ROZDZIAŁ PIERWSZY
Czym jest pamięć?
Co byśmy usłyszeli od stu osób poproszonych o podanie metafory pamięci? Wielu ludzi odwoływałoby się do kamery filmowej: pamięć oddaje nieprzerwany ciąg wydarzeń z życia, zarejestrowany w kolejności chronologicznej. Jeżeli chcemy coś sobie przypomnieć, wystarczy cofnąć nagranie do określonego punktu w przeszłości i oglądać zdarzenia tyle razy, ile zechcemy. Inni mogliby mówić, że pamięć jest jak skrzynia na strychu, do której odkładamy różne rzeczy na wypadek, gdyby się miały jeszcze kiedyś przydać, albo jak dysk komputera z milionami zapisanych plików, do których mamy swobodny dostęp. W każdej z tych metafor przyjmuje się, że poszczególne wspomnienia są jednorodnymi obiektami, które pobieramy w postaci w pełni uformowanej, oraz że będą one przez lata czekały niezmienione aż do chwili, gdy zechcemy po nie sięgnąć.
Jeśli zadamy to samo pytanie badaczom pamięci, również otrzymamy kilka różnych odpowiedzi zależnie od ich specjalizacji. Na przykład psycholog behawioralny mógłby mówić o pamięci w kontekście uczenia się, traktując ją jako "względnie trwałą zmianę zachowania, która zachodzi wskutek doświadczenia". Neuronaukowiec zapewne omawiałby pamięć pod kątem tego, jak jest reprezentowana w mózgu, opisując ją na przykład jako "zmianę siły połączeń synaptycznych". Jest jednak bardzo prawdopodobne, że żadna z tych definicji nie oddaje tego, co twoim zdaniem oznacza słowo "pamiętać".
Metafory umysłu
Przez całe dzieje psychologii badacze i teoretycy, przyglądający się zdobyczom postępu technicznego, formułowali na tej kanwie nowe spostrzeżenia na temat pracy umysłu. W XIX wieku rozwój fizyki i metod inżynieryjnych koncentrował się wokół układów hydraulicznych, takich jak silniki parowe i hydroelektrownie, które zaprzęgały energię pary i wody. Sigmund Freud inspirował się tymi innowacjami, opracowując swoją teorię psychiki. Twierdził, że nasze wewnętrzne popędy, takie jak seks i agresja, generują energię psychiczną, którą można gromadzić lub przesyłać w celu zasilania pracy umysłu. Wychodząc z tych przesłanek, stwierdził, że energia wytwarzana przez pierwotne instynkty musi znajdować jakieś ujście. Jeżeli zostaje nieprawidłowo skanalizowana albo jeżeli duże ciśnienie uwalnia się w niekontrolowany sposób, może to wywołać negatywne skutki w psychice. Ten model umysłu (zwany w nawiązaniu do hydrodynamiki "psychodynamicznym") był niezwykle wpływowy od końca XIX wieku do początku XX i dalej.
W pierwszych dekadach XX wieku dominującym paradygmatem w psychologii stał się behawioryzm, zgodnie z którym badano, jak można uwarunkować określone reakcje na bodźce. Najsłynniejszym przykładem są eksperymenty Iwana Pawłowa, który wywołał efekt ślinienia się psów na dźwięk dzwonka. W tym przypadku szczególnie sugestywną metaforą była centrala telefoniczna. W telefonii z początku XX wieku żądanie połączenia się z jakimś abonentem docierało do fizycznej centrali, gdzie operator przekładał kable między odpowiednimi gniazdami. Behawioryści, tacy jak Edward Thorndike i John B. Watson, w podobny sposób wyobrażali sobie psychikę - mózg miał być stacją rozrządową, w której docierające bodźce zostają połączone ze skojarzonymi reakcjami behawioralnymi.
Do lat sześćdziesiątych XX wieku technika znacznie się rozwinęła i nową metaforę umysłu zaoferowała rodząca się komputeryzacja: mózg jest jak komputer, który otrzymuje na wejściu dane ze zmysłów, wykonuje na nich pewne operacje, po czym przedstawia na wyjściu wynik w postaci zachowania. Metafory te przekształcały się dalej w miarę rozwoju technik informatycznych i dziś wielu kognitywistów traktuje umysł jako oprogramowanie działające na "sprzęcie" mózgowym. Choć metafora ta okazała się pod różnymi względami użyteczna w badaniach i zapewniła ramy koncepcyjne dla całej dziedziny psychologii poznawczej, to na jej gruncie wyrosły też pewne nierealistyczne oczekiwania co do tego, jak może i powinna funkcjonować pamięć. W zgodzie z metaforą komputerową wielu ludzi ma wrażenie, że pamięć jest zasadniczo systemem katalogowym, w którym wspomnienia minionych doświadczeń są przechowywane w nienaruszonym stanie, a jedynym wyzwaniem jest kwestia uzyskania dostępu do poszczególnych "plików". Jak przekonamy się dalej, ten model nie zgadza się z tym, co wiadomo o działaniu pamięci.
Traktowanie przez nas pamięci zmienia się zależnie od kontekstu. Nie całkiem zdając sobie z tego sprawę, nieraz przeskakujemy między uważaniem jej za magazyn i za proces. Często omówimy o pojedynczych wspomnieniach - na przykład można pamiętać określony szczegół, powiedzmy, kolor założonej wczoraj koszulki, albo jakieś ważne zdarzenie, takie jak wesele. Kiedy mówimy o pamięci w tym sensie, zwykle uznajemy wspomnienia za osobne jednostki informacyjne, przechowywane gdzieś w mózgu i gotowe do pobrania, gdy zachodzi taka potrzeba. Kiedy indziej mówimy zaś o pamięci jako całości. Nierzadko słyszy się, jak ktoś chwali się "dobrą pamięcią" albo narzeka, że z wiekiem zaczyna ona szwankować. Te sformułowania odnoszą się raczej do pamięci jako procesu i występujących w nim różnic u poszczególnych osób.
