Pamięć - wewnętrzny zmysł duszy
Przez lata Park Krakowski w Krakowie był względnie czysty, ale kilka lat temu jeden gawron odkrył, że w koszu na śmiecie na dnie znajdował się kawałek skórki od kiełbasy. To wystarczyło. Obecnie zimą wszystkie kosze są wypatroszone przez szukające smacznych kąsków gawrony.
Dusza ludzka, jak wierzono w średniowieczu, ma dziesięć zmysłów - pięć zewnętrznych i pięć wewnętrznych. Te zewnętrzne, służące do komunikacji ze światem, to wzrok, słuch, węch, smak i dotyk. Cztery z pięciu zmysłów wewnętrznych określają naszą osobowość: osąd, wyobraźnia, fantazja i pamięć. Piąty nazwano zmysłem wspólnym. Zarządza on i reguluje funkcje pozostałych. Te średniowieczne poglądy na zmysły duszy przetrwały do dziś w powiedzeniu, że komuś brakuje piątej klepki. Brak piątej klepki to niedostatek któregoś ze zmysłów wewnętrznych, a pociąga to za sobą upośledzenie osobowości.
Z pięciu wewnętrznych zmysłów duszy pamięć jest tym, którego podstawy biologiczne są najlepiej poznane. Pamięć jest jedyną chyba cechą osobowości, której niedostatki sami widzimy i się ich nie wstydzimy. Mało kto przyzna się do złego funkcjonowania zmysłu osądu czy wyobraźni. Mało kto przyzna, a nawet orientuje się, że ma słaby charakter. Natomiast każdy wie, że pamięć z wielką chęcią ulepszyłby, a jej niedostatkami bez żenady usprawiedliwia swoje błędy. Jej braki próbujemy zresztą kompensować w rozmaity sposób: protezami, ćwiczeniami, trikami mnemotechnicznymi i lekami.
Protezy pamięci
Aby zwiększyć zasoby nadających się do wykorzystania informacji, ludzkość od niepamiętnych czasów wymyślała różne protezy pamięci. Takimi protezami były megalityczne kalendarze, jakie pozostały do dziś np. w Stonehenge, taką rolę pełniły malowidła pierwotnych ludzi w grotach Lascaux, taką rolę pełnią po dziś dzień nazwy konstelacji gwiezdnych, które mają nam przypominać i porządkować obraz nocnego nieba. Protezami dla naszej pamięci były i są pomniki upamiętniające "po wsze czasy" osoby lub zdarzenia, a także obrazy i rzeźby. Wierszowanie opowieści przekazywanych z pokolenia na pokolenie było skuteczną protezą pamięci do chwili, w której wynaleziono i rozpowszechniono najważniejszą obecnie protezę pamięci - pismo. Do pisma obecnie doszedł elektroniczny zapis obrazu i dźwięku. Olbrzymie ilości informacji przechowujemy dzisiaj nie w naszej pamięci, ale poza nią, na kartach książek, na błonie fotograficznej, na dyskach magnetycznych i optycznych.
Te wszystkie protezy nie zastąpią nam jednak pewnej sprawności umysłowej, danej nam od urodzenia, którą możemy dalej gimnastykować i kształcić, a która od pewnego wieku zaczyna szybciej lub wolniej opadać, w najgorszych przypadkach pozostawiając nas kompletnie wyzutych z całego dorobku naszego życia intelektualnego i pozbawionych osobowości. Pamięć jest cechą bardzo ułatwiającą osiągnięcie sukcesu życiowego, warto więc wiedzieć, czym ona jest, jak ją rozwijać, jak chronić się przed jej utratą.
Ślad pamięciowy, uczenie się, przywoływanie
Pamięć można zdefiniować jako zdolność do przechowywania w naszym układzie nerwowym informacji o świecie w formie engramów, czyli śladów pamięciowych. Engram - pojęcie wprowadzone jeszcze na początku XX wieku przez Richarda Semona - to trwała zmiana w układzie nerwowym, wywołana przez jego chwilowe pobudzenie i odczytywana jako reprezentacja pewnych doznań, przeżyć, elementów środowiska wewnętrznego i zewnętrznego. Tworzenie nowych engramów w wyniku jakiegoś doświadczenia, a także przekształcanie już istniejących śladów pamięciowych określamy jako uczenie, które jest zjawiskiem ściśle z pamięcią związanym. Aby wykorzystać informacje zdobyte przez uczenie i zawarte w pamięci, konieczny jest mechanizm wykorzystania nagromadzonych śladów pamięciowych w procesie zwanym przez psychologów przywoływaniem, a potocznie - przypominaniem sobie. Wiemy, że często z tym właśnie procesem mamy kłopoty. Współczesna wiedza o mózgu pozwala nam określić, jakie systemy nerwowe i jakie substancje chemiczne biorą udział w tworzeniu engramów i ich przywoływaniu.
Fazy pamięci
Pamięć jest zjawiskiem dynamicznym i tworzy się, przechodząc przez kilka faz, zanim nie wykształci się trwały ślad pamięciowy. Można przypuszczać, że różne fazy pamięci są związane z przekształcaniem engramów. Pierwsza faza to tworzenie śladu pamięciowego natychmiast po spostrzeżeniu pewnego zjawiska. Kiedy nasze zmysły je zarejestrują, tworzy się pamięć bezpośrednia lub natychmiastowa. Jeżeli jest to wrażenie wzrokowe, mówimy o pamięci ikonicznej. Tak wytworzony ślad pamięciowy jest niezwykle ulotny. Jeżeli zjawisko zostaje zauważone, ślad taki przekształca się w bardziej trwały - tworzy się pamięć krótkotrwała, zwana także pamięcią roboczą. Pamięć robocza jest w pewnym sensie podstawą naszych procesów psychicznych. W niej następuje składowanie informacji na krótki, rzędu minut, czas, ale tylko tu zawarta informacja może być potem wykorzystana. Pojemność pamięci krótkotrwałej jest ograniczona i ślady tu wytworzone, aby utrzymać się dłużej, muszą ulec przekształceniu w procesie zwanym konsolidacją. W tym procesie powstają ślady trwałe, mogące utrzymywać się nawet dziesiątki lat. Ślady te nie mogą jednak być natychmiast wykorzystane w razie potrzeby. Aby je wykorzystać, muszą być odnalezione i "wyciągnięte" do puli pamięci roboczej.
