Что такое память?

В этой заметке мы попробуем понять, что такое память, как она связана с процессом обучения, и для чего необходимо её изучать. Кроме этого мы рассмотрим, насколько разнообразны подходы к её исследованию.

Что такое память?

Конечно, довольно сложно описать в одной короткой заметке природу памяти. Ведь одних только определений понятия "память" существует множество - в зависимости от того, какая дисциплина её изучает. Однако, у всех этих понятий есть общие черты, которые, так или иначе, описывают то явление, которое мы называем памятью. Говоря простым языком, 

память - это способность кодировать, хранить и воспроизводить информацию в нужное время (Sherwood 2015).

Даже из этого определения можно видеть, насколько широко понятие памяти и какое количество процессов оно включает. Определения памяти могут иногда отличаться в зависимости от её разновидностей (которых тоже существует множество), но в целом общее понимание памяти сводится к этим основным функциям. Память является своего рода основой обучения, ведь обучением считается изменение поведения ввиду запоминания информации, другими словами, нового опыта (Rudy 2014). Именно поэтому память и обучение часто используются как смежные понятия. И в наших заметках мы тоже будем чаще рассматривать память с точки зрения обучения. 

Память и обучение не только выражаются в изменении поведения, но и влияют на протекание множества важных психических процессов. Так, например, изучение языка в значительной степени меняет ход нашего психологического развития (см. Выготский "Мышление и речь", 1934). Об этом мы ещё поговорим в одной из наших следующих заметок. Поскольку и память, и обучение исследуются с различных научных точек зрения и включают в себя множество разнообразных процессов, то и сформулировать единое понятие памяти и обучения довольно сложно. Сложность определения этих процессов заключается ещё и в том, что оба они являются теоретическими концептами, поскольку ни одно, ни другое не имеют внешнего физического проявления (Rudy 2014: 2-3). Мы лишь можем косвенно наблюдать за действием этих процессов. Например, Jerry W. Rudy пишет:

обучение и память являются теоретическими концептами, которые используются для того, чтобы объяснить тот факт, что опыт влияет на поведение (2014: 2).

Многие исследования в области работы памяти и обучения направлены на описание того, какие процессы могут в себя включать эти концепты. Интерес многих научных дисциплин к памяти связан ещё и с тем, что наше поведение в той или иной ситуации зависит от того, как работает наша память и каким образом протекают процессы обучения.

Почему важно изучение памяти?

Вы когда-нибудь задумывались, для чего нам нужна память? В чём её смысл? Конечно, мы можем сказать, что она позволяет нам запомнить множество полезной информации. И это действительно важно, но кроме этого, память обладает и весьма важными эволюционными характеристиками. Память играет важнейшую роль как инструмент адаптации к меняющимся условиям жизни. Например, память о разнообразных природных процессах позволяет человеку адаптироваться к ним, разрабатывая определенные механизмы поведения. Кроме этого, память позволяет нам адаптироваться и в ходе раннего развития. Например, память позволяет детям запоминать своих родителей, различать множество природных и социальных сигналов. Вполне возможно, что именно память послужила важнейшим элементом эволюционного развития человека. Например, Anthony M. Zador (2019) в своей статье пишет о том, что в условиях активно меняющейся среды животное, активно использующее память как инструмент обучения, показывает намного более высокие результаты в адаптации, нежели то животное, которое использует лишь врождённые навыки.

Синим обозначена способность животного к адаптации, если используются лишь врождённые инстинкты, а красным - инстинкты и обучение. Слева - неизменная среда, справа - меняющаяся среда (Anthony M. Zador 2019).

Мы можем видеть, что память является одной из важнейших функций организма -  она позволяет человеку обучаться и играет важную адаптационную роль. Конечно, память человека развилась настолько, что позволяет нам не только осваивать всё более сложные функции, но и решать сложные когнитивные задачи. Процессы обучения и памяти позволяют нам общаться, воспринимать и создавать произведения искусства и культуры, и многое другое. Обучение, как процесс получения новой или изменения имеющейся информации под воздействием опыта, является неотделимым от процессов памяти. Именно поэтому так важно понимать принципы работы памяти, когда мы говорим об обучении в различных его проявлениях.

Кто и как изучает память?

Поскольку память включает в себя разнообразные процессы, связанные с тем, как мы воспринимаем, храним и воспроизводим информацию, то и исследуется она в рамках различных дисциплин - от нейронаук до лингвистики. Мы рассмотрим лишь несколько основных дисциплин, изучающих память, а также их роль в исследовании этого процесса. В последующих заметках мы ещё поговорим об этом вопросе подробнее - когда будем обсуждать различные виды памяти.

