщин, расовому признаку и этническим группам, изменчивость носит как количественный (масса мозга) так и качественный (организация борозд и извилин) характер, в различных вариациях эта разница оказывается более чем двукратной.
Второе: мозг самый энергозатратный орган в человеческом организме. При весе 1/50 от массы тела он потребляет 9% энергии всего организма в спокойном состоянии, например, когда вы лежите на диване и 25% энергии всего организма, когда вы активно начинаете думать, огромные затраты.
Третье: в силу большой энергозатраты мозг хитер и избирателен, любой энергозависимый процесс невыгоден организму, это значит, что без крайней биологической необходимости такой процесс поддерживаться не будет и мозг любыми способами старается экономить ресурсы организма.
Вот, пожалуй, три основных момента из далеко не полного списка особенностей мозга, которые понадобится при анализе механизмов и процессов памяти человека.
Что же такое память? Память – это функция нервных клеток. У памяти нет отдельной, пассивной эноргонезатратной локализации, что является излюбленной темой физиологов и психологов, сторонников идеи нематериальных форм памяти, что опровергается печальным опытом клинической смерти, когда мозг перестает получать необходимое кровоснабжение и примерно через 6 минут после клинической смерти начинаются необратимые процессы и безвозвратно исчезают воспоминания. Если бы у памяти был энергонезависимый источник она могла бы восстановиться, но этого не происходит, что означает динамичность памяти и постоянные энергозатраты на ее поддержание.
Важно знать, что нейроны, определяющие память человека, находятся преимущественно в неокортоксе. Неокортекс содержит порядка 11млрд. нейронов и в разы больше глии. (Глия – тип клеток нервной системы. Глия является средой для нейронов глиальные клетки служат опорным и защитным аппаратом для нейронов. Метаболизм глиальных клеток тесно связан с метаболизмом нейронов, которые они окружают.
Глии, связи нейронов:
Хорошо известно, что в памяти информация хранится разное время, существуют такие понятия как долговременная и кратковременная память. События и явления быстро забываются, если не обновляются и не повторяются, что очередное подтверждение динамичности памяти. Информация определенным образом удерживается, но в отсутствии востребованности исчезает.
Как говорилось ранее, память – энергозависимый процесс. Нет энергии – нет памяти. Следствием энергозависимости памяти является нестабильность ее содержательной части. Воспоминания о прошедших событиях фальсифицируются во времени вплоть до полной неадекватности. Счета времени у памяти нет, но его заменяет скорость забывания. Память о любом событии уменьшается обратно пропорционально времени. Через час забывается ½ от всего попавшего в память, через сутки – 2/3, через месяц – 4/5.
Рассмотрим принципы работы памяти, исходя из биологической целесообразности результатов ее работы. Физические компоненты памяти состоят из нервных путей, объединяющих одну или несколько клеток. В них входят зоны градуального и активного проведения сигналов, различные системы синапсов и тел нейронов. Представим себе событие или явление. Человек столкнулся с новой, но достаточно важной ситуацией. Через определенные сенсорные связи и органы чувств человек получил различную информацию, анализ события завершился принятием решения. При этом человек доволен результатом. В нервной системе осталось остаточное возбуждение – движение сигналов по сетям, которые использовались при решении проблемы. Это так называемые «старые цепи» существовавшие до ситуации с необходимостью запоминать информацию. Поддержания циркуляции разных информационных сигналов в рамках одной структурной цепи крайне энергозатратно. Потому сохранение в пямяти новой информации обычно затруднительно. Во время повторов или схожих ситуациях могут образоваться новые синаптические связи между клетками и тогда полученная информация запомнится на долго. Таким образом, запоминание – это сохранение остаточной активности нейронов участка мозга.