Psychologia wyszczególnia wiele typów magazynowania oraz procesów, które łącznie składają się na nasze doświadczenie pamięci. Poniżej przedstawiamy zwięzły przegląd rozumienia pamięci przez współczesną naukę. Opisujemy jej rodzaje i wyjaśniamy, jak w mózgu formują się wspomnienia. Analizując jednak to, jaka jest pamięć, powinniśmy też brać uwagę, po co w ogóle jest. Jakim funkcjom służą jej systemy? Dlaczego właśnie w tej formie utrzymała się pod naporem presji doboru naturalnego? Pytania te będą nam towarzyszyć w całej książce.
Zwięzła klasyfikacja pamięci
Na ilustracji 4 pokazano podział pamięci na najważniejsze klasy. Najprostsze i chyba najbardziej intuicyjne rozróżnienie dotyczy pamięci krótkotrwałej i długotrwałej. Ta pierwsza zwykle odnosi się do informacji zachowywanych w myśli zaledwie przez kilka sekund. Tak jak gdy na przykład znajdujesz jakiś numer telefonu w wyszukiwarce internetowej, a potem włączasz aplikację telefoniczną i tam go wpisujesz. Jeżeli nie robisz z tą informacją nic więcej, prawdopodobnie w ciągu paru sekund zniknie ona z twojej pamięci ("wyparuje z głowy"). W świetle takiego wyjaśnienia wydaje się, że pamięć krótkotrwała to tylko chwilowa przechowalnia dla informacji, ale rzeczywistość jest bardziej złożona. Naukowcy zidentyfikowali wiele różnych magazynów i procesów pamięci, które uaktywniają się w tym krótkim oknie czasowym.
Ilustracja 4. Magazyny i procesy pamięciowe. W tej książce skupiamy się głównie na pamięci epizodycznej (zaznaczonej powyżej na szaro).
Przede wszystkim mamy bardzo pojemne magazyny zmysłowe, w których można przez niewielki czas przechowywać ogromne porcje informacji pochodzących z każdego zmysłu. Na moment oderwij wzrok od książki i znajdź coś ciekawego, na co możesz popatrzeć - na przykład wyjrzyj przez okno. A teraz zamknij oczy i spróbuj przypomnieć sobie jak najwięcej z tego, co było widać. Zauważysz pewnie, że w pierwszej chwili masz przed oczami wyrazisty mentalny obraz sceny, ale po kilku sekundach szczegóły zaczynają się rozmywać i niknąć. Ile jest słupków w płocie? Jaki dokładnie odcień mają liście drugiego krzaka z lewej? Albo posłuchaj jakiegoś nieznanego sobie utworu muzycznego lub dialogu z filmu. Przez kilka sekund będziesz w stanie przywołać w myślach stosunkowo szczegółowy playback tej ścieżki dźwiękowej, ale potem linia melodyczna czy intonacja głosów zaczną się zacierać.
Oferowana przez nasz mózg pojemność uwagi i percepcji jest ograniczona. Dysponujemy określoną szerokością pasma mentalnego do przetwarzania ogromnych ilości informacji, z którymi stykamy się w świecie. W rezultacie przeważająca część sygnałów, które wchłaniamy ze świata i przetwarzamy w magazynach zmysłowych, szybko się ulatnia. Natomiast te szczegóły, którym na tym etapie poświęcamy uwagę, są przetwarzane w pamięci roboczej1. Stanowi ona bieżący magazyn, w którym można przechowywać przez chwilę kilka obiektów, a co najważniejsze, pozwala ona manipulować tymi obiektami w myślach. Przeczytaj kilka razy następujący ciąg liczb, a potem zakryj go kartką lub dłonią:
1 8 5 2 7 9
Informacje zostają zachowane w pamięci roboczej po to, byśmy mieli do nich dostęp i mogli z nich skorzystać. Aby to zilustrować, powtórz te liczby po kolei. A teraz spróbuj powtórzyć je w odwrotnym porządku bez ponownego zerkania na listę. Potem wykonaj proste obliczenia: czy zdołasz zsumować w pamięci pierwszą, trzecią i piątą liczbę?
Korzystamy z pamięci roboczej, ilekroć musimy zachować coś w myślach na niedługi czas. Niekiedy fakt wykonywania tej czynności jest dla nas oczywisty, na przykład gdy powtarzamy sobie po cichu listę zakupów, by nie zapomnieć o bananach czy rogalach, chodząc po supermarkecie. Ale pamięć robocza umożliwia nam też codzienne działanie w świecie, łączenie jednej chwili z następną oraz korzystanie z informacji, których nie mamy wprost przed oczami. Używasz jej w tej sekundzie, zachowując obraz poszczególnych czytanych słów, by zrozumieć całe zdanie. Bez pamięci roboczej nasze powszednie życie nie byłoby możliwe. Nie bylibyśmy w stanie śledzić toku rozmowy, czytać książki czy pamiętać, po co przyszliśmy do jakiegoś pokoju*.