Niektóre rodzaje doznań, stosunkowo łatwo wchodzące do puli pamięci krótkotrwałej, bardzo niechętnie ulegają procesowi konsolidacji. Tak dzieje się z marzeniami sennymi, pamiętanymi bardzo wyraziście bezpośrednio po obudzeniu i znikającymi z pamięci w ciągu kilku minut. Można, mając dyktafon, przeprowadzić po- uczające doświadczenie: nagrać natychmiast po obudzeniu opowiadanie o tym, co nam się śniło, a następnie odsłuchać taśmę po godzinie. W wielu wypadkach zupełnie nie będziemy wiedzieć, o czym mówiliśmy. Inna sprawa, że to, co teraz wysłuchamy z taśmy, zapamiętamy dłużej bez kłopotów.
Różne fazy pamięci wymagają różnych warunków, aby procesy zapamiętywania mogły odbywać się optymalnie. Dla pamięci natychmiastowej ważny jest aktualny stan naszych receptorów zmysłowych. Droga ze świata zewnętrznego do duszy prowadzi przez zmysły. Jeżeli w danym momencie nie patrzymy, nie możemy stworzyć wzrokowego śladu pamięciowego.
Dla przekształcenia śladu w pamięci natychmiastowej, utrzymującego się kilka sekund, w bardziej solidny ślad pamięci krótkotrwałej, potrzebna jest uwaga czy, mówiąc fachowo, wysoki poziom czuwania. Jeżeli uważamy, nie przegapimy śladu w pamięci krótkotrwałej, jeżeli jesteśmy senni, zmęczeni lub rozproszeni - mamy kłopoty z zapamiętywaniem. Całkiem inaczej dzieje się przy procesie konsolidacji, czyli tworzeniu pamięci długotrwałej. Wówczas relaks, a nawet sen, bardzo sprzyjają tworzeniu engramów. Wiemy z własnego doświadczenia, ucząc się np. do egzaminów, że znacznie lepiej pamiętamy przerobiony materiał rano, po przespaniu się, niż bezpośrednio po zakończeniu "wkuwania". Badania na ludziach i na zwierzętach wykazały istnienie tzw. efektu Kamina, polegającego na tym, że po skończeniu uczenia się ilość zapamiętanego materiału początkowo opada, później zaś paradoksalnie się podnosi. Efekt Kamina to właśnie przejściowe obniżenie pamięci, a występuje ono wówczas, kiedy zawartość pamięci krótkotrwałej zaczyna ulegać obniżaniu, a jeszcze nie wytworzyła się w pełni pamięć długotrwała.
Oczywiście, wiedząc o tym, możemy usprawnić własne uczenie się. Idąc na wykład lub przystępując do uczenia się, powinniśmy wprowadzić się w stan pewnego pobudzenia. Nie jest dobrze zabierać się do nauki, gdy jesteśmy senni lub ociężali, na przykład po jedzeniu. Jak mawiali starożytni Rzymianie, plenus venter non studet libenter - pełny brzuch niechętnie się uczy. Nie można też uczyć się do ostatniej chwili, żeby czas egzaminu nie wypadł właśnie w dołku pamięci spowodowanym efektem Kamina. Najlepiej przespać się ze świeżo nabytymi wiadomościami przed próbą ich odtworzenia.
Pamięć deklaratywna i proceduralna
Pamięć jest zjawiskiem tak złożonym, że nie wystarczy jeden system klasyfikacji jej różnych rodzajów. Jednym z możliwych jest podział pamięci długotrwałej na pamięć deklaratywną i proceduralną. Za pomocą pamięci deklaratywnej nabywamy wiedzę, za pomocą pamięci proceduralnej - umiejętności. Pamięć deklaratywna dotyczy zjawisk, które można opisać; jest to pamięć wydarzeń, znaczenia słów, faktów i zasad. Większość materiału przerabianego w szkole, większość informacji zdobywanych w życiu potocznym, w zasadzie wszystkie informacje uzyskane przez publikatory potrafimy wykorzystać dzięki pamięci deklaratywnej.
Pamięć proceduralna to zapamiętanie sposobów wykonania pewnych czynności, których możemy się nauczyć drogą prób i błędów i przez naśladowanie, ale nie umiemy i nie możemy dokładnie objaśnić słowami. Nie sposób opisać słowami, na czym "naprawdę" polega umiejętność jazdy na rowerze czy nartach - gdy się tego nauczymy, wiemy, na czym umiejętność polega, nie angażując w jej wykorzystanie uwagi i intelektu.
Jedną z istotnych różnic między pamięcią deklaratywną i proceduralną jest to, że pamięć proceduralna jest bardzo trwała, umiejętności raz wyuczonej - jazdy na nartach, prowadzenia samochodu, pisania na maszynie bez patrzenia na klawiaturę - nie zapominamy do późnej starości, chociaż czasem już pogarszająca się kondycja fizyczna nie pozwala naszych umiejętności wykorzystać. Natomiast pamięć deklaratywna ulega amnezji, zapominaniu, które może być wynikiem bądź procesów naturalnych, bądź nastąpić pod wpływem leków, alkoholu, narkozy, kontuzji, obrażeń głowy itp.
