С развитием объективного исследования поведения животного, особенно с первыми шагами по исследованию законов высшей нервной деятельности, область изучения памяти была существенно расширена.
В конце XIX и в начале XX вв. появились исследования известного американского психолога Э. Торндайка, который впервые сделал предметом своего изучения процесс формирования навыков у животного, применяя для этой цели анализ того, как животное обучалось находить свой путь в лабиринте и как оно постепенно закрепляло полученные навыки.
В нервом десятилетии XX в. исследования этих процессов приобрели новую научную форму. И. П. Павловым был предложен метод изучения условных рефлексов, с помощью которого удалось проследить основные физиологические механизмы образования и закрепления новых связей. Были описаны условия, при которых эти связи возникают и удерживаются, а также те условия, которые влияют па это удержание. Учение о высшей нервной деятельности и ее основных законах стало в дальнейшем основным источником наших знаний о физиологических механизмах памяти, а выработка и сохранение навыков и процесса «учения» (learning) у животных составили основное содержание американской науки о поведении, объединившей выдающихся исследователей (Дж. Уотсон, Б. Ф. Скиниер, Д. Хэбб и др.).
Классическое исследование основных законов памяти у человека в равной мере, как и последующие исследования процесса образования навыков у животных, ограничивалось изучением наиболее элементарных процессов памяти. Исследование высших произвольных и сознательных форм памяти, позволявших человеку применять известные приемы мнестической деятельности и произвольно возвращаться к любым отрезкам своего прошлого, лишь описывалось философами, которые противопоставляли их естественным формам памяти (или «памяти тела») и считали их проявлением высшей сознательной памяти (или «памяти духа»). Однако эти указания, которое делали идеалистические философы (например, известный французский философ А. Бергсон), не превращались в предмет специального и строгого научного исследования. Психологи либо говорили о той роли, которую играют в запоминании ассоциации, либо указывали на то, что законы запоминания мыслей существенно отличаются от элементарных законов запоминания. Вопрос о происхождении и тем более о развитии высших форм памяти у человека почти совсем не ставился.
Заслуга первого систематического изучения высших форм памяти у ребенка принадлежит выдающемуся советскому психологу Л. С. Выготскому, который в конце двадцатых годов впервые сделал предметом специального исследования вопрос о развитии высших форм памяти и вместе со своими учениками А. Н. Леонтьевым и Л. В. Занковым показал, что высшие формы памяти являются сложной формой психической деятельности, социальной по своему происхождению и опосредствованной по своему строению, и проследил основные этапы развития наиболее сложного опосредствованного запоминания.
Исследования сложнейших форм произвольной мнестической деятельности, в которых процессы памяти связывались с процессами мышления, были существенно дополнены советскими исследователями. Они обратили внимание на законы, лежащие в основе непроизвольного (непреднамеренного) запоминания, и детально описали формы организации запоминаемого материала, которые происходят в процессе сознательного, осмысленного заучивания. Эти исследования, принадлежащие советским психологам А. А. Смирнову и П. И. Зинченко, раскрыли новые и существенные законы памяти как осмысленной человеческой деятельности, осветили зависимость запоминания от поставленной задачи и описали основные приемы запоминания сложного материала.
Несмотря на реальные успехи психологических исследований памяти, физиологические процессы запечатлевания следов и природа самого явления памяти оставались неизвестны, и философы и физиологи Семой или Геринг ограничивались лишь указанием на то, что память является «общим свойством материи», не делая никаких попыток к раскрытию ее сущности и тех глубоких физиологических механизмов, которые лежат в ее основе.
Лишь за последние два десятилетия положение дела существенно изменилось*.
* Примечание редакции: речь идет о 60-70-х годах XX века.
1. Появились исследования, которые показывали, что процессы запечатления, сохранения и воспроизведения следов связаны с глубокими биохимическими изменениями, в частности с модификацией рибонуклеиновой кислоты (Хиден), что следы памяти можно переносить гуморальным, биохимическим путем (Мак Коннелл и др.).
2. Начались интенсивные исследования тех интимных нервных процессов «реверберации возбуждения» (сохранение возбуждения в нервных кругах и сетях), которые стали рассматриваться как логический субстрат памяти.
3. Появилась система исследований, которой внимательно изучался процесс постепенного закрепления (консолидации) следов, время, необходимое для их закрепления, и условия, приводящие к их разрушению.
