Изучение действия химических ингибиторов памяти . Медикам хорошо известно, что антибиотики подавляют синтез белков микроорганизмами. Это обусловлено ингибирующим действием антибиотиков на образование РНК. Аналогично действует и рибонуклеаза — фермент, разрушающий РНК и препятствующий ее образованию.
Поэтому интересно было проверить, нельзя ли, вводя такого рода ингибиторы в мозг, уничтожить какие-либо приобретенные реакции или помешать формированию новых.
Подобные исследования предпринимались многими учеными. Некоторые из них (например, Агранофф) проверили эту гипотезу на рыбках, которые были обучены избегать одного из отсеков аквариума. Джон (John, 1967) вводил рибонуклеазу в мозг кошки, у которой была выработана зрительная дифференцировка. Флекснер (Flexner, 1967) вводил антибиотик в мозг мыши, обученной избегать одну из ветвей Т-образного лабиринта. Результаты всех этих опытов были примерно одинаковыми. Введение подобных веществ в мозг после обучения действительно приводило к «стиранию» следов памяти, и животное должно было обучаться заново. В то же время такие вещества не влияли ни на кратковременную память, если вводились сразу же после обучения, ни на долговременную, если их вводили спустя длительное время после выработки навыка. Значит, стиратели следов, несомненно, действуют во время периода консолидации, о котором мы говорили выше. Однако достаточно ли этого, чтобы можно было говорить о молекулярном кодировании , которое будто бы и подавляется подобными веществами?
Эксперименты с «переносом молекул памяти» . Увлечение идеями молекулярного кодирования памяти подтолкнуло некоторых ученых к попыткам проверить, нельзя ли осуществить биохимическую передачу каких-то навыков от одних животных другим. В 60-х годах Мак-Коннел и его сотрудники одними из первых проделали подобные опыты на планариях. Планарии — маленькие плоские черви, о которых мы уже говорили в первой главе, — это одни из самых простых животных, у которых имеется подобие мозга.
Исследователи вырабатывали у планарий условную реакцию на включение лампочки, которое сопровождалось электрическим ударом. Поскольку планарии — это животные, пожирающие себе подобных, исследователи растирали в порошок обученных планарий и скармливали необученным. Оказалось, что после этого у таких необученных планарий условные реакции на свет формировались гораздо быстрее, чем у их собратьев, которым скармливали таких же необученных червей.
Вдохновлённые этими результатами, Мак-Коннел и его сотрудники сумели даже выделить из планарий-доноров РНК и ввести ее планариям-реципиентам. При этом тоже был достигнут эффект переноса навыка. По-видимому, сходные результаты были получены и на крысах (McConnel et al., 1970).
Однако столь многообещающие, казалось бы, результаты были встречены многими учеными с недоверием. Представление о «передаче знаний с помощью молекул» вызвало ряд критических замечаний. Указывалось, например, что «формирование условных реакций» на свет могло быть просто сенсибилизацией к этому раздражителю, усиленной в результате поедания ткани уже сенсибилизированной особи.
Действительно, когда у планарий были выработаны более сложные навыки (например, выбор пути в Y-образном лабиринте), эффект переноса уже не проявлялся. Значит, маловероятно, чтобы РНК сама по себе играла здесь ведущую роль.
Унгар (Ungar, 1970) — венгерский ученый, работавший в США, — исследовал выработку избегания определенных мест у крыс и мышей. У этих животных существует врождённая инстинктивная склонность прятаться в темных уголках, однако каждый раз, когда они забегали в затемненный ящик, они получали удар электрическим током. Довольно быстро у них выработалась настоящая боязнь темных мест. После этого Унгар вводил экстракты растертого мозга таких животных необученным реципиентам; в результате оказалось, что животные после этого проводили гораздо меньше времени в темном ящике, чем их собратья, которым был введён гомогенат от необученных доноров. Более того, гомогенизировав мозг сотен обученных крыс, Унгар выделил из него в чистом виде пептид, который назвал скотофобином (дословно: «вызывающий страх темноты»). В дальнейшем он сумел искусственно синтезировать этот пептид и получил с его помощью аналогичные результаты.