Dla starszych czytelników najlepszym literackim przykładem rozszczepienia tych typów pamięci był Znachor, tytułowy bohater powieści Dołęgi-Mostowicza, wybitny chirurg, który ogłuszony przez rabusia cał-kowicie zapomina kim jest, ale zachowuje całą swoją wspaniałą umie- jętność przeprowadzania zabie- gów chirurgicznych. Dla młodszych - Bourne z powieści Ludluma. Amnezja - zanik pamięci deklaratywnej, spowodowany niemożnością przywołania engramu i przeniesienia go do pamięci roboczej - jest częstym kłopotem u osób starszych.
Natura engramu
Engram, czyli ślad pamięciowy, ma podłoże materialne. Wydaje się, że w różnych fazach pamięci engramy są inne, nie ma też całkiem zgody, jak są one zbudowane.
Pierwszą teorią mówiącą o tym, czym jest engram, była teoria rewerberacyjna, zakładająca, że engram jest samowzbudzającym się prądem elektrycznym płynącym w zamkniętym obwodzie nerwowym, podtrzymywanym przez energię chemiczną produkowaną w neuronach. Obecnie sądzi się, że tak właśnie wyglądają engramy pamięci krótkotrwałej. Wskazuje na to fakt, że gwałtowne zakłócenie czynności elektrycznej mózgu, np. po zastosowaniu elektrowstrząsu, niszczy pamięć krótkotrwałą. Dawniej sądzono, że i pamięć dłu-gotrwała może wykorzystywać engramy elektryczne, ale w pomysłowy sposób temu zaprzeczono. Chomika wyuczonego pewnych czynności po prostu zamrożono tak, że aktywność elektryczna jego mózgu całkowicie ustała. Po ostrożnym ociepleniu i przywróceniu zwierzęcia do życia okazało się, że jego trwała pamięć nie doznała uszczerbku, mimo chwilowego przerwania wszelkich bioprądów.
Konkurencyjna do teorii rewerberacyjnej była teoria chemiczna, zakładająca, że ślad pamięciowy tworzą substancje chemiczne wytwarzane w procesie uczenia i rozmieszczone w niewielkich ilościach w strategicznych miejscach w nerwowych obwodach pamięci. Ma ona obecnie znaczenie historyczne, ale u podstaw jej leżały bardzo ciekawe doświadczenia wykonane na wypławkach, prymitywnych, wolnożyjących robakach płaskich. Znane są one ze względu na ich niezwykłą zdolność odtwarzania uszkodzonych części ciała - nie tylko osobnik, któremu odcięto część ciała, potrafi ją zregenerować, ale i z odciętej części ciała, nawet malutkiej, może się odtworzyć nowy, kompletny robak. Wypławek zyskał sobie miano stworzenia "nieśmiertelnego pod nożem". Kiedy wykazano, że wypławki mogą się uczyć, James V. McConnell przeprowadził najpierw badania, jak nowe wypławki powstałe z podzielenia wyuczonego robaka pamiętają wcześniejszą naukę (okazało się, że pamięta zarówno część głowowa, jak i ogonowa, a zatem, że "pamięć" była rozłożona w całym ciele), a w roku 1961 wykazał, ze jeżeli wypławek zostanie nakarmiony zmielonym wyuczonym robakiem, uczy się lepiej niż wypławek zjadający szczątki niekształconego pobratymca. Fakt ten spowodował serię badań nad tzw. transferem pamięci, które między innymi miały odpowiedzieć na pytanie, co mogłoby być chemicznym nośnikiem informacji, chemicznym śladem pamięciowym. Teksańczyk George Ungar prowadził badania wykorzystujące fakt, że myszy i szczury samorzutnie unikają pomieszczeń oświetlonych i uciekają do pomieszczeń ciemnych, tak jak w naturze mają tendencję do chowania się w norach. Otóż Ungar uczył najpierw szczury unikania ciemności: szczur uciekający do sztucznej ciemnej nory otrzymywał tam niemiłe "kopnięcie" prądem elektrycznym w łapy. Zwierzę szybko uczyło się bać pomieszczeń ciemnych. Takie szczury następnie zabijano, robiono ekstrakty z ich mózgu i podawano je normalnym, preferującym ciemność myszom. Myszy te, jak twierdził Ungar, spontanicznie zaczęły unikać ciemności. Ungar wyizolował odpowiedzialny za to zachowanie peptyd i nazwał go skotofobiną (grec. skotos - ciemność i fobos - lęk), który miałby być bezpośrednio konkretnym chemicznym śladem pamięciowym. Podanie skotofobiny zarówno szczurom, jak i myszom miałoby wytwarzać w nich sztuczne wspomnienie, że w ciemności spotyka je coś złego.
Prace Ungara i jego grupy obudziły zrozumiałe zainteresowanie: wydawało się, że mogą się spełnić przewidywania powieści science fiction i że w mózgu można będzie implantować dowolne wspomnienia, kształtując w ten sposób sztucznie osobowość. Niestety (lub na szczęście) skotofobina, a wraz z nią cała teoria chemicznej natury engramu, okazała się niewypałem, gdyż wyników Ungara nie udało się potwierdzić.
Miejsce teorii chemicznej zajęła teoria plastyczności synapsy. U jej podstaw legły badania najwybitniejszego polskiego neurofizjologa, Jerzego Konorskiego, oraz Kanadyjczyka, Donalda Hebba. Sygnały nerwowe przebiegają z komórki na komórkę nerwową przez znajdujące się między nimi kontakty zwane synapsami. W myśl teorii plastyczności synapsy częściej używane, a zwłaszcza pubudzane równocześnie, powiększają się, a na szlakach neuronalnych pracujących intensywniej tworzą się nowe połączenia synaptyczne. Rzeczywiście wykazano, że w pewnych obszarach mózgu u zwierząt po treningu zwiększa się ilość synaps oraz zwiększa się powierzchnia kontaktu synaptycznego między neuronami. Obecnie przeważająca większość badaczy pamięci uważa, że ślady pamięciowe są zaszyfrowane w postaci zmian połączeń w sieciach neuronalnych.
