При воспроизведении яркого впечатления в мозге становится активной нижняя часть левой доли префронтальной коры. Исследования ее активности при помощи функциональной магнитно-резонансной томографии в процессе обучения ясно показывают, происходит ли воспроизведение сохраненной информации. Активность настолько четко прослеживается, что экспериментаторам не нужно даже задавать вопросы, чтобы установить, происходит ли воспроизведение. Они просто видят на приборе показатели активности в нижней части префронтальной коры.

Учитывая этот факт, ученый Роберт Вагнер провел эксперимент с участием двух групп студентов, которым было предложено запомнить перечень слов. Первой группе предоставлялся весь массив информации для повторения и заучивания, второй – слова представлялись через длительные интервалы времени и заучивать их не разрешалось. Результаты точности воспроизведения в первой группе оказались гораздо хуже, чем во второй; активность левой нижней части префронтальной коры была значительно ниже. Эти результаты привели профессора психологии Гарвардского университета Дэна Шактера к следующему умозаключению: «Если у вас есть всего неделя на изучение материала и возможность десять раз позаниматься, лучше проводить повторение десять раз через временные интервалы, чем стараться охватить все за один раз».

Взаимосвязь между памятью и повторением ясна. Планомерное представление информации необходимо для ее воспроизведения в дальнейшем. Если вы хотите улучшить качество воспроизведения, то следует тщательно продумать, как представить данные. Тщательно проработанное представление информации и фиксированные временные интервалы обеспечат самое четкое воспроизведение. Изучение наиболее эффективно, когда информация вводится в память постепенно, а не подается крупным массивом за один раз. Почему же мы применяем данную модель в школе и на работе? Отчасти потому, что преподаватели и бизнесмены не читают регулярно журнал Neuroscience. А еще потому, что нам пока точно не известно, какими должны быть интервалы. Впрочем, это не значит, что ученые не исследовали вопрос временного аспекта. Как раз на основе его изучения выделяют два типа консолидации: быстрая и медленная. Для того чтобы объяснить влияние времени на формирование воспоминаний, я хотел бы рассказать, как познакомился со своей супругой.

Когда я впервые увидел Кэри, я встречался с другой девушкой. Но Кэри мне запомнилась. Она была очень привлекательна и мила. Кроме того, как талантливого композитора ее номинировали на премию «Эмми». Мы оба стали свободны полгода спустя после знакомства, и я незамедлительно пригласил ее на свидание. Мы отлично провели время, и я все больше и больше думал о ней. Оказалось, она тоже. И я снова пригласил ее на свидание, и вскоре мы начали видеться регулярно. При каждой нашей встрече на протяжении двух месяцев у меня учащенно билось сердце, в животе порхали бабочки и становились влажными ладони. Чтобы мой пульс ускорился, мне даже не нужно было видеть Кэри – достаточно было взглянуть на фотографию или услышать аромат ее духов или просто музыку! Даже мгновения было достаточно, чтобы погрузиться в состояние восторга на долгое время. Я понял, что влюбился.

Что же вызвало такие изменения? Чем чаще я виделся с этой замечательной девушкой, тем более восприимчивым к ее присутствию становился, тем менее сильный «импульс» (например, запах духов) вызывал более сильную «ответную реакцию». Этот долгодействующий эффект продолжался около месяца. Оставляя описание сердечных переживаний поэтам и психиатрам, обратимся к вопросу о том, почему усиливающееся ограниченное воздействие приводит к усилению ответной реакции и связано с процессом обучения нейронов. Нет, это не связано с романтикой, данное явление называется долговременная потенциация.

Для того чтобы описать долговременную потенциацию, нам следует покинуть высокий мир поведенческих исследований и погрузиться в более интимный мир клеток и молекул. Представьте, что мы смотрим в чашку Петри, где находятся два нейрона гиппокампа, образовавшие синаптическое соединение. Я назвал пресинаптический нейрон учителем, а постсинаптический – учеником. Задача нейрона-учителя – передача клетке-ученику информации, электрической по своей природе. Давайте простимулируем нейрон-учитель, чтобы он послал электрический сигнал ученику. На некоторое время ученик получает сигнал и возбужденно загорается в ответ. Синаптическое взаимодействие между ними на время усиливается – этот феномен называется ранней долговременной потенциацией синаптической передачи.

К сожалению, возбужденное состояние длится один-два часа. Если нейрон-ученик не получает той же информации от учителя в течение 90 минут, его возбуждение проходит. Иначе говоря, нервная клетка возвращается в исходное состояние и ведет себя так, будто ничего не происходило; она готова принимать другой сигнал.

Очевидно, что ранняя долговременная потенциация противоречит целям нейрона-учителя, как, впрочем, и всех учителей. Как добиться того, чтобы изначальное возбуждение стало постоянным? Можно ли каким-то образом трансформировать кратковременную ответную реакцию в долговременную?

Поверьте, такой способ существует. Информация должна повторяться через определенный интервал времени. Если сигнал посылается клеткой-учителем только один раз, возбуждение клетки-студента будет временным. Но если повторять его через определенные промежутки (для клеток в чашке Петри он составляет десять минут и повторяется три раза), взаимоотношение между нейроном-учителем и нейроном-студентом изменяется. Как изменились и наши отношения с Кэри после нескольких свиданий. Теперь от «учителя» требовалось подавать сигнал меньшей силы для получения более сильной ответной реакции со стороны «ученика». Такая ответная реакция называется поздней долговременной потенциацией. Даже в крошечном мире нейронов планомерное повторение тесно связано с процессом обучения.

Временной интервал, необходимый для синаптической консолидации, измеряется в минутах и часах, поэтому она называется быстрой консолидацией. Однако кратковременность этого периода не отменяет его важности. Любые действия – поведенческие, фармакологические или генетические, – вмешивающиеся в созданную взаимосвязь, блокируют формирование памяти в целом.

Такие данные свидетельствуют о том, что повторение имеет огромнейшее значение для обучения, по крайней мере если речь идет о двух нейронах в чашке Петри. А как обстоят дела с учениками в классе? Довольно простой мир клетки отличается от сложного мира мозга. Отдельный нейрон не имеет сотни синаптических связей с другими нейронами.

Таким образом, консолидация измеряется длительными временными промежутками, что подводит нас к вопросу о ее эффективном конечном использовании. Иногда данный феномен называют системной консолидацией или медленной консолидацией. Как вы сможете убедиться далее, термин «медленный» – более подходящий.

Чтобы продемонстрировать различия между синаптической и системной консолидацией, приведем в пример ядерное уничтожение. 22 августа 1968 года холодная война была в разгаре. В это время я изучал историю в старших классах школы и жил на базе ВВС в Центральной Германии, к сожалению, вблизи возможного эпицентра ядерного взрыва в случае выхода на сцену конфликта Европы.