Однако в данном случае, по-видимому, речь тоже не шла о «молекулах памяти» в том смысле, в каком о них говорил Мак-Коннел. По мнению Унгара, подобные молекулы действуют скорее всего на уровне синапсов, где они играют роль «указателей», способствующих циркуляции нервных импульсов именно по тем путям, которые необходимы для консолидации нейронных цепей.
Новые нейрофизиологические подходы. Поскольку во всех этих работах исследовались довольно сложные виды научения, в связи с их результатами возникали серьезные вопросы, а интерпретация оказывалась уязвимой для критики.
В 70-х годах некоторые ученые, например Кэндел (Kandel, 1976), пошли по другому пути: они решили тщательно изучить такие простые виды научения, как привыкание (габитуация).
Кэндел ставил свои опыты на аплизии (морском зайце) — крупном моллюске до 30 см длиной (рис. 8.17). У аплизии имеется сифон, с помощью которого она втягивает воду и пропускает ее под мантией; при этом вода фильтруется и из нее извлекаются мелкие организмы, служащие для аплизии кормом. Прикосновение к сифону вызывает реакцию втягивания жабры. Но если это раздражение повторяется, то наступает привыкание и рефлекторное втягивание жабры сначала ослабевает, а затем и вовсе исчезает.
Рис. 8.17. Аплизия, или морской заяц. Этот крупный моллюск всасывает воду через сифон (А ), а затем пропускает ее под мантией (Б ), где из воды отцеживаются мелкие организмы, которые служат для аплизии пищей.
Выбор аплизии был обусловлен тем, что нервная система этого животного функционирует примерно так же, как у позвоночных, и, кроме того, у него относительно мало нервных волокон, идущих к ганглиям. Вдобавок эти волокна довольно толстые (до 1 мм) и поэтому нетрудно установить, откуда они идут и куда приходят. В такие волокна Кэндел мог легко вводить электроды, с помощью которых можно было регистрировать импульсы, идущие от рецепторов к ганглиям или от ганглиев к мышцам. Такая методика позволила Кэнделу тщательно изучить, что происходит в синапсах тех нейронов, которые участвуют в процессе привыкания. Он, в частности, установил, что ослабление двигательной реакции в случае привыкания обусловлено уменьшением количества медиатора, выбрасываемого в синаптическую щель, и соответствующим уменьшением частоты импульсного разряда постсинаптического нейрона.
Разумеется, подобные исследования еще очень далеки от тех тончайших методов регистрации, которые потребуются при изучении нервной системы человека. Однако они позволяют получать четкие и однозначные данные при изучении клеточных аспектов кратковременной памяти у примитивных животных.
Кроме того, результаты этих исследований позволяют наметить первые точки соприкосновения между поисками энграммы, как представлял их себе Лэшли, синаптической теорией и исследованием механизмов облегчения и торможения передачи нервных сигналов с помощью химических медиаторов (см. приложение А).
Интеллект
«Всякий умный человек знает, что такое интеллект… Это то, чего нет у других!» (McNemar, 1964). Из этого шуточного высказывания становится ясно, что определений интеллекта, наверное, не меньше, чем людей, которые пытаются такие определения сформулировать.
Природа интеллекта
Очень долго существовало два мнения относительно интеллекта. Согласно первому из них, интеллект — черта сугубо наследственная: либо человек рождается умным, либо нет. В соответствии же со второй точкой зрения интеллект связан со скоростью восприятия или реагирования на внешние стимулы.
Еще в 1816 году немецкий астроном Бессель утверждал, что он может определить уровень интеллекта своих сотрудников по скорости их реакции на световую вспышку.
В 1884 году английский ученый Гальтон (родственник Дарвина) предъявлял серию тестов лицам, посещавшим Лондонскую выставку. Гальтон был убежден, что представители определенных семей биологически и интеллектуально выше других людей, а также, что женщины в этом отношении явно уступают мужчинам. На выставке Гальтон предлагал десяти тысячам людей подвергнуться различным измерениям (рост, окружность головы и др.) и испытаниям (разного рода тестам на зрительное различение и мышечную силу). К его большому удивлению, по этим данным выдающиеся деятели науки не отличались от простых смертных. Более того, ему пришлось констатировать, что у женщин многие показатели оказались лучше, чем у мужчин.
