На музыке. Наука о человеческой одержимости звуком - Дэниел Левитин

памяти. Искажения и воображаемые события прошлого возникают в памяти тогда, когда в процессе восстановления воспоминаний о событии мы получаем помехи от других отпечатков, борющихся за наше внимание, — отпечатков с немного отличающимися деталями — либо когда некоторые детали из исходного отпечатка стерлись в результате естественных нейробиологических процессов.

Настоящая проверка таких моделей на истинность заключается в том, чтобы понять, могут ли они учитывать и предсказывать данные о прототипах, конструктивной памяти и формировании и сохранении абстрактной информации, например когда мы узнаем знакомую песню в транспозиции. Убедительность этих моделей с точки зрения нейробиологии можно проверить с помощью нейровизуализации. Директор лаборатории мозга Национального института здоровья США Лесли Унгерлейдер и ее коллеги провели исследование на аппарате фМРТ и обнаружили, что представления о категориях расположены в определенных частях мозга. Эксперимент показал, что лица людей, образы животных, транспортных средств, еды и т. д. занимают определенные области коры головного мозга. А при исследовании повреждений мозга мы обнаружили пациентов, которые потеряли способность называть объекты из отдельных категорий, в то время как другие категории остались невредимы. Полученные данные говорят о том, что концептуальная структура и концептуальная память в мозге реальны. Но как согласуется способность хранить подробную информацию с нейрональной системой, которая ведет себя так, будто в ней содержатся лишь абстракции?

При отсутствии нейрофизиологических данных в когнитивной науке для проверки теорий часто используются нейросети. По сути, это модели мозга, созданные на компьютере, в которых есть нейроны, контакты между нейронами и их активация. Они воспроизводят параллельную природу мозга, поэтому их часто называют моделями параллельной распределенной обработки, или моделями PDP[16]. Дэвид Румельхарт из Стэнфорда и Джей Макклелланд из Университета Карнеги — Меллона оказались на передовой такого рода исследований. То, с чем они имеют дело, — не просто компьютерные программы. Модели PDP работают параллельно (как и настоящий мозг), у них есть несколько уровней процессорных блоков (подобных слоям в коре головного мозга), «нейроны» в них могут соединяться мириадами различных способов (как и реальные нейроны), удаляться из сети или добавляться по мере необходимости (так же, как сети нейронов перестраиваются в мозге по мере поступления информации). Если мы дадим модели PDP задачу, которую нужно решить, например классифицировать информацию, сохранить что-то в памяти или извлечь оттуда, мы сможем узнать, убедительна ли наша теория. Если модель поведет себя так же, как человек, мы сочтем это доказательством того, что у людей схожая структура поведения.

Дуглас Хинцман построил наиболее интересную модель PDP, доказывающую убедительность модели множественных отпечатков. Он представил ее в 1986 году и назвал «Минервой» в честь древнеримской богини знаний. В ней хранились единичные примеры стимулов, с которыми она сталкивалась, и ей все равно удалось сгенерировать поведение, которого мы ожидали бы от системы, где хранятся только прототипы и абстрактные обобщения. Во многом она вела себя так, как это описывают Смит и Медин, сравнивая новые образцы стимулов с уже сохраненными. Стивен Голдингер нашел еще одно доказательство того, что модели множественных отпечатков могут создавать абстракции из звуковых стимулов, в частности из слов, произнесенных определенными голосами.

В настоящее время у исследователей памяти складывается общее мнение, что ни теория регистрации, ни конструктивистская теория не верны и что верной будет третья, своего рода гибридная теория на основе этих двух — модель множественных отпечатков. Эксперименты над точностью запоминания музыкальных характеристик согласуются с моделями множественных отпечатков Хинцмана — Голдингера. Она наиболее близка к теории образцов, в отношении которой также складывается консенсус.

Как модель множественных отпечатков объясняет тот факт, что при прослушивании музыки мы извлекаем из нее инвариантные свойства мелодии? Когда мы следим за мелодией, нам приходится выполнять связанные с ней вычисления. Помимо регистрации абсолютных значений, деталей ее образа — высоты звука, ритмов, темпа и тембра, — нам также нужно вычислять мелодические интервалы и ритмическую информацию отдельно от темпа. Нейровизуализационные исследования Роберта Заторре и его коллег из Университета Макгилла показали, что дело здесь в следующем. «Вычислительные центры» мелодий в дорсальных (верхних) височных долях — прямо над ушами — по-видимому, обращают внимание на расстояния по высоте между нотами, когда мы слушаем музыку, и создают некий шаблон мелодии без учета абсолютной высоты звука, который мы как раз и узнаем в транспозиции. Мои собственные нейровизуализационные исследования показали, что знакомая музыка активирует как эти области, так и гиппокамп, расположенный глубоко в мозге и, как известно, играющий решающую роль в кодировании и извлечении памяти. В совокупности эти данные позволяют предположить, что у нас в мозге хранится как абстрактная, так и конкретная информация о мелодиях. Похоже, так работают все виды сенсорных стимулов.

Поскольку модель множественных отпечатков сохраняет контекст, она также может объяснить, как нам иногда удается восстанавливать старые, почти стертые воспоминания. Было ли у вас такое, что вы идете по улице, ощущаете вдруг какой-то аромат, которого уже давно не чувствовали, — и он вызывает воспоминания о чем-то давно минувшем? Или слышите по радио старую песню — и тут же вспоминаете давно забытые детали событий, происходивших в то время, когда эта песня была популярна? Такого рода феномены указывают на самую суть воспоминаний. Большинство из нас воспринимает их как своего рода фотоальбом или альбом для вырезок. Истории, которые мы привыкли рассказывать друзьям и родственникам, а также переживания из прошлого, в которые мы погружаемся в периоды трудностей, грусти, радости или стресса, напоминают нам о том, кто мы такие и что с нами было. Мы можем представить их в виде определенного репертуара воспоминаний, к которому мы привыкли возвращаться, — как музыкант собирает репертуар произведений, которые умеет играть.

Согласно модели множественных отпечатков, каждое переживание потенциально закодировано в памяти. Оно находится не в каком-то определенном месте в мозге, потому что мозг не похож на склад. Воспоминания располагаются в группах нейронов, которые при установке нужных значений и определенной настройке восстановят сохраненную информацию определенным образом и воспроизведут в театре нашего разума. Препятствие на пути к тому, чтобы помнить все, что нам хотелось бы помнить, заключается не в том, что воспоминания «не сохранились» в памяти, а в том, что мы не можем найти нужный ключ для доступа к этим воспоминаниям и правильно настроить сети нейронов. Чем чаще мы обращаемся к памяти, тем более усиленными становятся места контактов между нейронами поиска и извлечения информации и тем легче мы находим нужные ключи для доступа к воспоминаниям. Теоретически если бы мы располагали нужными ключами, то могли бы получить доступ к любому переживанию из прошлого.

Задумайтесь на минутку об учителе, который