Работната памет на човека има свои собствени физиологични граници. Исторически в когнитивната психология тази граница се описва с формулата „седем плюс или минус два елемента“. Лесно можете да задържите в главата си кратък телефонен номер, докато го набирате, но опитайте се да запомните случайна последователност от тридесет цифри и няма да стигнете доникъде. Емпиричните данни от шампионатите по запаметяване обаче показват, че този биологичен лимит може да бъде преодолян.
Нелсън Делис, шесткратен шампион на САЩ по памет, може да запомни точния ред на колода от 52 карти за 40 секунди, както и да възпроизведе 339 случайни цифри след пет минути изучаване. В същото време Делис не притежава никакви вродени генетични аномалии на мозъка. Като дете той не е демонстрирал изключителни когнитивни способности и поставя първия си национален рекорд само две години след началото на целенасочено обучение. Резултатите му са следствие от интензивни тренировки, които физически променят начина, по който работи нервната му система.
За да разберат как точно се пренастройва мозъкът, когато когнитивните способности се мащабират по този начин, изследователи от Вашингтонския университет провеждат много мащабно и подробно проучване. Те приложили метода на прецизното функционално картографиране (PFM), като събрали повече от 13 часа данни от функционалното магнитно-резонансно изобразяване (fMRI) на Dellis. Получените сканирания били сравнени с данните на близо 900 души от проекта Human Connectome Project и с резултатите от контролна група. Анализът показал, че рекордьорът не е подобрил способността си за механично запаметяване. Той е принудил нервната система да използва напълно различни функционални области за обработка на данните.
Проблемът с директното запомняне и механиката на метода локус
Конвенционалното механично запомняне разчита на системата на декларативната памет – директното запаметяване на факти и събития. От невробиологична гледна точка този процес зависи изцяло от хипокампуса, който е отговорен за прехвърлянето на информацията от краткосрочната към дългосрочната памет. Целият проблем се състои в това, че абстрактната информация, като например поредица от числа или цветове на карти, е лишена от контекст. Мозъкът трудно кодира данните, които нямат пространствена или емоционална връзка.
За да заобиколят този проблем, мнемонистите (известни още като хора с феноменална памет) използват „Метода на локуса“. Тази техника изисква човек да се движи мислено през познато физическо пространство (например стаите в собствения си дом) и да поставя визуални маркери по маршрута.
За да обработва абстрактните данни с висока скорост, Делис използва система за предварително кодиране „Лице-действие-обект“. Всяка от 52-те карти в колодата е твърдо свързана с определено изображение. Например асото на пика винаги означава Арнолд Шварценегер, асото купа – действието „викане“, а двойката каро – баскетболна топка. Когато Делис вижда тези три поредни карти, той не запаметява цветовете и наименованията им. Той си създава визуална сцена: Шварценегер крещи срещу баскетболни топки. Тази сцена той мислено поставя в едно от местата на своя маршрут. Във фазата на възпроизвеждане той просто преминава през мисления маршрут, прочита сцените, оставени след него, и ги декодира обратно в последователност от карти.
Реорганизация на невронните мрежи в състояние на покой
При предишни изследвания на паметта често се усредняваха данните от фМРТ от група различни мнемони. Този подход разводняваше резултатите, тъй като всеки спортист използва индивидуални вариации в техниките. Използването на прецизното картографиране (PFM) позволи на учените точно да картографират невронните връзки на конкретен човек и да идентифицират структурните промени.
Анализът на мозъка на шампиона в състояние на функционален покой – когато той не изпълнява никакви задачи – разкри дълбоки промени в архитектурата на конектомата. Годините на тренировки са формирали необичайно силни връзки между мозъчни области, които в контролната група работят изолирано една от друга.
При Делис са се образували плътни функционални връзки между зрителния кортекс, ретроспективния кортекс (област, отговорна за пространствената навигация) и зона 55b на Бродман във фронталния лоб, която обработва семантиката на езика и структурата на разказа. Тези области са се слели в нови функционални модули. Нервната система на Шампион се е научила да обработва масиви от абстрактни символи, използвайки същите алгоритми, които използва за анализ на визуални сцени и последователни истории.
Смяната на парадигмата: от декларативна памет към процедурни техники
Най-значимото откритие на изследването е свързано с работата на каудалното ядро – структура, разположена дълбоко в базалните ганглии на мозъка. Базалните ганглии не участват в класическото запомняне на фактите. Тяхната основна функция е формирането на навици, контролът на двигателната активност и ученето чрез затвърждаване (процедурна памет). Класически пример за процедурна памет е способността на човек да управлява автомобил: след период на обучение този процес става автоматичен и не изисква съзнателен контрол. Известно е, че пациенти с отстранен хипокампус (като известния пациент Х.М.) напълно губят способността си да запомнят нови факти, но запазват способността си да усвояват нови физически умения благодарение на работата на базалните ганглии.