В 1885 году Дж. Кэттелл разработал с десяток более «психологичных» тестов, которые он назвал «ментальными». В этих тестах определялись быстрота рефлексов, время реакции, время восприятия определенных раздражителей, болевой порог при надавливании на кожу, число букв, запоминаемых после прослушивания буквенных рядов, и т. п. С помощью этих тестов Кэттелл определил параметры реакций на раздражители разной силы. Оказалось, например, что среднее время восприятия звука составляет около 0,1 секунды, а среднее время реакции на тот же звук — примерно 0,2 секунды. Особенно важным результатом явился тот факт, что если у большинства людей эти показатели лишь ненамного отклоняются от среднего уровня, то у какой-то части испытуемых время реакции было значительно больше или меньше наиболее типичных величин. Представив эти данные графически, Кэттелл получил колоколообразную кривую, сходную с кривыми распределения некоторых физических или химических показателей (см. приложение Б).
Представления, сформировавшиеся в результате двух этих разнообразных исследований, легли в основу способов объективной оценки интеллекта. При этом была создана определенная концепция человеческого разума, продержавшаяся в течение многих лет.
В тестах, которые были разработаны позже, показателем эффективности служило время, затраченное испытуемым на решение предложенных задач. Главным измерительным прибором психологов стал хронометр: чем быстрее справлялся с заданием испытуемый, тем больше он набирал очков.
Колоколообразное распределение времени реакции, полученное Кэттеллом, было использовано для оценки интеллекта с помощью различных тестов и для выяснения вопроса о том, как распределяется уровень интеллекта среди населения. При этом по одну сторону от среднего уровня оказывались «отсталые», а по другую — «сверходаренные». И наконец, периодически всплывало представление о том, что интеллект должен быть наследственным свойством и составлять в основном прерогативу белой «расы». Это представление и до сих пор дискутируется на страницах солидных научных журналов.
Между тем ученые, разработавшие первые тесты на интеллект (например, Binet, Simon, 1905), рассматривали это свойство более широко. По их мнению, человек, обладающий интеллектом, — это тот, кто «правильно судит, понимает и размышляет» и кто благодаря своему «здравому смыслу» и «инициативности» может «приспосабливаться к обстоятельствам жизни».
Эту точку зрения разделял и Векслер — ученый, создавший в 1939 году первую шкалу интеллекта для взрослых. Он считал, что «интеллект — это глобальная способность разумно действовать, рационально мыслить и хорошо справляться с жизненными обстоятельствами», т. е., короче говоря, «успешно меряться силами с окружающим миром».
Сегодня большинство психологов согласны именно с этим определением интеллекта, который рассматривается как способность индивидуума адаптироваться к окружающей среде .
Вызывает удивление, однако, что те же ученые, которые сформулировали такого рода концепцию, в предлагаемых ими тестах приняли за главный показатель интеллекта скорость выполнения определенных заданий. Подобный показатель, так же как и построение кривых распределения по интеллекту, плохо согласуется с широким понятием адаптации. Этот парадокс можно объяснить только упомянутыми уже историческими традициями и определенной системой школьного воспитания. К этим вопросам мы еще вернёмся в настоящей главе.
Что же касается самих тестов на интеллект, то они в значительной степени зависят от того, как каждый исследователь представляет себе это свойство личности. И хотя в настоящее время психологи пришли к согласию по поводу общего определения интеллекта, его компоненты и способы их оценки все еще вызывают споры.
Структура интеллекта
Является ли интеллект единым целым или он состоит из отдельных способностей, соответствующих специфическим потенциям? Нельзя ли определить интеллект как набор таких потенций, число и значение которых зависит от встающих перед индивидуумом задач? Не существуют ли различные типы интеллекта для задач разных уровней сложности?
В нашем веке были сформулированы различные теории, пытавшиеся ответить на эти вопросы. Краткий обзор этих теорий мы и постараемся дать в настоящем разделе.
Фактор G
В начале века Спирмен (Spearman, 1904) пришел к выводу, что он может, исходя из поведения индивидуума, выделить некий «генеральный» фактор интеллекта, который он назвал фактором G . Однако нельзя было не признать, что при решении арифметической задачи, ремонте двигателя или изучении иностранного языка мозг работает по-разному. Некоторые люди более способны к одним видам деятельности, чем к другим, хотя общий («генеральный») уровень интеллекта у них может быть сходным. Поэтому Спирмен наряду с фактором G ввёл еще фактор S, служащий показателем специфических способностей.