Informacja przetworzona w pamięci roboczej zostaje niekiedy przesłana do pamięci długotrwałej. Z reguły kiedy potocznie mówimy o pamięci, większość z nas ma na myśli jakiś aspekt właśnie tego magazynu, a nie efemery pamięci zmysłowej czy roboczej. Samą pamięć długotrwałą dzieli się dalej na wiele kategorii. Pierwsze rozróżnienie dotyczy pamięci deklaratywnej i proceduralnej. Można to traktować jako różnicę między wiedzą dotyczącą tego jak a tą dotyczącą czego.
Pamięć proceduralna (wiedza, jak coś się robi) to pojęcie stosowane do opisu umiejętności, których opanowanie kosztowało nas kiedyś dużo pracy i ćwiczeń, ale które teraz się zautomatyzowały. Można się tu powołać na przykład na umiejętność chodzenia na dwóch nogach, jazdę na rowerze czy wiązanie butów. Treści pamięciowe z tego zakresu często nie są łatwo dostępne dla umysłu świadomego i może być nam trudno zwerbalizować te informacje. Spójrz na schemat klawiatury z niepodpisanymi klawiszami na ilustracji 5.
Ilustracja 5. Klawiatura z niepodpisanymi klawiszami. Spróbuj przypomnieć sobie, jakie litery znajdują się w dwóch zaznaczonych miejscach**. Adaptacja z Deadcode (licencja Wikimedia Commons GNU).
Jakie litery są w miejscach zaznaczonych prążkami? Gdzie znajdują się klawisze "U" i "B"? Pytania te mogą się dla ciebie okazać zaskakująco trudne. A teraz zamknij oczy i napisz swoje imię na wyobrażonej klawiaturze w powietrzu czy na blacie stołu. Może ci się wydać, jakby palce miały własny rozum - świetnie wiedzą, gdzie powinny się skierować, by znaleźć poprawne klawisze we właściwym porządku, nawet jeżeli masz trudności ze świadomym wskazaniem, gdzie te klawisze są zlokalizowane. Oczywiście będzie tak tylko pod warunkiem, że masz stosunkowo spore doświadczenie w pisaniu na komputerze, ale tę zasadę można przetestować z dowolną umiejętnością, w której osiągnęliśmy biegłość.
Pamięć proceduralna jest niejawna - to głęboko osadzona forma nabytej wiedzy, która okazuje się trudna do wyartykułowania. Zresztą świadome myślenie o czynności, która zwykle jest dla nas łatwa i prosta jak bułka z masłem, może wręcz pogorszyć sprawność wykonywania jej. Na przykład jeżeli nauczyliśmy się prowadzić samochód we wczesnej młodości, niewykluczone, że potrafimy teraz dojechać z domu do pracy, ani razu nie zastanawiając się nad mechaniką kierowania autem. Gdybyśmy mieli się skupiać na poszczególnych czynnościach - jak mocno wcisnąć pedał gazu, jak zsynchronizować obrót kierownicy, by łagodnie wziąć zakręt, i tak dalej - zapewne popełnialibyśmy błędy, które normalnie się nie pojawiają.
W odróżnieniu od tego pamięć deklaratywna (wiedza o tym, co) jest formą pamięci jawnej, obejmującej wszystkie informacje, które kiedyś sobie przyswoiliśmy i potrafimy zwerbalizować - od wspomnień z dzieciństwa do tego, że psy mają cztery łapy. Łatwo zapamiętać tę nazwę, kojarząc, że pamięć deklaratywna dotyczy tych spraw, które umiemy "zadeklarować", czyli wypowiedzieć na głos.
W ramach pamięci deklaratywnej można dokonać dalszego ważnego rozróżnienia. Wspomnienia informacji oderwanych od ich kontekstu nazywamy pamięcią semantyczną. Jeżeli na przykład masz powiedzieć, ile to jest dwa dodać dwa, nie musisz przypominać sobie szczegółów wystroju klasy w szkole podstawowej i przebiegu lekcji, na której uczono podstaw arytmetyki. Po prostu wiesz, że dwa plus dwa równa się cztery. Podobnie wiesz zapewne, że stolicą Francji jest Paryż, symbolem chemicznym wody jest pO, a przedmiot, którym bierze się zupę do ust, nazywamy łyżką. Natomiast zdolność pamiętania, co było wczoraj na obiad, jak ubrała się twoja koleżanka na zabawę halloweenową w 2012 roku albo jak toczyła się fabuła serialu telewizyjnego, stanowią przykłady pamięci epizodycznej, czyli wspomnień zdarzeń ("epizodów"), zwykle z naszego własnego życia. Najważniejszą cechą wspomnienia epizodycznego jest to, iż dana informacja zostaje przywoływana wraz z jej kontekstem. Gdyby ktoś zapytał cię, co było wczoraj na obiad, prawdopodobnie przypomnisz sobie nie tylko suchą informację (powiedzmy, spaghetti bolognese), lecz także najróżniejsze towarzyszące temu szczegóły: gdzie się to działo, kto siedział z tobą przy stole, czy danie było gotowane w domu, wzięte na wynos albo spożywane w restauracji, jak smakowało, czy byliście głodni i tak dalej. Te wszystkie elementy wydarzenia są powiązane w jedno wspomnienie epizodyczne. I właśnie na tym rodzaju pamięci będziemy się koncentrować w dalszej części książki.