Zmiany te, jak obecnie wiemy, nie mogą się odbywać bez zmian w jądrach komórkowych i dziś wiemy także, że tworzeniu się śladu pamięciowemu towarzyszy uruchamianie się wielu genów sterujących syntezą białka w neuronach.
Dusza jako sieć połączeń?
W ostatnim roku Joaquim Fuster zaproponował hipotezę sieciową pamięci. Według niej pamięć nie jest zawarta w poszczególnych złączach pomiędzy neuronami, ale w całych sieciach połączeń pomiędzy neuronami kory mózgowej. Sieci takie są tworzone wówczas, gdy jednocześnie zostaną pobudzone różne grupy komórek nerwowych reagujące na sygnały dochodzące ze środowiska i z wnętrza organizmu, a także mogą być aktywowane w wyniku pobudzenia innych sieci neuronalnych. Sieci te nakładają się na siebie i przenikają, a nieomal nieskończona możliwość tworzenia połączeń między neuronami powoduje możność tworzenia nieskończonej liczby sieci. U każdej osoby sieć taka kształtuje się indywidualnie i stanowi jej charakterystykę. Stąd nie ma dwóch identycznych osobowości i nawet osobniki klonowane mają wyraźną indywidualność. Wiemy to zresztą z życia: naturalne klony ludzkie, jakimi są tzw. bliźnięta jednojajowe, mają inne, chociaż podobne osobowości. Być może nie bylibyśmy dalecy od prawdy, gdybyśmy zespół takich sieci, determinujących naszą osobowość, uznali za materialny odpowiednik duszy.
Hierarchie sieci mózgowych - pamięć percepcyjna i motoryczna
Teoria zakładająca, że pamięć jest zaklęta w sieci neuronalne musi też zakładać, że istnieją różne rodzaje pamięci, a także, że istnieje pewna hierarchia sieci. Użyteczne staje się pojęcie dwóch zasadniczych typów pamięci - percepcyjnej i motorycznej, odpowiadających w pewien sposób pamięci deklaratywnej i proceduralnej. Istnienie sieci o różnych hierarchiach zakłada również, że są one w jakiś sposób zlokalizowane w mózgu - w pewnych częściach mieszczą się jedne typy engramów, w innych inne. Badania wykazały, że istotnie tak jest.
Engramy utworzone w wyniku wrażeń zmysłowych tworzą pamięć percepcyjną. Na najniższym szczeblu znajduje się pamięć samych wrażeń zmysłowych - zapachu, smaku, dotyku, obrazu i dźwięku. Ślady pamięciowe tych trzech ostatnich znajdują się w pierwotnej korze czuciowej mózgu, przy czym ślady związane z pamięcią wzrokową, słuchową i dotykową są przechowywane osobno. Integracja następuje w korowych okolicach polisensorycznych (wielozmysłowych), a także w tzw. strukturach limbicznych, w szczególności w formacji hipokampa. W pobliskich okolicach następuje również obróbka śladów pamięciowych związanych ze zmysłami węchu i smaku. Ślady pamięciowe z okolic polisensorycznych są dalej integrowane w obszernych regionach kory asocjacyjnej. Tu znajduje się źródło dwóch typów pamięci deklaratywnej: pamięci epizodycznej - pamięci zdarzeń i wypadków, a także charakterystycznej tylko dla człowieka pamięci semantycznej - pamięci słów i kategorii. Jeżeli takie obszary korowe pobudzimy elektrycznie, możemy wywołać różne wrażenia mnemoniczne - wyciągać wspom-nienia z pamięci. Jeżeli uszkodzimy pewne tylne obszary korowe, wywołamy różnego rodzaju afazje i amnezje dotyczące kategorii.
Na najwyższym szczeblu, nie umiejscowiona w konkretnych obszarach kory, znajduje się pamięć koncepcyjna. Opiera się ona na wielu indywidualnych doświadczeniach i ona właśnie stanowi o naszej osobowości. Ponieważ nie jest ona ściśle zlokalizowana, jest stosunkowo odporna na uszkodzenia mózgu. Urazy czy wylewy mogą zniszczyć naszą pamięć poszczególnych zdarzeń, mogą uniemożliwić prawidłowe wysławianie się, ale muszą być niezwykle rozległe, aby drastycznie zmienić naszą osobowość.
Pamięć motoryczna dotyczy naszych zachowań ruchowych. To ona jest związana z pamięcią proceduralną. Ślady pamięciowe umożliwiające wykonanie najprostszych ruchów i odruchów znajdują się w rdzeniu, pniu mózgu i móżdżku. Stąd generowana jest większość odruchów obronnych, wykonywanych automatycznie, zanim jeszcze uświadomimy sobie niebezpieczeństwo. Jednakże nawet takie odruchy mogą być warunkowane i znajdują się pod kontrolą kory mózgowej, a więc są wplątane w naszą świadomość. Bardziej zintegrowane ślady pamięci motorycznej znajdują się w tzw. pierwotnej korze motorycznej. Tu znajdują się engramy związane z pamięcią wrodzoną, filetyczną, odziedziczone po naszych przodkach. Wyżej w hierarchii stoi pamięć pewnych programów motorycznych, ruchów wykonywanych celowo. Engramy takie rezydują w korze premotorycznej. Tutaj także rezydują podstawowe engramy związane z ruchami służącymi do tworzenia mowy.
