Какие же представления о памяти сформировались в последнее время в науке? Теория «нервных сетей» рассматривает процесс запоминания как образование на матрице — на сети нейронов — каких-то новых структур. Эти структуры можно было бы иначе назвать «рисунком», «схемой», в которую объединяются нейроны в процессе запоминания. «Рисунок» каждой новой «мозаики» зависит от характера запоминаемой информации. «Рисунок» же обеспечивает надежную сохранность информации и возможность мгновенно отыскать и извлечь ее. Математически доказано, что почти все события и явления внешнего мира могут быть представлены и отражены в таких «схемах»-«рисунках». И главная задача исследователей состоит в том, чтобы выявить законы возникновения «мозаик» на сети нейронов, показать, какой «рисунок» из нейронов соответствует той или иной запоминаемой информации (образно говоря, доказать, что рисунки, например, в виде концентрических окружностей соответствуют такому-то виду информации, а звездообразные — такому-то…)
Существуют и другие точки зрения на эту проблему. Среди исследователей, скажем, довольно широко распространено мнение: строгой зависимости между «рисунком» и характером информации нет, что в основе памяти лежит не образование какой-либо определенной структуры нейронов, а работа систем нервных клеток, соединенных чисто случайным образом. По мнению этих исследователей, решающую роль в запоминании играет только общий, одинаковый для всех клеток принцип соединения и взаимодействия нейронов. Так, ученый А. Коган считает, что этот принцип вносит вероятностный характер.
Подобные взгляды находят подтверждение и в эксперименте. Инженер Варшавский разработал и создал модель такой «нервной сети», которая состоит из простых элементов — «нейронов», соединенных чисто случайным образом, Между отдельными нейронами в этой сети могут возникать новые связи. И вот оказалось, что такая модель тоже наделена памятью! Больше того, в процессе запоминания случайно соединенные элементы объединяются в определенную конструкцию, близкую к той, которую человек создал бы сам для этой цели.
Ученые полагают, что когда удастся создать более совершенные модели нейронов, чем нынешние, то в конструируемых из них системах возникнут еще более интересные качества, в частности более высокие способности к запоминанию.
Многие связанные с проблемой «изучения памяти, можно объяснить, если исходить из рассмотрения двух видов памяти: кратковременной — оперативной памяти — и долговременной — стабильной.
По предположению ученых, основой функционирования оперативной памяти является механизм циркуляции возбуждения по замкнутым кругам нейронов. Морфологическими работами одного из исследователей эта гипотеза была подтверждена: ученый обнаружил в нервной системе структуры, которые могли бы выполнять функцию кратковременной памяти. Однако математический расчет объема такой памяти, проведенный Дж. Нейманом, показал, что для подобного способа хранения информации необходимо большее число нервных клеток, чем то, которое имеется в нервной системе. Вывод: нельзя все свести к циркуляции возбуждения по нейронным кругам. Об этом же свидетельствует и факт обучения одноклеточных организмов, например, инфузорий, у которых о циркуляции возбуждения говорить не приходится.
Способность инфузории к обучению исследовал Смит. Он помещал туфельку в капилляр, настолько узкий, что туфелька с трудом могла повернуться в нем. Туфелька плавала по капилляру и, дойдя до стенки его, пыталась повернуться, чтобы плыть в обратном направлении. Поворот удавался ей лишь после долгих усилий и при сильной деформации всего тела. Сначала поворот длился около 4—5 минут; было отчетливо видно, что эта процедура давалась животному с большим трудом. Постепенно туфелька все легче и легче стала преодолевать трудность. В результате двенадцатичасовой тренировки туфелька научилась поворачиваться в капилляре за 1—2 секунды. Достижения очевидны: туфелька в 150 раз быстрее стала делать поворот.
Интересные эксперименты с инфузорией проделал Брамштедт. Его интересовал вопрос: запоминает ли инфузория форму сосуда, в котором она находится? Брамштедт поместил туфельку в цилиндрический сосуд и выдерживал ее там в течение двух часов. Вначале движения туфельки в сосуде были хаотичными, беспорядочными. Она кружила в сосуде, постоянно меняя направление и лишь изредка сталкиваясь со стенками сосуда. Но после двухчасового пребывания в цилиндрическом сосуде туфелька начинала скользить по стенке сосуда, описывая правильный круг.
Теперь исследователь поместил инфузорию в сосуд, имеющий форму трехгранной призмы (причем его основанием служил треугольник, который можно было бы вписать в основание первого сосуда — круг).
Выявилось характерное явление: туфелька, привыкшая к кругу, стала сталкиваться со стенками трехгранного сосуда в их средней части, в то время как до «обучения» в круглом сосуде она чаще сталкивалась со стенками в углах. По мнению автора, туфелька приспособилась к цилиндру и после перемещения в трехгранник сохранила приобретенный характер движения.
Брамштедт решил также выяснить, «запоминает» ли инфузория только форму сосуда или же она «помнит» и его размеры. Для этого он сначала обучал инфузорию в трехгранном сосуде и затем переносил ее в более просторный четырехгранный сосуд, основанием которого служил квадрат. Обучаемая продолжала двигаться внутри зоны, контуры которой приблизительно соответствовали треугольнику. Следовательно, у инфузории есть великолепные способности к обучению и запоминанию, как формы, так и размеров сосуда.
Мы привели эти данные лишь для того, чтобы проиллюстрировать наличие следовых реакций или «памяти» (конечно, не в обычном нашем представлении) у одноклеточных. Мы не будем затрагивать механизмов ее образования, не будем разбирать, можно ли вообще называть эти процессы обучением, запоминанием. Вопросы эти находятся в значительно ранней стадии изучения даже по отношению к тем же проблемам, но связанным с более высокоорганизованными животными.
Продолжение следует...
Авторы: А. Напалков, А. Туров.
Свежие комментарии