Neuronowe podstawy pamięci
Wcześniej w tym rozdziale zauważyłyśmy, że neurobiolog mógłby opisywać pamięć w kategoriach zmian siły połączeń synaptycznych. Może to wyglądać na podejście redukcjonistyczne, nie zmienia to jednak faktu, że na tym elementarnym fundamencie opiera się wszystko, co wiemy o sobie i świecie - łącznie z umiejętnością zawiązywania butów i rozpoznawania przyjaciół oraz wiedzą, że niebo jest (czasem) niebieskie. Dlatego warto przez chwilę zastanowić się nad tym, co dzieje się w mózgu, gdy przyswajamy sobie jakąś nową wiadomość.
Podstawową strukturalną cegiełką mózgu jest neuron. Na pewno wiesz, że całe ciało jest zbudowane z komórek, a neurony to szczególny ich rodzaj, który występuje w mózgu i całym układzie nerwowym. Każdy neuron mózgowy łączy się średnio z dziesięcioma tysiącami innych, a one z tysiącami dalszych w rozległej sieci asocjacyjnej. Neurony nie stykają się jednak z sobą, tylko porozumiewają się przez malutkie przestrzenie zwane synapsami. Ponieważ neurony w sieci są misternie powiązane, aktywowanie jednego z nich uruchamia reakcję w innych skomunikowanych z nim komórkach, tak że każda zwiększa lub zmniejsza aktywność. W ten sposób aktywacja pojedynczej komórki rozchodzi się w gałęziach sieci, wywołując wielokierunkowy efekt domina. Z czasem neurony w sieci mogą się wzajemnie uwrażliwić na siebie, a wtedy aktywność neuronu A z jeszcze większą pewnością pobudza do aktywności neuron B. Właśnie ten proces kojarzenia stanowi kamień węgielny wszelkich wspomnień. Kiedy dostajemy nową informację, zostaje ona zakodowana w postaci połączeń synaptycznych w hipokampie (strukturze zlokalizowanej głęboko wewnątrz mózgu). Aktywujące się wzajemnie powiązane neurony hipokampu wytwarzają doświadczenia psychiczne - emocje, wrażenia wzrokowe, reprezentacje dźwięku i dotyku - co w psychologii nazywamy fenomenologią pamięci.
Powiedzmy, że ktoś próbuje całkowicie nieznanej sobie potrawy, z którą nigdy wcześniej się nie zetknął. Wącha ją, wkłada kęs do ust i formuje wstępne wrażenie na jej temat (dobre!). W tym momencie tworzy się pierwszy, wątły związek między trzema informacjami: smakiem, zapachem i oceną dania. Gdy z czasem człowiek więcej razy zjada tę potrawę, skojarzenia między tymi trzema elementami się wzmacniają. W miarę jak neurony zaangażowane w reprezentowanie tych doznań wzajemnie uwrażliwiają się na siebie, zetknięcie się z jednym z nich (powiedzmy, zapachem) łatwo uruchamia w sieci asocjacyjnej pozostałe. Kiedy teraz człowiek ten wchodzi do restauracji i czuje dobiegającą z kuchni woń, wie, jaka to potrawa (grillowany ser halloumi!), jak ona smakuje (słona!) i jaki on sam ma do niej stosunek (pycha!). Zapach może też uruchomić wiele innych wspomnień związanych z tym doświadczeniem zmysłowym. Na przykład przychodzi nam na myśl zeszły raz, gdy jedliśmy coś takiego, albo wspominamy kolegę, który szczególnie lubi to danie, lub przypomina się nam inna potrawa, która wzbudza w nas podobne odczucia.
Połączenia synaptyczne w mózgu nieustannie przeobrażają się i zmieniają, tak byśmy mogli kodować napływające informacje, a także na nowo klasyfikować lub organizować te stare. Tę zmienność nazywa się plastycznością synaptyczną - słowo "plastyczny" pochodzi od łacińskiego plasticus, określającego rzecz, którą można formować. Plastyczność synaptyczna zmienia się z wiekiem, na przykład sieci neuronowe leżące u podłoża rozwoju zdolności językowej są bardzo plastyczne we wczesnym dzieciństwie, później zaś się usztywniają. Dlatego dzieci bardzo łatwo przyswajają sobie języki, a sztuka ta jest trudniejsza dla dorosłych. Jednak plastyczność synaptyczna nigdy w pełni nas nie opuszcza - dorośli też mogą się uczyć nowych języków i poznawać nowe słownictwo, ale zwykle przychodzi to im z większym wysiłkiem i zabiera więcej czasu niż dzieciom. W konsekwencji, gdy mowa o uczeniu się, warto unikać sformułowania, że coś zostaje "wbudowane w mózgu na twardo" (ang. hardwired), gdyż zbytnio upraszcza ono rzeczywistość i pomija fakt, że mózg bez przerwy się zmienia.
Nie tylko możemy przyswajać sobie nowe informacje, lecz także modyfikować i stosownie do zmieniających się okoliczności aktualizować swoje reakcje na posiadane już informacje. Wyobraźmy sobie, że ktoś zawsze uwielbiał koktajle bananowe, ale ostatnio wypił koktajl przygotowany z zepsutego mleka i ciężko to odchorował. Zapach bananów, który dawniej uruchamiał jedną reakcję (pycha!), teraz uruchamia wspomnienia mdłości i absolutną awersję do wszystkiego o smaku bananowym (ohyda!). To przejście od pychy do ohydy może się zdawać sprawą banalną, ale zdolność formowania nowych wspomnień i aktualizowania starych ma krytyczne znaczenie dla codziennego życia. Jej utrata miewa katastrofalne skutki dla interakcji ze światem. W celu zilustrowania tego przyjrzymy się opisowi jednego z najważniejszych przypadków w dziejach badań nad pamięcią.
