Ученые выяснили, как рабочая память фильтрует информацию

Эффективность рабочей памяти зависит от двух зон мозга, одна из которых занимается интерпретацией контекста для сохранённой информации, а другая регулирует поток этой самой информации через память.

Рабочую память мозга можно сравнить с кеш-памятью компьютера: обе удерживают в себе небольшие фрагменты информации, которые нужны для текущей работы. Например, если вы разговариваете по телефону и одновременно видите, что вам пришло письмо, на которое нужно срочно ответить, то информация об этом письме задержится как раз в рабочей памяти. И если в этот момент к вам заглянул коллега для делового разговора, то и он останется в памяти, которая поможет вам распланировать выполнение всех этих срочных дел.

Но по мере выполнения заданий они исчезают из рабочей памяти, и на их место приходят новые. Как это происходит, попытались выяснить специалисты Университета Брауна (США), наблюдавшие с помощью фМРТ за активностью мозга у 22 добровольцев, которые в этот момент выполняли тест на рабочую память. Им демонстрировали серию букв и графических символов, причём до неё или после человеку показывали некую инструкцию, которая указывала, что следует заметить в этой последовательности. То есть, например, добровольцу предъявляли единицу, и это значило, что он должен следить за какой-то буквой; если же ему показывали двойку, нужно было наблюдать за неким небуквенным символом — скажем, звёздочкой или снежинкой. Наконец, на последнем этапе испытуемому показывали несколько групп символов сразу, из которых нужно было выбрать те, что содержали заранее оговоренные символы.

Если условие обсуждалось вначале, то подопытным нужно было следить лишь за одним родом символов, и остальные у них проходили мимо рабочей памяти. Если же условие появлялось после демонстрации последовательности, то в рабочую память нужно было загрузить всё, что было увидено. Причём ситуацию могли или усложнить, заставив человека выбрать только один определённый символ, или же упростить — попросив следить за группой символов (к примеру, за любыми буквами). Таким образом можно было проверить, как рабочая память справляется с разным количеством информации и как у неё во втором случае получается извлечь из кучи информации нужную. При этом, понятно, на род информации тут можно было не обращать внимания, везде были одни и те же символы.

Как пишут в журнале Neuron Дэвид Бадре (David Badre) и его коллеги, люди тратили больше времени на задание, когда им приходилось выбирать какой-то конкретный символ и когда это условие возникало после серии символов — то есть когда нужно было запомнить всё (о том, что потом будет условие и нужно запомнить всё до этого, добровольцев также предупреждали заранее). Но исследователей в первую очередь интересовало, как при этом ведут себя разные части мозга, — и оказалось, что главную роль в регуляции потока информации через рабочую память играют хвостатое ядро и дорсальная зона передней премоторной коры.

Участок передней премоторной коры занимается интерпретацией контекста, анализом того, как условие выбора соотносится с текущей ситуацией; в этом задействованы те же нервные цепи, которые включаются, когда мы планируем движение. Хвостатое же ядро выполняет другую функцию: его можно сравнить со светофором, регулирующим дорожный поток; иными словами, хвостатое ядро управляет потоком информации, и от него зависит, какой ширины этот поток будет на входе в память и сколько данных потом направится на сравнение с неким условием.

В зависимости от того, насколько нагружен каждый из этих центров, будет меняться скорость работы памяти: при слишком большом массиве данных хвостатое ядро не сможет успевать проводить их к аналитическому центру, а при слишком специфичном условии (например, нужно увидеть конкретный символ, а не просто род символов) кора не успеет очистить память от ненужной информации.

Возможно, эти сведения помогут при лечении некоторых расстройств памяти, когда человек забывает или долго вспоминает то, что собирался сделать минуту назад.