Память мозга – вынужденная компенсаторная реакция нервной системы. Любая информация переходит во временное хранение. Поддержка стабильности кратковременной памяти и восприятия сигналов от внешнего энергетически крайне затратна, к тем же клеткам приходят новые возбуждающие сигналы и, накапливаются ошибки передачи и происходит перерасход энергетических ресурсов. Однако ситуация не так плоха, как выглядит. Нервная система обладает долговременной памятью. Зачастую она так трансформирует реальность, что делает исходные объекты неузнаваемыми. Степень модификации хранимого в памяти объекта зависит от времени хранения. Память сохраняет воспоминания, но изменяет их так, как хочется обладателю. В основе долговременной памяти лежат простые и случайные процессы. Дело в том, что нейроны всю жизнь формируют и разрушают свои связи. Синапсы постоянно образуются и исчезают. Довольно приблизительные данные говорят о том, что этот процесс спонтанного образования одного нейронного синапса может происходить у млекопитающих примерно 3-4 раза в 2-5 дней. Несколько реже происходит ветвление коллатералей, содержащих сотни различных синапсов. Новая полисинаптическая коллатераль формируется за 40-45 дней. Поскольку эти процессы происходят в каждом нейроне, вполне можно оценить ежедневную емкость долговременной памяти для любого из животных. Можно ожидать, что в коре мозга человека ежедневно будет образовываться около 800 млн. новых связей между клетками и примерно столько же будет разрушено. Долговременным запоминанием является включение в новообразованную сеть участков с совершенно не использованными, новообразованными контактами между клетками. Чем больше новых синаптических контактов участвует в сети первичной (кратковременной) памяти, тем больше у этой сети шансов сохраниться надолго.
Запоминание и забывание информации. Кратковременная память образуется на основании уже имеющихся связей. Её появление обозначено оранжевыми стрелками на фрагменте б. По одним и тем же путям циркулируют сигналы, содержащие как старую (фиолетовые стрелки), так и новую (оранжевые стрелки) информацию. Это приводит к крайне затратному и кратковременному хранению новой информации на базе старых связей. Если она не важна, то энергетические затраты на её поддержание снижаются и происходит забывание. При хранении «кратковременной», но ставшей нужной информации образуются новые физические связи между клетками по фрагментам а-б-в. Это приводит к долговременному запоминанию на основании использования вновь возникших связей (жёлтые стрелки). Если информация долго остаётся невостребованной, то она вытесняется другой информацией. При этом связи могут прерываться и происходит забывание по фрагментам в-б-а или в-a (голубые стрелки).»
Из выше сказанного ясно, что мозг динамическая структура, постоянно перестраивается и имеет определенные физиологические пределы, так же мозг чрезмерно энергозатратный орган. Мозг не физиологичен, а морфогенетичен, потому его активности некорректно и неправильно измерять в системах, используемых и применимых в информационных технологиях. Из за индивидуальной изменчивости мозга не представляется возможным делать какие либо выводы обобщающие различные функциональные показатели мозга человека. Математические методы так же не применимы в расчете структурного взаимодействия в работе мозга человека, из за постоянного изменения, взаимодействия и перестраивания нервных клеток и связей между ними, что в свою очередь доводит до абсурда работу американских ученых в исследовании емкости памяти головного мозга человека.
Можно ли переполнить мозг, если много учиться?
Наш мозг вмещает примерно от 3 000 000 000 000 000 до 8 000 000 000 000 000 байт. Или 3–8 петабайт.
Для сравнения, это примерно в тысячу раз меньше объема данных в интернете. Примерно столько же данных можно скачать при помощи торрента Rutracker.org. Короче, это много. Очень.
Как это измерили
Мозг человека (и других млекопитающих) устроен несколько сложнее, чем жесткий диск. Информация хранится и обрабатывается нейронами – нервными клетками мозга. Между ними проходят электрические и химические сигналы – можно сравнить их с проводами. В мозгу человека десятки миллиардов нейронов.
Чтобы измерить количество информации, которую они могут вместить, в 2016 году ученые из США создали компьютерную модель клетки того участка мозга, который отвечает за переработку памяти (он называется гиппокампом).
