Большинству из нас хорошо известно деление памяти на кратковременную и долговременную. Они существенно различаются, но при этом зависят друг от друга. Обе носят соответствующие им названия: информация в кратковременной памяти хранится самое большее минуту, в то время как в долговременной памяти информация может и действительно хранится всю жизнь. Любой, кто называет кратковременной памятью свои воспоминания о том, что было день или даже всего несколько часов назад, не прав – это уже долговременная память.

Кратковременная память действует на небольших промежутках времени, зато именно она отвечает за непрерывные сознательные манипуляции с информацией – с тем, о чем мы сейчас думаем. Долговременная память предоставляет нам огромное количество информации, чтобы облегчить наше мышление, но само мышление происходит именно в кратковременной памяти. (Поэтому некоторые специалисты по нейронаукам предпочитают говорить о «рабочей» памяти, которая, как мы увидим дальше, по сути представляет собой кратковременную память в сочетании с некоторыми дополнительными процессами.)

Многие из вас удивятся, когда узнают, что объем кратковременной памяти очень мал. Современные исследования показывают, что среднестатистическая кратковременная память может единовременно удержать максимум четыре «единицы информация» [1]. Если дать человеку список слов и попросить его запомнить, он сможет воспроизвести только четыре слова. Это утверждение основано на бесчисленных экспериментах, где людям надо было вспоминать слова или другие объекты из показанного им списка, и в среднем с достаточной степенью уверенности они могли вспомнить только четыре. На протяжении многих лет считалось, что объем кратковременной памяти составляет семь плюс-минус две единицы. Это называется «волшебное число», или «закон Миллера», потому что число было получено в экспериментах Джорджа Миллера, проведенных в 1950 году [2]. Однако в дальнейшем была усовершенствована методика эксперимента и уточнены критерии того, что можно считать правильным воспроизведением. В результате вышло, что реальный объем памяти все же ближе к четырем единицам.

Я использую неопределенный термин «единица» не потому, что плохо изучил вопрос (ну, не только потому). Дело в том, что само понятие «единицы» кратковременной памяти очень растяжимо. Чтобы обойти ограничения кратковременной памяти и увеличить доступный объем хранилища, люди разработали различные стратегии. Одна из таких – процесс, называемый «группировка»[13], когда человек, для более эффективного использования объема кратковременного хранилища, объединяет несколько объектов в одну единицу, или «чанк»[14] [3]. Если попросить вас запомнить слова «пахнет», «мама», «сыр», «как» и «твоя», то это будет пять единиц. Однако если попросить вас запомнить фразу «Твоя мама пахнет как сыр», выйдет одна единица и, возможно, драка с экспериментатором.

Напротив, максимальный объем долговременной памяти нам неизвестен, потому что никто еще не прожил так долго, чтобы заполнить ее; она вместительна до неприличия. Тогда почему кратковременная память настолько ограниченна? Отчасти потому, что она все время в работе. Мы что-то чувствуем и о чем-то думаем каждую минуту бодрствования (и немного во время сна). А значит, информация поступает и исчезает с ужасающей скоростью. Это место плохо подходит для долговременного хранилища, где необходимы покой и порядок, – оно подобно тому, как если бы вы оставили все свои ящики и папки с документами на входе в оживленный аэропорт.

Другая причина заключается в том, что у кратковременной памяти нет «физической» основы; информация в ней хранится в виде особых паттернов нейронной активности. Поясню: «нейрон» – это официальное название клеток мозга, или «нервных» клеток. Нейроны составляют основу всей нервной системы. Каждый из них по сути представляет собой крошечный биологический процессор, способный получать и передавать информацию в виде электрической активности на оболочке клеточной мембраны, которая придает клетке форму и образует сложные связи с другими нейронами. Итак, кратковременная память основана на нейронной активности в специализированных зонах головного мозга, таких, как дорсолатеральная префронтальная кора в лобной доле [4]. Из исследований со сканированием мозга мы знаем, что в лобной доле происходит множество других, более сложных «мыслительных» процессов.

Хранить информацию в виде паттернов нейронной активности довольно сложно. Это как если бы вы составляли список покупок на пенке своего капучино: технически это возможно, потому что пенка на несколько мгновений может удержать очертания слов, но практически – бессмысленно. Кратковременная память нужна для быстрой обработки информации и манипуляций с ней, и под воздействием непрерывного потока поступающей информации все неважное будет проигнорировано, или быстро переписано, или вообще исчезнет.

В этой системе нет защиты от ошибок. Нередко важная информация вылетает из кратковременной памяти прежде, чем ее как-то используют, что приводит к сценарию «Зачем я сюда зашел?». Кроме того, кратковременная память может перегрузиться информацией и потерять способность сосредотачиваться на чем-то конкретном, в то время как в нее непрерывно поступает новая информация и новые запросы. Вы когда-нибудь видели, как посреди всеобщей сумятицы (например, на детском празднике или эмоционально напряженной рабочей встрече), где каждый кричит, чтобы быть услышанным, кто-нибудь внезапно заявляет: «Я не могу думать в такой обстановке!»? Они говорят очень буквально: их кратковременная память не приспособлена к тому, чтобы справляться с такой рабочей нагрузкой.

Очевидный вопрос: если кратковременная память, где происходит наше мышление, настолько ограничена, как нам вообще удается что-то сделать? Почему мы не сидим, безуспешно пытаясь пересчитать пальцы на руке? К счастью, кратковременная память связана с долговременной, которая значительно снижает нагрузку на нее.

Возьмите, к примеру, профессионального переводчика-синхрониста, человека, который в режиме реального времени слушает длинную подробную речь на одном языке и переводит ее на другой. Его работа, конечно же, превышает возможности кратковременной памяти? Вообще-то нет. Если вы попросите кого-то, кто на данный момент изучает язык, попробовать переводить в режиме реального времени, тогда да, для него это будет серьезный вызов. Но для переводчика слова и структура каждого языка уже хранятся в долговременной памяти (как мы увидим далее, у мозга даже есть специальные области, связанные с речью, такие, как зоны Брока и Вернике). Кратковременной памяти приходится иметь дело с порядком слов и значением предложений, но с этим она успешно справляется, особенно по мере накопления опыта. И точно так же кратковременная и долговременная память взаимодействуют у всех нас; вам не надо узнавать, что такое «бутерброд» каждый раз, когда вам его захочется, но, добравшись до кухни, вы можете забыть, что хотели его.

Информация может попасть в долговременную память несколькими способами. На уровне сознания мы знаем, что важная для нас информация, например номер телефона, переходит из кратковременной памяти в долговременную при помощи повторения. Мы повторяем ее про себя, чтобы наверняка запомнить. Это необходимо, потому что, в отличие от кратковременной памяти, где информация хранится в виде быстро меняющихся паттернов мозговой активности, в долговременной информация хранится в виде образованных синапсами связей между нейронами. Образование новых синапсов довольно просто простимулировать, например повторяя то, что вам необходимо запомнить.