Нейронауки

Нейронауки изучают, каким образом память и обучение связаны с работой мозга. В этом отношении нейронауки не только описывают взаимосвязь опыта и поведения, но и пытаются описать, каким образом это поддерживается нервной системой. Особую роль в этом играет изучение образования синаптических связей (или связей между нервными клетками, нейронами). Согласно Jerry W. Rudy, нейробиологический подход к изучению памяти и обучения заключается в следующих процессах: 

определение областей мозга, которые образуют систему мозга, поддерживающую память; определение того, как синапсы, являющиеся потенциальными механизмами хранения, меняются ввиду опыта; и измерение молекул в нейронах, которые поддерживают память (Rudy 2014).

Клиническая психиатрия и психология

Нейронаучный подход может считаться базовым для понимания процессов, поддерживающих память и обучение. Однако, существует и множество прикладных подходов. Одним из таких можно назвать подход, использующийся в современной психологии и психиатрии. Несмотря на то, что многие современные исследования в области психологии и психиатрии используют данные нейронаучных экспериментов, основой психологического подхода к памяти и обучению являются прикладные исследования влияния опыта на поведение. Примером таких исследований являются классические опыты немецкого психолога Германа Эббингауза (книга "О памяти", 1885),  который считается основателем науки о памяти и обучении (Rudy 2014). В своих экспериментах он пытался запоминать не связанные и ничего не означающие слоги. Необходимо было определить, какое количество повторений нужно для запоминания определённого ряда слогов. Результатом работы Эббингауза стала знаменитая "кривая забывания".

Кривая забывания наглядно показывает снижение объема забываемого материала с каждым дополнительным повторением. Кончено, ранние психологические исследования были довольно простыми на современный взгляд, однако некоторые из них до сих пор являются основой многих подходов к изучению памяти. Например, кривую забывания психологи используют до сих пор (Васильева и Васильев 2006).

Кибернетика

До относительно недавнего времени память и обучение считались исключительно биологическими способностями. Однако, вероятно, насмотревшись научной фантастики, учёные-кибернетики подумали: а почему бы не позволить компьютеру обучаться? В итоге на сегодняшний день существует целый раздел наук, связанных с развитием искусственного интеллекта, который занимается машинным обучением (англ. machine learning). В рамках таких исследований учёные в области машинного обучения разрабатывают всё более совершенные алгоритмы и компьютерные системы, которые позволяют имитировать процессы обучения и памяти человека. Другими словами, позволяют получать наиболее ожидаемый результат при определенных условиях. Причем, этот процесс может происходить как при помощи человека (англ. supervised learning), который задаёт определённые алгоритмы, так и самостоятельно (англ. unsupervised learning). Одним из самых известных и любопытных видов машинного обучения являются искусственные нейросети (англ. artificial neural networks). По их названию можно понять, что по принципу своей работы они схожи с работой обычной нейронной сети, другими словами, искусственные нейронные сети имитируют работу человеческого мозга в том, что касается процессов памяти и обучения. Они тоже обладают своими нейронами и синапсами, которые позволяют образовывать различные связи. Искусственные нейросети чаще всего используют в системах распознавания речи или в работе социальных сетей.

Педагогика

Педагогика является, пожалуй, одной из основных наук, ради которых проводятся исследования в области обучения и памяти, ведь именно педагогика применяет полученные экспериментальные данные на практике. Основная задача педагогики - синтезирование данных, полученных в ходе исследований человеческой памяти и способности к обучению, а также влияния различных условий на обучение, для создания эффективных методологий обучения человека. Развитие педагогики позволяет нам разрабатывать методику для более эффективного и быстрого обучения, и, конечно, позволяет находить пути и решения тогда, когда процесс обучения затруднен.

Лингвистика и нейролингвистика

На первый взгляд лингвистика, и вообще науки, связанные с изучением языков, не имеют никакого отношения к памяти и обучению. Однако, как мы поняли из этой заметки, процессы обучения и памяти очень разнообразны, и лингвистика имеет к ним прямое отношение. В рамках изучения нашей способности обучаться, лингвистка изучает особенности кодирования и декодирования информации, которая всегда происходит с использованием тех или иных языков, кодов или знаковых систем. Кроме этого, лингвистка и нейролингвистика изучают особенности нашего восприятия информации с помощью различных языков, включая художественные языки (например, музыка или изобразительное искусство).

Многообразие наук, изучающих память и обучение, говорит о необходимости междисциплинарного подхода к исследованию этих процессов. Поэтому, в наших заметках мы будем приводить примеры из разных научных дисциплин. Надеюсь, эта короткая статья помогла вам лучше понять, что такое память, каким образом она связана с обучением, и насколько разнообразен и одновременно сложен этот процесс. 

Ссылки

Rudy, J.W., 2014. The neurobiology of learning and memory, Second edition. ed. Sinauer Associates, Inc. Publishers, Sunderland, Massachusetts.

Sherwood, L., 2015. Human physiology: from cells to systems. Cengage learning.

Zador, A.M. 2019. A critique of pure learning and what artificial neural networks can learn from animal brains. Nat Commun 10, 3770.

Васильева, Е. Е., Васильев, В. Ю. . Суперпамять для всех. 2006. М.: Аст — 71 с.

Выготский, Л., 1934. Мышление и речь: психологические исследования.