Гиппокамп – отросток внизу, похожий на улитку
Выяснилось, что в каждой нервной клетке может храниться примерно 4,7 бита информации. Если перемножить как раз и получится несколько петабайт. Кстати, мозг человека – самое эффективное вычислительное устройства из существующих. На поддержание всей этой системы требуется всего 20 ватт в час.
Почему мозг заполняется так медленно
У человека есть специальные механизмы защиты мозга от перегрузки лишней информацией.
Причем, лишней мозг чаще всего считает ту информацию, которую мы наоборот пытаемся запомнить: цифры, даты, имена. А вот совершенно бесполезные для современного человека данные о вкусе, цвете и запахе предметов мозг отлично запоминает. Через много лет можно помнить, как пахли цветы, которые вы нюхали в детстве.
Это неприятные подарок от эволюции: нашим доисторическим предкам не приходилось запоминать имена и даты, важнее для них была дорога к ближайшему малиннику и внешний вид съедобных грибов.
Как информация хранится в мозге
Мы до конца не знаем. Самая популярная и всеобъемлющая теория называется коннекционизмом.
Если коротко, то в мозге нет участка, который хранит воспоминание о вашей собаке. Информация о ней распределена по множеству нейронов. При этом каждый нейрон может быть связан с сотнями воспоминаний: вы используете его же, когда думаете о собаке и когда пытаетесь прочитать и понять эту статью.
Поэтому сравнивать мозг с жестким диском, конечно, не совсем корректно. На жестком диске бит данных относится только к одному файлу. Но вот нейросети, о которых мы так много пишем, работают по тому же принципу.
Как воспоминания перемешиваются
Вы никогда не перепутаете море и слона. В том смысле, что море соленое, мокрое и без ушей, а слон большой, серый и с хоботом. Это пример радикально разной информации.
А вот цитаты имеют свойство легко смешиваться. Бывает, что вспомнишь сам текст, но не можешь назвать автора и источник. А вот это пример однотипной информации.
Чем сильнее информация отличается от того, что вы раньше знали, тем меньше места в памяти она занимает. Мозгу не нужно тратить место, чтобы запомнить, чем одни данные отличаются от других.
Поэтому, кстати, не рекомендуется изучать несколько языков одновременно – перепутаются.
Так можно ли переполнить мозг знаниями?
Нельзя. Дело в том, что информация имеет свойство еще и стираться, если ей не пользоваться.
Особенно быстро информация забывается на первоначальном этапе: в первый месяц после изучения. Но и потом она все равно теряется, хоть и не так быстро. Попробуйте вспомнить, чему вас учили в шестом классе на уроках географии.
Чтобы не забыть то, что вы изучили, придется постоянно повторять пройденное. В какой-то момент это займет абсолютно все ваше время. Поэтому, кстати, нельзя учить 100 иностранных слов в день. Так что единственное ограничение связано именно с этим. Ну или придется смириться с тем, что часть изученного забудется.
Мораль
Короче, учитесь спокойно. Мозг не закончится, не волнуйтесь.
У вас есть свой блог? Зарабатывайте с нами от 10 000 рублей на партнерской программе TeachLine.
Оперативная память мозга: что общего между компьютером и мозгом
У меня есть компьютер. Думаю, у вас тоже. Общий перечень наших с вами задач, решаемых с помощью компьютера, можно свести к двум основополагающим вещам: хранение и преобразование информации. Головной мозг выполняет схожие функции. Например, фоторецепторные клетки в глазах принимают электромагнитное излучение и преобразуют его в нервный импульс. Мозг обрабатывает эту информацию и на основе нее строит изображение. Помимо функционального сходства, мозг и компьютер имеют и общие структурные черты: у нас тоже есть некоторое подобие процессора и памяти. Причем наша память, как и память компьютера, бывает разных видов. В этой статье пойдет речь о нашем аналоге оперативной памяти и о том, как он работает.
Когнитивность
Как работает наш мозг? На столь обширный вопрос есть несколько философский ответ — недостаточно хорошо. Действительно, вы наверняка хотели бы не вспоминать перед сном все свои неудачи и просчеты или не забывать, куда положили ключи. Переформулируем и сузим вопрос: как человеческий мозг воспринимает и использует информацию?