Szczyt hierarchii zajmują engramy położone w korze przedczołowej. Tu mieszczą się engramy związane z najbardziej skomplikowanymi czynnościami ruchowymi, a także połączenia z najwyższymi ośrodkami pamięci czuciowej. Możemy obecnie obserwować, że po wzroście aktywności w czuciowej korze asocjacyjnej mózgu, związanym z tworzeniem śladu pamięciowego, zachodzi szybko wzrost aktywności w korze przedczołowej, gdzie następuje integracja percepcji zmysłowej i przygotowania do odpowiedzi, która oczywiście musi obejmować motorykę. Możemy zresztą zaobserwować, zwłaszcza u dzieci, że uczeniu się nabywanym przez czytanie towarzyszy często ruch warg - uczenie się, jak słowa tekstu wypowiadać. Kora przedczołowa jest związana z tworzeniem skomplikowanych planów działania. Często jednak, kiedy plany takie zostaną dobrze zintegrowane, engramy lokują się w niższych częściach mózgu, a uruchomienie programów nie wymaga zbytniego zaangażowania świadomości i uwagi. Każdy kierowca pamięta, że początkowo prowadził samochód bardzo uważnie, wciąż myśląc o tym, co robi i co powinien robić. Z czasem czynności się automatyzują - plany konceptualne i motoryczne związane z prowadzeniem samochodu zostały zlokalizowane w okolicach, z których mogą być wykonywane automatycznie. Stąd np. alkohol, działający przede wszystkim na korę mózgową, w umiarkowanych ilościach nie upośledza mechanicznego kierowania samochodu, chociaż zasadniczo utrudnia ocenę sytuacji na drodze, wymagającą użycia wyższych pięter kory mózgowej.
Pamięć wrodzona i uczenie się
Czy nowo narodzone niemowlę jest tabula rasa, nie zapisaną kartką papieru, na której dopiero życie wypisuje ślady pamięciowe? Otóż nie! Rodzimy się z wykształconymi w procesie ewolucji pewnymi podstawowymi sieciami połączeń pełniącymi rolę engramów. Tworzą one pamięć filetyczną, gatunkową. Wrodzone ślady pamięciowe nie są zapisane w naszej świadomości, ale istnieją i umożliwiają jej rozwijanie. Pamiętamy, jak chodzić, jak mówić (chociaż nie - jakim językiem), jak myśleć logicznie. Oglądając młode ptaki widzimy, jak nieporadnie uczą się latać. Jeżeli jednak nie damy im szans nauki i po-zwolimy robić to, co chcą, dopiero w wieku, kiedy ich towarzysze latają, nasze ptaki zaczną latać bez wstępnej nauki - ich filetyczna pamięć motoryczna obejmuje latanie.
Inaczej jest z pamięcią percepcyjną. Sieci tej pamięci i świadomości kształtują się pod wpływem sygnałów napływających z otaczającego świata. Jeżeli pozbawieni jesteśmy w krytycznym okresie rozwojowym wrażeń wzrokowych, nie nauczymy się poprawnie interpretować informacji dostarczanych nam przez oczy. Wykazał to, prowadząc doświadczenia z kociętami, które od maleńkości nosiły na głowie czapeczki przepuszczające światło, ale nie konkretne obrazy, prof. Bogusław Żernicki w warszawskim Instytucie Nenckiego. Znane są także podobne przypadki u ludzi. Obecnie postęp medycyny zlikwidował w krajach rozwiniętych przypadki dzieci rodzących się ze zrośniętymi powiekami i operowanych dopiero w wieku młodzieńczym, ale przypadki takie opisywano wcześniej, zwłaszcza w krajach o niższym poziomie rozwoju. Osoba, której przez rozcięcie powiek przywrócono wzrok (a właściwie obdarowano nim) widzi, ale nie bardzo wzroku używa. Wrażenia optyczne są dla niej trudne do interpretacji, często mylące. Przechodząc przez ruchliwą ulicę człowiek taki zamyka oczy i polega na świecie, który zna i rozumie, poznawanym przez wrażenia słuchowe, węchowe i dotykowe.
Pamięć nabyta, rozwijająca się na podstawie pamięci filetycznej, kształtuje się w procesie uczenia: procesie tworzenia przystosowawczych zmian zachowania w wyniku doświadczeń. W wyniku doświadczenia nabywamy pewne ślady pamięciowe, które następnie są przechowywane i mogą być odzyskane. Istnieje bardzo wiele różnych typów uczenia się, a nabyte w trakcie nich ślady pamięciowe są w różny sposób wykorzystywane.
Proste formy uczenia Przyzwyczajenie i uwrażliwienie
Zazwyczaj kiedy pojawia się jakiś nowy bodziec, początkowo nań silnie reagujemy. Tak np. dla osób mieszkających na odludziu (rzadkie to jednak przypadki) warkot silnika samolotu może być zjawiskiem niecodziennym, a więc przelot samolotu dobrze się zauważa. Jeżeli jednak przeniesiemy się np. w okolice lotniska, przestaniemy zwracać uwagę na przelatujące samoloty - nastąpił proces przyzwyczajenia, czyli habituacji. Jest rzeczą interesującą, że brak reakcji na odgłos samolotu zależy od kontekstu. Instytut, w którym pracuję, leży na trasie dolotowej samolotów na lotnisko w Balicach. Nikt z nas nie reaguje, nie zauważa, twierdzi wręcz, że "nie słyszy" przelatujących samolotów (jest ich, na szczęście, niezbyt wiele). Jeżeli jednak nagrywamy na magnetofon wykład czy dyskusję, przesłuchując taśmę natychmiast słyszymy przelatujące samoloty - często nawet utrudniają nam one odczyt z taśmy, chociaż nie przeszkadzały w percepcji wykładu. Społecznie szkodliwym i bardzo rozpowszechnionym przykładem habituacji jest powszechny brak reakcji na włączające się alarmy samochodowe (jeżeli nie wyje nasz własny samochód).
Odwrotnym do habituacji jest proces uwrażliwienia, czyli sensytyzacji. Jeżeli nowe wrażenie łączy się z czymś ważnym, najczęściej nieprzyjemnym, i stale w tej kombinacji się powtarza, reagujemy na nie coraz silniej. Jeżeli na przykład przelot samolotu kojarzyłby się z bombardowaniem, po pewnym, niezbyt długim zresztą czasie słyszymy warkot nadlatujących samolotów znacznie wcześniej i staramy się możliwie szybko dotrzeć do schronu.