H.M. i hipokamp
Zasadniczy proces kodowania nowych informacji w mózgu i aktualizowania starych zachodzi w hipokampie, który jest umiejscowiony w przyśrodkowej części płata skroniowego. Mimo wielkiego znaczenia hipokampu dla pamięci zrozumiano je dopiero w latach pięćdziesiątych XX wieku na przykładzie słynnego przypadku Henry'ego Molaisona, lepiej znanego w literaturze medycznej pod inicjałami H.M.
W dzieciństwie rozwinęła się u tego pacjenta padaczka skroniowa, choroba, w której gwałtownie i chaotycznie uruchamiają się neurony płata skroniowego, co często prowadzi do napadowych drgawek. W wieku ośmiu lat H.M. przewrócił się na rowerze i doznał ciężkiego urazu głowy - lekarze przypuszczali, że być może to stało się powodem padaczki, ale nie ma pewności. W miarę upływu lat napady pogłębiały się i w końcu stały się tak częste, że mężczyzna nie był w stanie pracować ani prowadzić normalnego życia. W końcu w 1953 roku, gdy H.M. miał dwadzieścia siedem lat, neurochirurg William Scoville zaproponował przeprowadzenie u niego eksperymentalnej operacji, dającej pewną nadzieję na polepszenie stanu. Pacjent, który w tym okresie doznawał licznych napadów każdego dnia, zgodził się na rozwiązanie, które polegało na usunięciu znacznego fragmentu przyśrodkowej części płata skroniowego po obu stronach mózgu (zob. ilustracja 6). Właśnie z tego obszaru rozchodziła się aktywność mózgowa powodująca napady, niemniej znajduje się tam wiele ważnych struktur, w tym hipokamp.
Ilustracja 6. Schemat prawidłowego mózgu i mózgu H.M. po operacji. U pacjenta usunięto znaczny fragment płata skroniowego przyśrodkowego, w tym mniej więcej dwie trzecie hipokampu w obu półkulach. Ilustracja adaptowana z The Incredible Story of H.M. Rochelle Schwartz-Bloom, Duke University, Alcohol Pharmacology Education Partnership.
Operacja zakończyła się sukcesem w tym sensie, że padaczka została opanowana. Pacjent przestał doznawać obezwładniających napadów. Pojawił się jednak niespodziewany skutek uboczny: H.M. utracił zdolność formowania nowych wspomnień. Jego wspomnienia obejmujące okres aż do dnia operacji pozostały zasadniczo nienaruszone, co najwyżej nieco zatarte były te z ostatnich lat przed zabiegiem. Natomiast wszystko, co wydarzyło się po operacji, było dla H.M. białą plamą. Nie pamiętał lekarzy, z którymi regularnie się widywał, nie potrafił przypomnieć sobie, co jadł przed kwadransem na obiad. Przez całe lata, od kiedy zmienił z rodziną miejsce zamieszkania, nie umiał zapamiętać nowego adresu i gubił się w drodze do domu. Opisując swój stan, powiedział, że to jest jak "budzenie się ze snu (...) każdy dzień jest tylko sam w sobie". Mężczyzna, który zmarł w 2008 roku w wieku osiemdziesięciu dwóch lat, przez całe życie nie odzyskał zdolności formowania wspomnień. Przez ten czas pracował z licznymi psychologami, w szczególności z Brendą Milner i Suzanne Corkin, które dokonały na podstawie jego przypadku ważnych odkryć dotyczących pamięci2.
Znaczenie naukowych spostrzeżeń powstałych dzięki przypadkowi H.M. wynika nie tylko z tego, co pacjent utracił, ale też co zachował. Wcześniej w tym rozdziale dokonałyśmy rozróżnienia między pamięcią deklaratywną a proceduralną. Ich odrębność została dodatkowo potwierdzona, gdy Milner zaobserwowała, że choć pamięć deklaratywna H.M. była ciężko uszkodzona, to jego pamięć proceduralna pozostała bez zmian. U mężczyzny nie tworzyły się nowe wspomnienia epizodyczne (na przykład nie był w stanie sobie przypomnieć, co robił poprzedniego wieczora) i miał bardzo ograniczoną zdolność przyswajania nowych informacji semantycznych (powiedzmy, kto jest aktualnie prezydentem), ale potrafił wykonywać wszystkie czynności motoryczne, które opanował przed operacją, takie jak mówienie, pisanie czy jazda na rowerze. Ponadto był w stanie opanowywać nowe umiejętności proceduralne, choć zabierało mu to więcej czasu niż normalnie innym; poza tym następnego dnia nie pamiętał, czego ma się dalej uczyć, ani nie uświadamiał sobie dokonanego postępu w nauce.
Zastanówmy się nad tym przez moment. Powiedzmy, że uczymy się jakieś nowej umiejętności, czegoś skomplikowanego, takiego jak żonglowanie piłeczkami czy układanie kostki Rubika. Z czasem wykształcamy w sobie "pamięć mięśniową" (która jest przechowywana w mózgu, nie mięśniach!) i wykonywanie tej czynności przychodzi nam coraz łatwiej oraz mamy wrażenie, że przebiega ona bardziej automatycznie. Wyobraź sobie teraz, o ile trudniejsze by to było, gdyśmy musieli zaczynać każdego dnia od zera, bez pamięci o próbach wykonanych wczoraj i tego, jak daleko nas zaprowadziły. Pęknięcia w pamięci H.M. dostarczyły dowodu, że wyróżnianie klas pamięci nie jest zabiegiem czysto teoretycznym, lecz ma odzwierciedlenie w świecie rzeczywistym.
Drugie ogromnie istotne spostrzeżenie, które wyniknęło z przypadku H.M., dotyczy specyficznej roli hipokampu. To, że pacjent utracił zdolność formowania nowych wspomnień, ale nie przepadły jego wspomnienia zdarzeń z dawniejszego życia, pokazuje, że choć wspomnienia są tworzone w hipokampie, to nie są tam przechowywane. W przeciwnym razie nie przetrwałyby wykonanej operacji. Oznacza to, że na pewnym etapie wspomnienia muszą być przenoszone z hipokampu gdzieś indziej.
Gdzie są magazynowane wspomnienia?
Skoro wiemy już co nieco o tym, jak powstają wspomnienia, możemy przejść do jednego z kluczowych problemów, z którymi od lat zmagają się neuronaukowcy: aby posiadana przez nas wiedza była spójnie zachowywana z dnia na dzień, wspomnienia muszą być stabilne, lecz jednocześnie powinny być elastyczne, byśmy mogli uczyć się nowych rzeczy oraz aktualizować reprezentację mózgową świata i siebie samych. W rozdziale tym wielokrotnie pisałyśmy o "magazynach" i "magazynowaniu", hasłowo odnosząc się do tego, jak wspomnienia są przechowywane i pobierane, ale może to niechcący przywoływać obraz wspomnień jako czegoś zamkniętego w sejfie i trzymanego tam w stanie oryginalnym. Niekiedy właśnie tego chcemy: jeżeli masz dziś dostęp do pewnych elementarnych informacji, takich jak twoje nazwisko czy to, że dwa plus dwa równa się cztery, musisz mieć dostęp do tych informacji także jutro - dwa plus dwa nie może się nagle równać pięć. Kiedy jednak mamy jakieś nowe doświadczenie, powinniśmy być w stanie je zintegrować bez nadpisywania go na wcześniejszych powiązanych wspomnieniach.
Weźmy wspomniany przykład koktajlu zrobionego na zepsutym mleku. Kiedy aktualizujemy swoje skojarzenie z bananami z "pycha!" na "ohyda!", nie zapominamy, że kiedyś koktajle bananowe nam smakowały, tylko uzupełniamy wspomnienie, tak że teraz pamiętamy coś w rodzaju: "dawniej mnie one zachwycały, a teraz na ich widok robi mi się niedobrze". Powstaje więc pytanie, w jaki sposób nowe wspomnienia, i to niekiedy sprzeczne ze starymi, mogą być przechowywane bez kasowania tych drugich. Odpowiedź tkwi w procesie konsolidacji (utrwalania), w którym wspomnienia niejako "tężeją" i zostają przesłane z magazynów pamięci krótkotrwałej do długotrwałej.
Konsolidacja przebiega w dwóch etapach. Pierwszy, konsolidacja synaptyczna, zachodzi w ciągu kilku godzin po nauce i polega na wzmocnieniu połączeń synaptycznych, które niedawno utworzyły się w hipokampie. Drugi etap, konsolidacja systemów, wymaga znacznie więcej czasu - przebiega w perspektywie dni, tygodni lub lat. W tej fazie powstają połączenia między neuronami hipokampu a neuronami w innych częściach mózgu. Z czasem neurony hipokampowe stają się coraz mniej istotne w tych nowych sieciach asocjacyjnych, aż w końcu wspomnienie - rozdystrybuowane w całej korze nowej (czyli zewnętrznej warstwie "istoty szarej", składającej się na zasadniczą materię mózgu) - całkowicie uniezależnia się od hipokampu. Wyjaśnia to samo sedno zagadkowego przypadku pacjenta H.M. Stare wspomnienia, które uległy konsolidacji poza obrębem hipokampu, zachowały się po operacji. Mężczyzna utracił część świeższych wspomnień, które w chwili operacji były najwidoczniej wciąż zależne od hipokampu, oraz stracił zdolność tworzenia i przechowywania nowych. Po skonsolidowaniu wspomnienie jest niejako skute łańcuchami, reprezentowane przez określony wzorzec połączeń neuronowych. Za każdym zaś razem, gdy je pobieramy, musimy reaktywować te skonsolidowane sieci, co je uwalnia i czyni podatnymi na modyfikacje.
Rekonstrukcja. Wieża z klocków
Na początku rozdziału wymieniłyśmy kilka powszechnie spotykanych metafor pamięci: skrzynia na strychu, dysk komputerowy, kamera filmowa. My wolimy jednak myśleć o pamięci jak o wieży z klocków. Kiedy pierwotnie tworzy się wspomnienie, wieża składa się z mnóstwa cegiełek połączonych w określony sposób. Następnie wieża ta zostaje rozmontowana i elementy są zachowane w różnych częściach całego mózgu, gdy zaś chcemy odświeżyć sobie to wspomnienie, ponownie je składamy. W związku z tym ilekroć coś sobie przypominamy, nie wyjmujemy gotowego wspomnienia z magazynu, tylko je rekonstruujemy. W konsekwencji wspomnienie (wieża) może wyglądać odrobinę inaczej za każdym razem, kiedy po nie sięgamy. Zapewne z każdym kolejnym przywołaniem konstrukcja będzie nieco prostsza, coraz bliższa naszego fundamentalnego przekonania o tym, jak powinna wyglądać wieża z klocków. Część bardziej nietypowych czy niekoniecznych elementów prawdopodobnie zniknie, a pewne inne zostaną dodane. Co ważne, ten proces rekonstrukcji zachodzi zwykle bez naszego świadomego udziału, więc z reguły w ogóle nie zdajemy sobie sprawy, że wspomnienie się zmieniło (zob. ilustracja 7).
Ilustracja 7. Zobrazowanie wspomnienia jako wieży z klocków. Z czasem wspomnienie traci część swoich jednostkowych cech, a pewne detale mogą zostać zastąpione innymi.
Weźmy jakieś konkretne zdarzenie ze swojego życia, powiedzmy, rodzinne spotkanie przy grillu. Wyobraź sobie tę scenę: słonko grzeje, a ty stoisz z lampką białego wina w ogrodzie za domem. Wino jest schłodzone i szkło się poci - po ściance spływa kropelka rosy. Wkoło biegają dzieci, śmiejąc się na głos, a ty wyczuwasz zapach dymu z grilla. Ktoś podaje ci talerz z karkówką i kieruje cię w stronę stołu z sałatkami i dodatkami. Niechcący wyciskasz zbyt dużo keczupu i trochę sosu ląduje ci na palcach. Podchodzisz do grupki rozmawiających w pobliżu członków rodziny - ktoś opowiada może o przeprowadzonym ostatnio remoncie kuchni albo rozprawia o perypetiach w życiu uczuciowym znajomego.
Każdy element tego wspomnienia jest jednym klockiem w wieży. Gdy ponownie sięgasz do tego wspomnienia, odbudowujesz wieżę element po elemencie. Zwykle proces ten przebiega zadowalająco: odbudowana wieża wygląda całkiem tak wtedy, gdy powstała po raz pierwszy. Niekiedy jednak brakuje w niej pewnych klocków albo dodajesz elementy, których nie było pierwotnie. Na przykład możesz zapomnieć o incydencie z keczupem albo przypominać sobie, że talerz wręczył ci wuj John, choć w rzeczywistości była to ciocia Sarah. Za każdym razem gdy reaktywujemy wspomnienie, leżące u jego podłoża sieci neuronowe ponownie stają się plastyczne. Oznacza to, że powiązania między neuronami w sieci stają się podatne na zmiany - ich siła czy wzorzec mogą zostać zmodyfikowane przed kolejną konsolidacją i odłożeniem do magazynu.
Choć wolimy traktować swoje wspomnienia jako zamrożone kapsuły czasu, to mogą się one zmieniać wskutek odtwarzania i ponownej konsolidacji. Przywołując z pamięci scenkę rodzinnego grilla i (błędnie) przypominając sobie, że to John podał ci talerz, a nie Sarah, tworzysz połączenie synaptyczne między Johnem i talerzem. Z każdym kolejnym odtworzeniem tego wspomnienia połączenie John + talerz może się odrobinę wzmacniać, a Sarah + talerz osłabiać. Wracając do naszej metafory wieży, wstawiasz klocek "John" w miejsce klocka "Sarah". Gdy następnym razem zdarzy ci się pomyśleć o tym grillu - za tydzień, za miesiąc, za rok - prawdopodobnie nie będziesz już pamiętać sytuacji, w której poprzednio przyszło ci na myśl to zdarzenie. Ale na poziomie neuronowym szlaki między interesującymi nas pojęciami zostały zmienione i będziesz sobie teraz przypominać raczej wuja Johna niż ciocię Sarę jako osobę podającą ci talerz, ponieważ właśnie to powiązanie bardziej się zakorzeniło i przeważyło nad pierwotnym wspomnieniem.
Jak omawiamy to w dalszych rozdziałach, proces taki zachodzi nieraz naturalnie, zwłaszcza kiedy mylą się nam podobne wspomnienia, ale błędy mogą się też zakradać z zewnętrz, na przykład za sprawą sugestii pochodzącej z innego źródła. Możemy to zobrazować tak, że ktoś podaje ci klocek "John" i pokazuje, gdzie pasowałby do wieży. Pod wpływem takich procesów wspomnienia ulegają zniekształceniom i ostatecznie mogą wyglądać zupełnie inaczej niż oryginalne zdarzenia.
Zgodnie z tą metaforą wspominanie faktów ze swojego życia jest podobne do spacerowania w Mieście Pamięci, w którym każdy budynek jest wieżą z klocków. Wiele tych budynków może już od dawna stać opustoszałych i prowadzi do nich tylko kręta, rzadko uczęszczana ścieżka. W innych nieustannie toczą się prace budowlane i nowe cegiełki są do nich dokładane, ilekroć tamtędy przechodzisz.
Budowanie wieży z klocków - rola schematów poznawczych
W odniesieniu do wielu zdarzeń prawdopodobnie masz w głowie pewien wzorzec wspomnienia (wieży z klocków), ogólne poczucie, jak tego typu zdarzenia zwykle wyglądają: grille z reguły urządza się latem, ktoś będzie się zajmował ogniem, zgromadzi się określone grono gości. Wzorzec taki nazywamy schematem poznawczym i jest to bardzo ważny czynnik w konstruowaniu i rekonstruowaniu wspomnień. Schematy poznawcze to coś w rodzaju ram koncepcyjnych, zapewniających wydajny sposób przechowywania i porządkowania informacji. Odgrywają istotną rolę w tym, jak pierwotnie kodujemy wspomnienie oraz jak potem je sobie przypominamy. W hipokampie schemat poznawczy jest siecią neuronów, które wielokrotnie ulegają jednoczesnej aktywacji, a w rezultacie zostają ściśle wzajemnie powiązane3.