Получение информации
Что дальше?
Попадая в мозг, нервные импульсы преобразуются в соответствующие образы и чувства. Но на данный момент эти образы всего лишь образы. Если человек не умеет читать, то для его мозга текст будет лишь набором закорючек. В психологии есть термин когнитивность. Он отражает способность человека к умственному восприятию и переработке внешней информацию сквозь собственную систему взглядов, зависящую от мышления, памяти, обучения и т. д. Коротко говоря, мозг в течение жизни обучается, получает новую информацию и, в зависимости от текущего типа мышления, багажа знаний и умений, обрабатывает получаемую информацию соответствующим образом.
Память мозга
Память можно определить как способность мозга сохранять и восстанавливать информацию. Очевидно, что работа мозга очень сильно зависит от памяти и ее роль сложно переоценить. Классифицировать память можно по разным критериям. Но нас будет интересовать конкретно разделение по времени хранения информации. Итак, память мозга условно можно разделить на следующие виды:
Кратковременная память
Изначально, информация от органов чувств попадает в кратковременную память. Как понятно из названия, она хранится там небольшой промежуток времени. При этом информация от органов чувств фильтруется. В кратковременную память попадает та информация, на которую мы обратили своё внимание. Причем как произвольно, так и под действием каких-либо факторов. Например, обычно мы не обращаем внимание на ощущения от надетой на нас одежды, но если она вызовет дискомфорт, то мы обратим внимание, и эта информация попадет к нам в кратковременную память. Помимо органов чувств, источником информации может являться и долговременная память как итог процесса вспоминания, как целенаправленного, так и спонтанного.
Модель Аткинсона-Шиффрина
В целом идеи о том, что человеческая память не является единой сущностью, возникли ещё в 19 веке. Более конкретная теория взаимодействия между кратковременной и долговременной памятью появилась в середине 20-го века в множественной модели Аткинсона-Шиффрина.
Согласно данной модели, наша память состоит из трех структур:
Механизм перехода из кратковременной памяти в долговременную точно не ясен. При этом, способность вспоминать события из прошлого зависят от гиппокампа. К этому выводу пришли Бренда Милнер и Уильям Сковилл, изучая пациента, которому для лечения эпилепсии был удален гиппокамп. Пациент не мог вспомнить, что с ним происходило в прошлом, но при этом другие структуры памяти сохранились. Он помнил факты об устройстве мира, но новые ему выучить было сложно. Также у него отлично работала кратковременная память.
Объем кратковременной памяти
Информация без повторения хранится в кратковременной памяти на протяжении примерно 20 секунд. При этом ее объем однозначно определить очень сложно. Американский психолог Джордж Миллер в своей работе «Магическое число семь плюс-минус два« определил, что человек, как правило, не может запомнить и воспроизвести больше 7±2 объектов (данная характеристика является усредненной и не отрицает существование уникумов, способных запоминать большое количество информации)
Но что такое объект? На основе своих исследований (проверка, сколько человек может запомнить), Миллер приводит следующую характеристику — человек в среднем способен запомнить девять двоичных чисел, восемь десятичных, семь букв алфавита и пять односложных слов. Информационная содержательность этих объектов не столь большая. В этом кроется и следующее различие между кратковременной и долговременной памятью — объем информации. Объектом может являться как слово, так и изображение — например, пейзаж. Но степень его детализации будет определяться объемом кратковременной памяти и вряд ли вы запомните его в деталях без повторения.
Рабочая память
Рабочая память (РП) — это тип памяти, с помощью которого человек способен сохранять в уме информацию, с которой работает. РП также позволяет комбинировать информацию, полученную от органов восприятия, с долговременной и кратковременной памятью.