Procesy habituacji i sensytyzacji są bardzo powszechnymi formami uczenia, dzięki czemu możemy je badać nie tylko na ludziach, ale nawet na bardzo prymitywnych organizmach. W rzeczy samej najwięcej o ich podłożu molekularnym wiemy z badań nad ślimakiem morskim Aplysia californica, którego "mózg" liczy zaledwie około 20 tysięcy komórek nerwowych.
Uczenie asocjacyjne
Uczenie asocjacyjne, czyli skojarzeniowe, polega na tym, że wytwarzamy połączenie między dwoma bodźcami, z których jeden jest obojętny, drugi natomiast jest bądź przyjemny (nagroda), bądź niemiły (kara). Ponieważ bodziec obojętny nazywamy bodźcem warunkowym (jego wystąpienie jest warunkiem nastąpienia po nim bodźca, na który zwierzę czy człowiek reaguje), cały proces uczenia tego typu nazywamy warunkowaniem. Jeżeli się dobrze zastanowimy, to dojdziemy do wniosku, że większości tego, co umiemy, na- uczyliśmy się jako dzieci w wyniku warunkowania, chociaż bodźcem nagradzającym niekoniecznie był np. cukierek, ale także pochwała czy pieszczota, a karą nie tylko klaps, ale także strofowanie czy zła nota w zeszycie.
Badacze zajmujący się uczeniem asocjacyjnym wyróżniają warunkowanie klasyczne, którego poznanie zawdzięczamy Iwanowi Pawłowowi (słynne psy Pawłowa, którym ciekła ślina na widok czerwonej lampki, która zapalała się zawsze przed podaniem mięsa), oraz warunkowanie operacyjne, które zaczął badać dokładnie sto lat temu ( w roku 1898) Edward Thorndike. W tym drugim przypadku uczone zwierzę czy człowiek nie jest biernym obiektem działania bodźca, ale w odpowiedzi na bodziec musi coś wykonać (nacisnąć dźwignię, przebiec do bezpiecznego miejsca itp.). Uczenie tego typu, w którym badany sam musi dojść do tego, jaka odpowiedź na bodziec jest właściwa, nazywamy też uczeniem metodą prób i błędów.
Uczenie awersywne
Świadomość nie jest potrzebna do każdego typu pamięci. Pewne rzeczy, jak np. fakt, że zaszkodziło nam jakieś jedzenie, pamiętamy bez świadomości. Pewne potrawy przestają nam po prostu smakować, chociaż nie wiemy dlaczego. Bardzo możliwe, że gdzieś w przeszłości spożycie tej potrawy skojarzyło się nam z czymś nieprzyjemnym. Mój rosyjski znajomy, Żenia, pewnego razu nie zdążywszy zjeść śniadania pojechał na lotnisko, aby lecieć z Moskwy do Peters-burga (a właściwie wtedy jeszcze do Leningradu). W bufecie lotniskowym był tylko nie znany mu, zresztą smaczny, rodzaj cukierków. Zgłodniały Żenia kupił ich trochę i zjadł. Pogoda w czasie lotu nie była dobra, samolotem rzucało tak, że większość ludzi się pochorowała. Po tym locie Żenia nie może patrzeć bez nudności na te właśnie cukierki.
Znany jest przypadek, kiedy zdrowy młody człowiek na wycieczce do Grecji zjadł po raz pierwszy w życiu melona, a potem poszedł na plażę, gdzie dostał lekkiego udaru słonecznego. Od tej chwili, nie wiedząc dlaczego i nie pamiętając o tym nieudanym dniu, czuje silną awersję do melonów.
Zjawisko uczenia awersywnego opisali w połowie lat sześćdziesiątych John Garcia i Robert Koelling, badając, jak szczury unikają otrucia się nie znanym im pożywieniem.
Uczenie awersywne bardzo różni się od warunkowania: skojarzenie powstało poza świadomością, do na- uczenia się potrzebne było tylko pojedyncze doświadczenie, a nie długotrwały trening, a odległość między bodźcem (nowy smak) i skutkiem (choroba, nudności) wynosiła kilka godzin (przy warunkowaniu bodziec bezwarunkowy musi nastąpić po warunkowym w czasie kilku do kilkunastu sekund, im szybciej, tym lepiej). Zdolność do uczenia awersywnego dotyczy jedynie asocjacji z wrażeniami smakowymi. Nie ogranicza się ona do kręgowców, wytworzono ją m.in. u pospolitego w Polsce bezskorupowego ślimaka pomrowa.
Złożone formy uczenia
Chociaż najwięcej uwagi poświęcono prostym typom uczenia, istnieje wiele jego rodzajów bardziej złożonych, choć trudniejszych do bada-nia. Dzięki nim możemy, często w sposób niezauważalny, uzyskać ślady pamięciowe niezbędne dla naszego sukcesu w życiu.
Wpajanie
Jeżeli pisklę zamiast kwoki zobaczy po wykluciu się czerwony balonik, będzie go traktować jak matkę. Ten typ uczenia się nazywamy wpajaniem. Występuje tylko w pewnych krytycznych okresach życia bardzo młodych osobników. Dzięki wpojeniu uczymy się o naszej przynależności do rodziny i gatunku. Jeżeli w okresie krytycznym rodziców zabraknie, skutki mogą być katastrofalne dla młodych osobników, chociaż zabawne dla obserwatora. Czerwony balonik oczywiście nie zastąpi kurzej matki, nie nauczy szukać pożywienia, nie uchroni przed jastrzębiem. Małpy wychowywane od urodzenia w izolacji od rodziców i innych małp nie nauczą się nigdy normalnego życia społecznego. Zapewne coś podobnego występuje w pewnej mierze u wychowanków sierocińców, zwłaszcza tych, którzy trafią tam bardzo młodo.
Pojedyncze silne bodźce w okresie krytycznym są wpajane na całe życie. Żadne dziecko nie włoży drugi raz z własnej woli ręki do płomienia, a odruch ten pozostaje do późnej starości (wyjątkiem był Caius Mucius Scevola, ale to już zupełnie inna historia).