Данните от ядрено-магнитния резонанс показват, че в мозъка на шампиона каудалното ядро образува мощни връзки с мрежите на пространствената памет. Това показва фундаментална промяна в механиката на когнитивния процес. За Делис запомнянето на реда на картите вече не е било задача на декларативната памет. Процесът се е трансформирал в процедурно умение. Хилядите часове практика са автоматизирали алгоритъма: мозъкът на шампиона превръща абстракциите в пространствени сцени рефлекторно, без съзнателно да напряга механизмите на класическата памет.
Парадоксът на хипокампа при активното запомняне
Заключението за преминаването към процедурна памет се потвърди по време на сканирането при активни задачи. Изследователите помолили шампиона и контролната група да извършат стандартен тест за работна памет – директно запомняне на списък с думи. При този сценарий мозъкът на Делис работел точно по същия начин, както мозъците на обикновените хора: на етапа на записване на информацията хипокампусът показвал висока активност.
Картината обаче се променила коренно, когато Делис преминал към запомняне на пакет карти с помощта на Локус метода. На етапа на кодиране на информацията хипокампусът му остава почти неактивен. Когнитивното натоварване било напълно разпределено между визуалния, пространствения и процедурния център. Хипокампалната активност беше регистрирана едва по-късно, по време на фазата на възпроизвеждане, когато мнемонистът мислено се придвижваше по маршрута си, за да извлече данните. Шампионът не използва главния център на паметта, за да записва абстрактна информация, той го използва изключително за навигация в пространството, където тази информация е разположена.
За допълнителна проверка на това учените провели тест с числото Пи. Преди това Делис е научил първите 10 000 цифри на това число. Показана му е произволна последователност от пет цифри и са му дадени шест секунди, за да намери точното им местоположение в мисловното си пространство. Сканирането регистрирало много силно активиране на дорзалната мрежа на вниманието и зрителната кора. Извличането на информация е изисквало изчисляване на пространствени координати, което окончателно потвърждава пространствения характер на това когнитивно умение.
Еволюционният контекст и клиничната значимост
Резултатите от изследването обясняват високата ефективност на метода Locus от еволюционна гледна точка. Човешкият мозък не е формиран за обработка на дълги числови редици или двоичен код. Приоритет за оцеляването на вида е била способността за ориентиране в терена, запомняне на географски забележителности и анализиране на социалните взаимодействия в групата. Като превръщат числата в същности, извършващи действия в определено пространство, мнемонистите превеждат неестествените абстрактни данни в основен формат, разбираем за нервната система.
Тези невробиологични данни ще бъдат много полезни за медицината, по-конкретно за разработване на методи за защита на когнитивните функции при стареенето. При невродегенеративни заболявания като болестта на Алцхаймер хипокампусът и функциите на декларативната памет са първите, които се влошават. Човек губи способността си да запаметява новите събития и факти.
В същото време невронните мрежи, отговарящи за пространствената навигация и разбирането на разказа (историята), показват висока устойчивост и се запазват много по-дълго. Ако принципите на метода Локус могат да бъдат адаптирани за възрастните хора, те ще могат да използват тези запазени навигационни мрежи, за да запазят важна ежедневна информация. Обучението за кодиране на данни чрез пространствени истории може да бъде ефективен механизъм за компенсиране на свързаното с възрастта намаляване на хипокампалната функция.
Точната функционална мозъчна карта на шампиона доказва, че границите на човешката памет не се определят единствено от биологичния капацитет на краткосрочната памет. Нервната система притежава достатъчна невропластичност, за да реорганизира напълно пътищата за обработка на данни. Промяната на формата на постъпващата информация заобикаля физиологичните ограничения и активира невронни мрежи, способни да задържат многократно по-големи количества данни.
Всичко важно от света на технологиите, директно в пощата ти.
С абонирането приемате нашите Условия и Политика за поверителност. Може да се отпишете с един клик по всяко време.
Коментирайте статията в нашите Форуми. За да научите първи най-важното, харесайте страницата ни във Facebook, и ни последвайте в Google Новини, TikTok, Telegram и Viber или изтеглете приложението на Kaldata.com за Android, iPhone, Huawei, Google Chrome, Microsoft Edge и Opera!