Термин «Рабочая память» был введен Джорджем Миллером, Евгением Галантером и Карлом Прибрамом в контексте теории, в которой человеческий ум сравнивался с компьютером. Изначально понятие рабочей памяти не было конкретизировано, поэтому его использовали Ричард Аткинсон и Ричард Шиффрин в своей модели кратковременной памяти. Однако они не сделали акцента на ее функциональной части, поэтому Алан Бэддели и Грэм Хитч переработали их модель. Главное отличие нового взгляда на РП заключалось в том, что кратковременная память может быть разделена на субкомпоненты и что такая система способна на сложные когнитивные действия. На данный момент многие ученые используют концепцию РП в качестве замены или расширения концепции краткосрочной памяти, делая акцент на манипулировании информацией, а не на ее простом хранении.
Модель рабочей памяти
В 1974 году Алан Бэддели и Грэм Хитч предложили многокомпонентную модель РП, переработав модель кратковременной памяти Аткинсона-Шиффрина. Изначально модель содержала три компонента. Первый компонент — это система контроля над вниманием, называемая центральным исполнителем (ЦИ). ЦИ направляет внимание на информацию, подавляя отвлечение (на нерелевантную информацию и неподходящие действия) и координируя когнитивные процессы при одновременном выполнении множества задач. У ЦИ «в подчинении» находятся две системы временного хранения: фонологическая петля и визуально-пространственный блокнот.
Фонологическая петля — это когнитивная система временного хранения, которая может хранить информацию, представленную в речевой и звуковой форме, с помощью проговаривания про себя (субвокальные повторения). Одним из доказательств этого служит эффект фонологического сходства: слова, со сходным звучанием, запоминаются труднее, чем слова, звучащие по-разному. Представим, что вы хотите запомнить набор терминов. Если слова схожи по звучанию, то это приведет к путанице и плохому результату. Попробуйте запомнить два ряда слов: «код», «год», «кот», «рот» и «солнце», «горячий», «корова», «день». Скорее всего, «производительность» запоминания в первом случае будет хуже. Фонологической петле совсем не важны значения, поэтому человек запоминает ряд из нескольких слов, обозначающих одно и тоже, так же, как и разные слова. В этом заключается отличие рабочей памяти от долговременной. Если увеличить количество слов в последовательности, например до 10, и дать людям запомнить их, то звучание уйдет на второй план, а значение станет намного важней. Таким образом у человека имеется система, которая может хранить информацию путем проговаривания про себя. Она не важна для понимания речи (если вы способны нормально говорить и слышать), однако играет существенную роль в пополнении словарного запаса на раннем этапе обучения чтению, когда нужно удержать в памяти последовательность звуков в точном порядке.
Визуально-пространственный блокнот — это когнитивная система, одновременно хранящая пространственную и визуальную информацию. Визуальная информация включает в себя такие вещи, как цвет и форма, а пространственная — данные о местоположении. Например, использование карты или проектирование здания включает пространственную информацию. Изучение иероглифов, запоминание цвета — это больше визуальное задание. Системы вербальной, пространственной и визуальной информации могут поддерживаться потоками информации, не охватываемыми подчиненными системами (например, тактильные ощущения, семантическая информация, музыкальная информация, эмоциональная составляющая и т. п.).
Так как речь идет о серии потоков восприятия, в 2000 году Бэддели расширил модель, добавив четвертую систему — эпизодический буфер, в котором потоки информации объединяются. У буфера есть несколько измерений: визуальное, пространственное семантическое и перцептивное. Он объединяет их вместе и делает доступными сознанию, связывая всю информацию РП в единое эпизодическое представление. Таким образом эпизодический буфер — это связующие звено между рабочей и долговременной памятью. Если проводить аналогии, то эпизодический буфер чем-то напоминает экран, на который проецируются события.
Где и как мозг хранит информацию
РП располагается в нескольких частях мозга. С появлением методов визуализации мозга (ПЭТ и фМРТ) определение локализации функций в головном мозге людей значительно упростилось. Обзор многочисленных исследований показывает, что области активации во время задач рабочей памяти, разбросаны по большой части коры. Определение Фонологическая петля расположена главным образом в области между височной и теменной долями левого полушария. Процесс повторения информации по большей части включает лобную область, известную как центр Брока.