Uczenie uśpione
Nowe zadanie wykonujemy łatwiej w otoczeniu już znanym. Gdy szczury wpuszcza się do labiryntu, niczego od nich nie żądając, pozornie nie zachodzi u nich żaden proces uczenia. Jeżeli jednak później mają w nim wykonać jakieś zadanie (typu uczenia operacyjnego, kiedy muszą np. znaleźć ukryty w jednym z ramion pokarm), uczą się znacznie szybciej. Zjawisko to nazywamy uczeniem uśpionym: nabyte przy pierwszym zetknięciu ze środowiskiem ślady pamięciowe nie są wykorzystywane od razu, ale "budzą się" w odpowiedniej sytuacji.
Uczenie się nowych miejsc, podobnie jak zwiększone oddziaływania z innymi osobnikami, przebywanie w tak zwanym środowisku wzbogaconym, chociaż pozornie nie zostawia wyraźnych śladów pamięciowych, poprawia rozwój mózgu młodych osobników. Zwiększa się jego rozmiar, komórki nerwowe tworzą więcej połączeń, a nawet zwiększają się wymiary synaps - miejsc kontaktu pomiędzy neuronami. To zjawisko odpowiada zapewne za opisany już przez Darwina fakt, że mózgi zwierząt dzikich są większe od mózgów ich hodowanych krewniaków (np. dzika i świni). Wskazuje ono też na to, jak ważne jest zapewnienie urozmaiconego środowiska i stałego kontaktu z opiekunami małym dzieciom w rodzinie i poza nią. Stąd, statystycznie rzecz biorąc, lepiej umysłowo rozwijają się dzieci z rodzin dobrych, dbających o rozwój intelektualny potomstwa.
Uczenie obserwacyjne
Uczenie przez obserwację, czasem zwane uczeniem zastępczym, odgrywa olbrzymią rolę w naszym rozwoju. Dzieci "małpują" zachowania starszych, ucząc się w ten sposób podstawowych zachowań motorycznych. To uczenie się przez naśladowanie jest potężnym czynnikiem tworzącym pewne kultury czy typy zachowania, i to nie tylko wśród ludzi.
Kiedy byłem w Wielkiej Brytanii, w końcu lat sześćdziesiątych, mleko dostarczano wówczas do domów stawiając na schodkach szklane butelki zamknięte folią aluminiową. Od połowy lat 80. dostarcza się mleko w kartonach. Powodem tego było, że w międzyczasie jedna sprytna sikorka odkryła, że po przebiciu folii dziobkiem można się było dostać do śmietanki. W ciągu kilku lat, obserwując się wzajemnie, wszystkie sikorki w Anglii nauczyły się dostawać do butelek z mlekiem i dopiero zastąpienie butelek kartonami ukróciło ten ptasi proceder. Może mniej spektakularny, ale na własne oczy oglą- dany przykład to zachowanie ptaków w Parku Krakowskim w Krakowie, gdzie zimą przylatują z Rosji tamtejsze gawrony. Przez długi czas park był względnie czysty, ale kilka lat temu jeden gawron odkrył, że w koszu na śmiecie na dnie znajdował się kawałek skórki od kiełbasy. To wystarczyło. Obecnie zimą wszystkie kosze na śmieci są wypatroszone przez szukające smacznych kąsków gawrony, a papiery wrzucane do koszy wiatr rozdmuchuje po parku.
Uczenie się przez obserwację opisywano również u bezkręgowców - u ośmiornic. Wydaje się, że ten typ uczenia nie jest prostym uczeniem asocjacyjnym, ale wiąże się z procesami kognitywnymi - z rozumowaniem. Trzeba przyjąć, że rozumowanie nie jest zdolnością jedynie ludzką, ale jego prostsze formy mają głębokie korzenie ewolucyjne.
Konieczność kształcenia pamięci i intelektu
Pamięć - podobnie jak inne funkcje psychiczne - kształciła się wraz z postępem ewolucji i cywilizowania się człowieka. Pewne czynności, uważane kilka wieków temu za niesłychanie trudne, są obecnie dostępne każdemu przeciętnemu członkowi społeczeństwa. Jeszcze sto lat temu czytanie i pisanie było sztuką dostępną niewielu, a w starożytnym Egipcie nawet prosta matematyka była uważana za naukę, którą opanować mogą tylko wtajemniczeni. Problemy komputerowe przerażają swym skomplikowaniem większość dzisiejszych sześćdziesięciolatków, a są banalne dla ich nastoletnich wnuków.
Przełom w rozpowszechnianiu i doskonaleniu sprawności intelektualnej człowieka jest spowodowany tym, że jakość naszego życia uległa zasadniczym przemianom w ciągu ostatnich kilku dziesięcioleci. Otaczający nas świat staje się coraz bardziej złożony, rywalizacja o miejsce w tym świecie - coraz gorętsza. W warunkach eksplozji informatycznej i przeciążenia naszego układu zmysłów konieczne jest coraz lepsze przyswajanie, organizowanie i wykorzystywanie płynących z zewnątrz sygnałów.
Nasz system zmysłów oraz układ przetwarzania danych, otrzymywanych w postaci sygnałów płynących ze środowiska, są ewolucyjnie przystosowane do takiego trybu życia, jaki znamy już tylko z powieści, których akcja toczy się na wsi w zeszłym wieku. Powolny rytm życia, czas aktywności wyznaczany wschodami i zachodami słońca, monotonia dnia powszedniego, wspólne wieczory spędzane na darciu pierza i śpiewaniu ludowych piosenek jako jedyna metoda zabicia nudy, niedzielne nabożeństwo jako wielkie wydarzenie, a doroczny odpust jako ewenement pamiętany przez cały rok nie wymagały zbytniego przeciążania pamięci. Tylko od czasu do czasu bójka w karczmie lub na weselu bądź gaszenie pożaru wymagało szybszego, choć chwilowego, przetwarzania danych. Tak ukształtowana psychika z trudem daje sobie radę z obecnym tempem życia: kwadrans jazdy samochodem przez ruchliwe ulice miasta przynosi nam więcej bodźców niż tydzień chodzenia za pługiem.
