Как кодируется информация

И все-таки нам крайне важно выяснить — каким обра­зом нейронам удается сохранять активность на стадии запоминания без внешних стимулов? Возможно, этот ме­ханизм запускают внутренние связи между нейронами.

Другой важный вопрос — какого типа информация кодируется в процессе непрерывной активности? Ка­кая роль отведена этому процессу?

Подобные вопросы возникали и раньше, когда про­водились исследования по изучению долговремен­ной памяти. Согласно одной из теорий, определенные нейроны отвечают за специфическую память. Речь идет о так называемой «теории бабушкиных клеток». По этой теории, у нас есть специфическая клетка, ко­торая активируется каждый раз, когда мы видим свою бабушку.

Что касается рабочей памяти, то на этот счет сущест­вует теория сенсорной информации, которая передается от тыльных областей мозга к специализированным ней­ронам лобной доли, и эта теория в чем-то сходна с «тео­рией бабушкиных клеток». Непрерывная активность специфических нейронов лобной доли, таким образом, позволяет обезьяне запомнить, что она видела точку, рас­положенную на 90 градусов справа. Активизируясь, близ­лежащая клетка передает память о точке на 120 градусов справа и так далее. Согласно другой теории, информация о разных стимулах может кодироваться на той же часто­те, на которой активизируются нейроны.

Но есть и другие теории, согласно которым информа­ция не всегда считывается благодаря активности ней­ронов в лобной доле. Определенные нейроны демонст­рируют активность рабочей памяти независимо от того, какие стимулы запоминаются. Поскольку они кодиру­ют разные модели чувств, такие как звуковая и визу­альная информация, их можно назвать мультимодаль­ными — это своего рода универсальные нейроны⁴⁵.

Все эти вопросы могли бы показаться чрезмерно педантичными и академическими, и, возможно, даже не имеющими отношения к теме, если бы не исключи­тельная заинтересованность (в том числе и моя лич­ная) в классификации различных видов нейронов в лобных долях.

Но способ кодирования информации, бесспорно, влияет и на способ организации информационных по­токов в мозге. Если разные клетки в лобной доле коди­руют разные стимулы, то это свидетельствует о парал­лельной организации информационного потока.

Патриция Голдман-Ракич, которая отстаивала эту мо­дель, утверждала, что рабочая память опирается на па­раллельные системы, каждая из которых обрабатывает свой тип информации. С другой стороны, если сущест-

Схема параллельного и конвергированного потоков инфор­мации при активации рабочей памяти

вуют мультимодальные клетки, вовлеченные в рабочую память, то они должны получать информацию от раз­ных сенсорных нейронов в тыловой части мозга, и это уже конвергированный поток информации⁴⁶.

Некоторые исследования рабочей памяти все же дают повод для дискуссий о том, как кодируется ин­формация. В одном из экспериментов измерялся уровень мозговой активности, например в процес­се запоминания тонов и уровня света — испытуемым предлагалось запомнить и сравнить, насколько ярок свет от лампы сейчас и потом, спустя несколько секунд. Некоторые области мозга активизировались незави­симо от того, какой тип информации человек запоми­нал, иными словами, выполняли роль мультимодаль­ных областей рабочей памяти. А это обстоятельство уже противоречит теории Патриции Голдман-Ракич о параллельных системах восприятия разного типа ин­формации⁴⁷. Многие дальнейшие исследования также подтвердили эти выводы.

Как интерпретировать эти данные?

Сам факт, что мы обнаружили определенные обла­сти, где конвергируется обработка информации, име­ет важные функциональные последствия.

Параллельная организация функций кажется бо­лее гибкой и менее уязвимой для сбоев, к тому же она позволяет вмещать большее количество информации. Вспомним многопроцессорные компьютеры, которые превосходят однопроцессорные. А любые стыки и со­единения уязвимы и подвержены эффекту «узкого бу­тылочного горла».

Можно сделать вывод: когда на мозг каменного века обрушивается поток информации, то ограниченный объем рабочей памяти становится серьезной пробле­мой. Удастся ли нам выяснить, какие факторы ограни­чивают нашу рабочую память, какую роль в этом про­цессе играют мультимодальные области мозга? Или, возможно, существует отдельная область мозга, ко­торая ограничивает объем рабочей памяти или нашу способность решать те или иные задачи?