Визуально-пространственная система вовлекает в основном правое полушарие, однако она может простираться и до затылочных долей, в направлении к задней части мозга. Эта область задействуется в визуальных изображениях. Более центральные теменные области ответственны за пространственную информацию.
Сам факт активации каких-то областей мозга вовсе не означает, что именно там хранится информация. В этом заключается одна из проблем использования функциональной визуализации для понимания работы памяти. При изучении какой-либо когнитивной задачи ученые наблюдают активность области, но не знают, действительно ли она необходима для нее. Представьте, что вы обращается к информации в памяти компьютера и получаете её на экране. Вы узнаете, что было в хранилище и какие подсистемы были задействованы для отображения информации. Но где конкретно хранилась информация и как она была извлечена вам не известно. Пока что в научном сообществе нет консенсуса о том, как точно устроена и функционирует память.
Что влияет на рабочую память
РП страдает от интенсивного стресса. Это было обнаружено в исследованиях Арнстена и его коллег на разных видах животных. Например, в одном из исследований Арнстен исследует влияние стресса, вызванного шумом, на когнитивные функции префронтальной коры у резус-макак. Экспериментаторы заполняли едой одну из лунок, а затем накрывали их непрозрачным экраном. Через определенные промежутки времени экран убирали, и макаки выбирали одну из лунок (задача с отложенным ответом). После некоторой серии экспериментов подопытных подвергали воздействию непрерывным громким шумом (100-110 Дб) в течении 30 минут перед тестированием. Испытав стресс, животные хуже справлялись с заданием: чаще забывали, в какой лунке находятся лакомства. В ходе исследований выяснилось, что высвобождение физиологически активных веществ, катехоламинов, в префронтальную кору, вызванное стрессом, снижает срабатывание нейронов и емкость памяти. Воздействие хронического стресса может привести к глубоким нарушениями РП. Чем больше стресса в жизни, тем ниже эффективность РП при выполнении простых познавательных задач. Злоупотребление алкоголем также может вызывать нарушения РП из-за повреждения мозга.
Индивидуальные различия в объеме РП в некоторой степени наследуемы. Пока что мало известно о том, какие гены связаны с функционированием РП. В рамках многокомпонентной модели был предложен один ген-кандидат, ROBO1 для гипотетической фонологической петли рабочей памяти. Генетический компонент РП в значительной степени разделяется с таковым для подвижного интеллекта, поэтому исследования связи памяти и генетики возможно поможет также лучше понять работу интеллекта.
Существует несколько гипотез о том, что РП может быть натренирована, например при помощи специальных компьютерных программ или таких задач, как n-назад. Но при этом люди не демонстрируют значительных улучшений в таких активностях, как обучение математике, чтение или выполнение тестов на уровень интеллекта. Если тренировка рабочей памятью интеллекта работает, то скорее всего эффект будет незначительным.
Компьютер как мозг
Текущие развитие процессоров во многом основывается на уменьшении техпроцесса. Время идет и эффективность такого подхода снижается. Возможно ли замена нынешней архитектуры на архитектуру, схожую с мозгом человека? Конечно, в реалиях недостатка знаний о мозге данное сравнение некорректно, но давайте пофантазируем. В чем преимущества мозга перед компьютером? Первое, что приходит на ум — это наличие сознания и способность к творческой деятельности. Но не совсем понятно, в чем разница между ними и их компьютерной симуляцией? Проблему квалиа и подобные вопросы лучше оставить философам и сконцентрироваться на более практических аспектах. Понятно, что в некоторых задачах, зависящих от скорости обработки информации мы проигрываем. Но при этом у мозга множество преимуществ перед современными компьютерами:
Практика показывает, что лучше заимствовать лучшее, но, как упоминалось выше, недостаток знаний о мозге не позволяет сделать этого.
Облачные серверы от Маклауд быстрые и безопасные.
Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите 10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации!