Очевидно, что люди учатся на опыте. Менее очевидно, что опыт изменяет нервную систему и что способ, которым она изменяется, формирует основу для репрезентации знаний. Один из подходов к изучению нервных основ памяти состоит в исследовании молекулярной и клеточной биологии отдельных нейронов и их синапсов (Squire, 1986). Хотя исследования в этом направлении позволили нам многое узнать о физиологии нейронов, они не дали ответа на более важный вопрос о том, как эти микроскопические объекты связаны с репрезентацией знаний. В недавних исследованиях в области нейрокогнитологии была предпринята попытка объединить открытия в нейрофизиологии с теориями когнитивной психологии. Одно из направлений, по которым проводились эти исследования, — поиск локализации памяти.

О спорах вокруг локализации памяти в мозге мы говорили в главе 2. Традиционно важная проблема — распределены ли память и знания по всей коре или локализованы в определенной ее области. Центральный компонент этой дискуссии — поиск неуловимой энграммы (буквально «след» или, в данном контексте, собрание нервных зарядов, представляющих память). Некоторые области мозга связаны с определенными функциями (например, зрением), однако за такие функции, как память, по-видимому, отвечают различные области коры, каждая из которых может функционировать одновременно, или параллельно, с другими областями. Ларри Сквайр (Squire, 1986) предположил, что хранение информации может быть более локализовано, чем считалось ранее, и что воспоминания могут храниться как изменения в тех же самых нервных системах, которые участвуют в восприятии. Может показаться, что эта гипотеза противоречит данным Лешли (см. главу 2), который пришел к выводу, что память распределена по всему мозгу. Однако Сквайр утверждает, что взгляды Лешли совместимы с его собственными, если рассматривать сложное научение (например, научение крысы проходить лабиринт) как обработку многих типов информации (например, зрительной, пространственной и обонятельной), в которой каждый тип обрабатывается отдельно и локально. «Таким образом, память локализована в том смысле, что специфические системы мозга представляют определенные аспекты каждого события, и информация распределена в том смысле, что многие нервные системы участвуют в репрезентации целого события» (Squire, 1986).

Один из способов исследования теорий репрезентации знаний нейрокогнитными методами — изучение патологических типов. Некоторые исследования, проведенные на амнестических пациентах (например: Baddeley & Warrington, 1970; Milner, 1972; Squire, 1986), позволили получить важные данные о кратковременной и долговременной памяти.

Были выявлены два типа амнезии: ретроградная амнезия, или неспособность вспомнить информацию, приобретенную до возникновения расстройства, и антероградная амнезии, или потеря информации, предъявленной после возникновения расстройства памяти. Ретроградная амнезия — это нарушение воспроизведения информации, в то время как антероградная амнезия — это нарушение кодирования информации. Оба типа амнезии могут быть временными или постоянными.

Временная ретроградная амнезия может развиться, когда человек, например футболист (см. главу 8, обсуждение футболиста, упомянутого в исследовании Линча и Ярнелла), получает черепно-мозговую травму. Иногда эта травма вызывает ретроградную амнезию, при которой несколько секунд или минут жизни человека теряются из памяти. Другая форма временной ретроградной амнезии имеет место, когда пациент подвергается электросудорожной терапии (ЭСТ) или переносит тяжелую черепно-мозговую травму, которая может быть получена в серьезной автомобильной катастрофе. В этих случаях воспоминания, приобретенные за предыдущие недели или даже месяцы, могут стать недоступными.

Амнезия также может быть постоянной. Причинами постоянной амнезии могут стать длительное использование ЭСТ, серьезные травмы, инсульт или другие разрывы сосудов мозга в результате энцефалита и других болезней. Кроме того, постоянная амнезия может быть вызвана чрезмерным потреблением алкоголя. Одно нарушение, обычно вызываемое тяжелой формой алкоголизма, называют синдромом Корсакова. Оно приводит к двустороннему повреждению промежуточного мозга, расположенного в задней части мозга. Пациенты с синдромом Корсакова могут быть дезориентированы и испытывать трудности с движением и зрительным восприятием. Во многих случаях он вызван ударной дозой, в результате которой пациенты «напиваются до слепоты». Если попойка не заканчивается смертью, здоровье можно восстановить, за исключением случаев постоянной формы амнезии, при которой пациенты уже не способны узнавать что-нибудь новое. Постоянные и временные формы амнезии изучались для лучшего понимания нервных основ познания.

Когнитивные задачи и амнезия. Пациенты с временной ретроградной амнезией (например, пациенты, память которых временно повреждена в результате ЭСТ), могут при условии повторения в течение нескольких минут удерживать в памяти короткий список чисел, но не способны вспомнить информацию после промежуточного периода отвлечения. По-видимому, временная информация хранится в области мозга, незатронутой этой формой амнезии, но долговременная память может требовать участия других областей, пораженных расстройством.

Кроме того, исследователи привлекали к участию в экспериментах пациентов с амнезией для установления нервных основ кратковременной и долговременной памяти. В ходе некоторых ранних исследований (например, Milner, Corkin & Teuber, 1968) была продемонстрирована способность пациента с глубокой амнезией, известного в литературе как H. M., к научению и сохранению перцептивно-моторных навыков. Таким образом, некоторые сложные когнитивные способности оставалась у H. M. неповрежденными, в то время как решение задач, требовавших воспроизведения эпизодических событий, было серьезно нарушено (см. главу 7).

Эти плодотворные исследования заставили других ученых рассматривать новые когнитивные задачи (например, операции памяти) для изучения пациентов с амнезией. В одном исследовании Коуэн и Сквайр (Cohen & Squire, 1980) обнаружили, что амнестические пациенты способны приобретать навык, необходимый для чтения зеркального отражения слов на дисплее, но позже, когда их спрашивали о ходе выполнения этой задачи, они ни не могли вспомнить ни слова, ни приобретенный навык (см. также случай К. С., приведенный в главе 8).

Точно так же пациенты с амнезией способны находить наилучшее решение головоломки типа известной «Ханойской башни»[64] (Cohen & Corkin, 1981). Чтобы решить эту задачу, важные части когнитивной системы должны быть неповрежденными и дееспособными. Решение этой задачи возможно при условии сохранения способностей овладения навыками и изучения новых процедур; они представляют один тип умственной репрезентации. Пациенты с амнезией, с другой стороны, испытывают дефицит памяти на факты и эпизоды — другой тип умственной репрезентации. Так как первопричиной амнезии являются неврологические нарушения, мы можем заключить, что основные неврологические структуры поддерживают два типа когнитивных задач, включающие овладение навыками и эпизодическую память.