Tworzenie nowego schematu poznawczego od zera wymaga dużo czasu (podobnie jak projektowanie całkiem nowego budynku). Schematy takie zwykle rozwijają się w ciągu wielu lat, w miarę jak nabieramy doświadczenia i uczymy się, jakie elementy często współwystępują (na przykład grill + słońce + karkówka + wuj John). Kiedy schemat poznawczy zostaje dopracowany, możemy opierać na nim strukturę rozumienia nowych zdarzeń, tak jak architekt może skorzystać z istniejącego już planu do stworzenia nowego budynku, który będzie wyglądał tak jak pierwotny. Dzięki temu, gdy stykamy się z nową informacją albo mamy nowe doświadczenie, nie musimy wynajdować koła (projektować zupełnie nowej wieży), tworząc sieć asocjacyjną od zera. Zamiast tego nowe informacje możemy wprowadzić do istniejącego schematu poznawczego, co jest procesem znacznie mniej obciążającym. Jedną z konsekwencji jest zaś fakt, że schematy poznawcze wpływają na to, jak traktujemy napływające informacje oraz jak interpretujemy i przechowujemy ich różne elementy.
Przyjrzyjmy się temu na przykładzie. Najpierw przeczytaj poniższy tekst:
Tak naprawdę procedura jest bardzo prosta. Po pierwsze, posortuj rzeczy. Oczywiście może wystarczyć jeden stos, zależnie od tego, ile masz do zrobienia. Jeżeli musisz wybrać się w stosowne miejsce z powodu braku odpowiedniego sprzętu, stanowi to drugi krok. W innym przypadku wszystko jest już w zasadzie gotowe. Ważne, by nie przesadzić. To znaczy lepiej włożyć za mało niż za dużo.
Teraz zakryj ten tekst i postaraj się jak najbardziej szczegółowo go sobie przypomnieć.
Cytowany akapit zapewne wydaje ci się mało zrozumiały i w rezultacie mogło ci być trudno zapamiętać wszystkie szczegóły. Ale wyobraź sobie teraz, że ten tekst był zatytułowany Pranie odzieży, i przeczytaj go ponownie. Nagle akapit nabiera sensu! Nawiązania do "stosu" i "sprzętu" są w kontekście prania zupełnie jasne. Przykład ten był po raz pierwszy wykorzystany w 1972 roku przez Johna D. Bransforda i Marcię K. Johnson, którzy odkryli, że ludzie byli w stanie zapamiętywać dwa razy więcej szczegółów, gdy czytali wersję tekstu zaczynającą się od tytułu Pranie ubrań4. Co równie istotne, badacze ci stwierdzili, że nie pomagało zobaczenie tytułu po fakcie - osoby, które najpierw przeczytały tekst, a dopiero potem poznały jego tytuł, nie radziły sobie lepiej z odtwarzaniem jego szczegółów niż te, które w ogóle nie poznały tytułu. Dowiodło to, że na pierwotny sposób gromadzenia informacji z tekstu wpływała wiedza uczestników na temat procesu prania - ich schemat poznawczy. Niektórzy uczestnicy eksperymentu mogli odczytać tekst przez pryzmat "prania odzieży" i zrozumieć to, co czytają, a tym samym sformować szczegółowe wspomnienia mające sensowną treść, takie jak "posortuj ubrania na osobne stosy" czy "nie przeładuj bębna pralki". Te zaś osoby, które poznały tytuł dopiero później, nie były już w stanie retrospektywnie zastosować do tekstu swojej wiedzy o praniu, ponieważ nie zgromadziły czytanych informacji w taki sposób.
Schematy poznawcze mają też znaczenie dla przywoływania i rekonstruowania wspomnień. Ogólnie mówiąc, mamy dużo większą szansę pamiętać szczegóły i fakty, które zgadzają się z naszymi schematami poznawczymi, i niekiedy przeinaczamy wspomnienia, by do nich pasowały. By raz jeszcze skorzystać z metafory wieży z klocków, możemy skonstruować wspomnienie, które jest zgodne z ogólnym planem i ma taki wygląd, jakiego oczekujemy od wieży, ale pojedyncze detale mogą z niego z czasem zniknąć. I tak, można nie mieć trudności z przypomnieniem sobie zasadniczych elementów rodzinnego spotkania przy grillu, ale szczegóły nienależące do schematu (rozpryskanie keczupu) się zacierają, podczas gdy inne, które z zasady należą do schematu, zostają wprowadzone w ich miejsce (zawsze wuj John dogląda mięs na grillu, więc bezdyskusyjnie właśnie on powinien ci podać twoją porcję). W dalszej części książki omówimy różne sposoby, w jakie schematy poznawcze mogą oddziaływać na wspomnienia.
Pamięć jest złożonym zjawiskiem, które obejmuje wiele procesów wchodzących z sobą w skomplikowane interakcje. Na początku rozdziału przedstawiłyśmy różne klasy pamięci oraz zadania, które możemy dzięki nim wykonywać. Dalej w książce skupiamy się głównie na pamięci epizodycznej, a ściślej mówiąc, autobiograficznej - opowieści, jaką mówimy sobie samym o zdarzeniach z własnego życia. Mamy nadzieję przekonać cię, że chociaż ta opowieść może nie stanowić wiernej dokumentacji faktów, to nasza wadliwa pamięć ma fundamentalne znaczenie dla zachowywania przez nas tożsamości oraz prowadzenia nas przez meandry życia.
* Właśnie m.in. z tymi problemami mierzą się osoby z ADHD, które mają słabszą pamięć roboczą (przyp. red.). ** Odpowiedź: V i 7, choć może się to różnić na innych typach klawiatury.