Ta wielka zmiana jakości życia powoduje, że nasze wrodzone zdolności do zapamiętywania zjawisk mogą okazać się niewystarczające, zwłaszcza gdy współczesne życie wymaga od nas zwiększonych zdolności sprawnego myślenia i szybkiego podejmowania decyzji w oparciu o zebrane bogate doświadczenia, a w wielu zawodach trzeba stale się dokształcać, aby być na bieżąco. Wiedza wyniesiona ze studiów na wielu kierunkach staje się beznadziejnie przestarzała w ciągu 10-15 lat i lekarz, inżynier lub nauczyciel, który się nie dokształca, w normalnych warunkach musi zrezygnować z zawodu. Konieczne jest również stałe dokształcanie kadry administracji państwowej i gospodarczej. Stosunkowo niesprawny system zarządzania państwem i gospodarką w Polsce jest niewątpliwie związany i z tym, że urzędnicy i kierownicy różnych szczebli nie są jeszcze poddawani okresowym obiektywnym sprawdzianom swej profesjonalnej przydatności, ale nie ulega wątpliwości, że prędzej czy później ten system kształcenia i podnoszenia poziomu kadr przyjdzie i do nas, a wówczas matura lub egzamin magisterski nie będzie ostatnim egzaminem w życiu, po którym można sobie pozwolić na intelektualny bezruch. Stałe uczenie się już jest, a w przyszłości jeszcze bardziej stanie się koniecznością, a wymagać będzie ono sprawnie funkcjonującej pamięci. Być może trzeba będzie zbliżać się do granic tego, w co natura nas wyposażyła, a nawet granice te przekraczać.
Jak mówiliśmy, pamięć jest tą funkcją psychiczną, z której niedostatków na ogół zdajemy sobie sprawę, a w każdym razie ich się nie wstydzimy, ale przeciwnie - usprawiedliwiamy nimi swoje niepowodzenia i z chęcią myślimy o możliwościach jej poprawy. Chociaż inteligencja i pamięć są niewątpliwie cechami uwarunkowanymi dziedzicznie, nie są one jednak genetycznie zdeterminowane i możemy wziąć nasz los w nasze ręce i świadomie dążyć do zwiększenia naszych możliwości intelektualnych.
Starość nie radość i co możemy z tym zrobić
Na starość wszystko nam się psuje, a najbardziej oczy, nogi i pamięć. Pozostawiając okulistom i ortopedom ich pola zainteresowań, zastanówmy się, co można zrobić z psującą się pamięcią? To, że pamięć się psuje, nie jest niczym dziwnym, ponieważ komórki nerwowe stale giną, a nigdy się nie rozmnażają. Zmniejsza się więc ich liczba i od pewnego momentu pozostałe mają trudności z zastąpieniem zmarłych sąsiadek.
Do naprawiania osłabionej wiekiem pamięci można podchodzić w rozmaity sposób, najczęściej stosując leki. Powstają coraz to nowe preparaty mające poprawiać pamięć lub spowalniać proces jej deterioracji. Istnieją dość poważne przesłanki naukowe, tłumaczące korzystny efekt wielu typów leków prokognitywnych (ułatwiających funkcje intelektualne), takich jak nootropil, hydergina, jumax, tanakan, nicergolina, buerlecytyna i wielu innych. Są one szczegółowo omówione w mojej książce "Jak usprawnić pamięć?", której nowe wydanie właśnie znajduje się w księgarniach, a której fragmenty są wykorzystane w tym artykule. Tu jednak chciałem zwrócić uwagę na bardzo ważną i skuteczną, a chyba i tańszą drogę - na kształcenie intelektu.
Jest rzeczą znaną, że procesy kognitywne ulegają upośledzeniu u osób pozbawionych bodźców, i stąd, aby utrzymać sprawność intelektualną w starszym wieku, należy wręcz zmuszać się, aby utrzymywać ożywione kontakty towarzyskie i prowadzić aktywne życie intelektualne. Można w ten sposób uzyskać znakomite rezultaty. Proszę zwrócić uwagę, jak wysoka jest zazwyczaj sprawność intelektualna emerytowanych nauczycieli, zwłaszcza licealnych, osób muszących stale używać swego mózgu, nie tylko zresztą dla przekazywania wiedzy, ale i utrzymania się na powierzchni w stałym kontakcie z nie zawsze spokojnymi i potulnymi uczniami. Po przejściu na emeryturę, kiedy krąg naszych znajomych się zmniejsza, trzeba coś ze sobą zrobić. Może pomyśleć na przykład o zapisaniu się na uniwersytet trzeciego wieku? Miałem możność zapoznania się z Uniwersytetem Trzeciego Wieku przy Uniwersytecie Adama Mickiewicza w Poznaniu. Jego schemat organizacyjny powoduje, że stał się on klubem osób dojrzałych, stale kształcących intelekt.
Pamięć, jej zasoby, muszą się psuć w sposób nieuchronny, chociaż lekami i zdrowym trybem życia możemy ten proces nieco opóźnić. Nie same zasoby pamięci są ważne, ale sposób gospodarowania nimi. Prawidłową gospodarkę umożliwia intelekt. Z nim jest zaś tak jak z pługami z bajki Krasickiego - używany intelekt błyszczy, a próżnujący śniedzieje. W kształceniu i ćwiczeniu intelektu tkwi tajemnica jasności umysłu i sprawności pamięci, a wraz z tym satysfakcji życiowej, nawet w bardzo podeszłym wieku.
Autor jest profesorem w Instytucie Farmakologii PAN w Krakowie.