4. Наконец, появились исследования, пытающиеся выделить те области мозга, которые необходимы для сохранения следов, и те неврологические механизмы, которые лежат в основе запоминания и забывания.
Все это сделало главу о психологии и психофизиологии памяти одним из наиболее богатых разделов психологической науки. Несмотря на то что многие вопросы памяти остаются нерешенными, психология располагает сейчас несравненно большим материалом по изучению процессов памяти, чем это имело место некоторое время назад.
Явления длительного сохранения следов раздражителя отмечались исследователями на всем протяжении развития животного мира.
Многократно наблюдался факт, что однократное раздражение электрическим ударом нервной системы полипов вызывало появление ритмических электрических импульсов, которые могли сохраняться в течение многих часов.
Подобные же явления можно было наблюдать при исследовании работы центральной нервной системы животных. Так, однократное раздражение вспышкой света вызывало в верхнем двухолмии кролика ритмические электрические разряда, которые можно было регистрировать в течение достаточно длительного времени, причем такие реакции можно было наблюдать даже при отведении токов действия от изолированного нейрона.
Продолжение электрических разрядов, возникающих после единичного раздражения, показывает, что нейроны являются не только аппаратами, принимающими сигналы и реагирующими на них соответствующими отделами, но и то, что они сохраняют следы раздражителя, продолжая давать запущенные этим раздражителем ритмические ответы долгое время после того, как этот раздражитель прекратил свое влияние. Это последействие влияний раздражителя и есть наиболее элементарное проявление психологической памяти, которое можно наблюдать как на отдельном нейроне, так и на работе всей нервной системы в целом.
Наиболее элементарные физиологические проявления памяти можно наблюдать и другим путем, о котором мы уже упоминали в предыдущей главе.
Как показали исследования, длительное повторение одного и того же сигнала приводит к привыканию к нему, которое проявляется в исчезновении ориентировочных рефлексов на этот раздражитель, ставший привычным. Как показал советский психолог Е. Н. Соколов, такие явления привыкания можно наблюдать даже при исследовании ответов изолированного нейрона на многократно повторяемые раздражители.
Наиболее характерным является тот факт, что при небольшом изменении интенсивности или характера раздражителя признаки ориентировочного рефлекса появляются снова.
Данные, полученные Е. Н. Соколовым и его сотрудниками, показали, что явление растормаживания ранее угасшего ориентировочного рефлекса можно наблюдать не только сразу после изменения характера раздражителя, но и через некоторые, иногда довольно значительные промежутки времени. Так, если у испытуемого вырабатывалось явление привыкания к определенному раздражителю, то достаточно было изменить интенсивность, продолжительность или характер раздражителя, чтобы вегетативные или электрофизиологические симптомы ориентировочного рефлекса восстановились, причем это растормажнвание (восстановление) знаков ориентировочного рефлекса наблюдалось после достаточно значительных промежутков времени после угашения. Этот факт можно было наблюдать как при регистрации симптомов ориентировочного рефлекса нервной системы в целом, так и на уровне отдельного нейрона. Как нервная система в целом, так и отдельные нейроны могут удерживать образец сигнала и сличать новый раздражитель со следами этой «модели» сигнала, которая ее в виде следов в течение достаточно длительного времени.
Тот факт, что нервная система может с удивительной тонкостью сохранять следы прежних раздражителей, можно иллюстрировать и целым рядом дальнейших наблюдений, из которых мы приведем только два.
Известно, что чем чаще встречается определенный сигнал, чем больше испытуемый привыкает к нему, тем быстрее он дает на него двигательную реакцию (тем меньше латентный период этой реакции). Тщательное исследование показало, что в самых простых условиях этот закон сохраняется и быстрота реакции на сигнал прямо пропорциональна частоте, с которой он предъявляется.
Мозг регистрирует не только сам факт подачи сигнала, но и ту частоту, с которой он предъявляется, и что «запоминание» частоты подачи сигнала и регуляция быстроты ответа соответственно степени вероятности появления сигнала является одной из существенных функций работы мозга.
Факты дальнейших исследований показали, что нервная система человека может сохранять следы отдельных сигналов с очень большой степенью точности и хранить их длительное время. Иллюстрацией этого может служить опыт, проведенный в лаборатории Е. Н. Соколова.