Итак, с точки зрения Спирмена, каждый человек характеризуется определенным уровнем общего интеллекта, от которого зависит, как этот человек адаптируется к окружающей среде. Кроме того, у всех людей имеются в различной степени развитые специфические способности, проявляющиеся в решении конкретных задач такой адаптации.
Интеллект и первичные способности
Многие психологи поняли, что представление о едином интеллекте не вполне соответствует действительности и не отражает всего разнообразия задач, которые возникают при адаптации к окружающему миру. Каждый человек в повседневной жизни действует по-своему, и его интеллект при этом проявляется в его перцептивных, мнемических, языковых, счетных и иных способностях.
Тёрстоун (Thurstone, 1938) с помощью статистических методов исследовал эти различные стороны общего интеллекта, которые он назвал первичными умственными потенциями . Он выделил семь таких потенций:
1) счетную способность , т. е. способность оперировать числами и выполнять арифметические действия;
2) вербальную (словесную) гибкость , т. е. легкость, с которой человек может объясняться, используя наиболее подходящие слова;
3) вербальное восприятие , т. е. способность понимать устную и письменную речь;
4) пространственную ориентацию , или способность представлять себе различные предметы и формы в пространстве;
5) память ;
6) способность к рассуждению ;
7) быстроту восприятия сходств или различий между предметами или изображениями, а также их деталей.
По мнению Тёрстоуна, достаточно лишь разработать тесты на каждую из этих способностей, и можно будет вычертить профиль интеллектуального потенциала индивидуума (рис. 9.1). Оказалось, однако, что все эти способности отнюдь не столь независимы друг от друга, как полагал Тёрстоун, и что необходима еще бо льшая детализация факторов интеллекта.
Рис. 9.1. Пример теста, разработанного Тёрстоуном для оценки пространственных представлений. Необходимо указать, какая рука изображена на каждой из этих картинок — левая или правая.
Некоторые психологи, например Гилфорд (Guilford, 1959), выделили до 120 факторов интеллекта, исходя из того, для каких умственных операций они нужны, к каким результатам приводят эти операции и каково их содержание (как мы уже знаем, оно может быть образным, символическим, семантическим или поведенческим) (рис. 9.2).
Рис. 9.2. Структура интеллекта по Гилфорду. Его кубическая модель представляет собой попытку определить каждую из 120 специфических способностей, исходя их трех размерностей мышления: о чем мы думаем (содержание), как мы об этом думаем (операция) и к чему приводит это умственное действие (результат). Например, при заучивании таких символических обозначений, как сигналы азбуки Морзе (E12), при запоминании семантических преобразований, необходимых для спряжения глагола в том или ином времени (DV3), или при оценке изменений в поведении, когда необходимо пойти на работу по новому пути (AV4), вовлекаются совсем различные типы интеллекта.
Специфика интеллектуальной активности в зависимости от выполняемой задачи
В отличие от всех упомянутых выше психологов Томсон (Thomson, 1939) не остановился на анализе способностей или факторов, благодаря которым могут решаться различные задачи. Он занялся изучением самих этих задач и всей совокупности факторов, которые нужны для их решения. Томсон отмечал, что для выполнения любого задания — будь то приготовление какого-то блюда, овладение музыкальным инструментом, ремонт автомобильного мотора или изучение раздела нашей книги — необходимо одновременное участие множества различных и, как правило, специфических факторов.
Кроме того, становление каждого из этих факторов индивидуально. Оно зависит от накопленного багажа знаний и от особенностей мышления и действия, которые могут быть врождёнными или приобретенными (Thomson, 1952). Поэтому, как полагает Томсон, очень трудно или даже невозможно измерять и сравнивать между собой столь разнообразные и индивидуальные способности.
Уровни интеллекта
По мнению некоторых психологов, одни задачи требуют конкретного, а другие — абстрактного интеллекта.
Конкретный , или практический, интеллект помогает нам решать повседневные проблемы и ориентироваться в наших взаимоотношениях с различными предметами. В связи с этим Йенсен (Jensen, 1969) относит к первому уровню интеллекта так называемые ассоциативные способности, позволяющие использовать определенные навыки или знания и вообще информацию, хранящуюся в памяти. Что касается абстрактного интеллекта, то с его помощью мы оперируем словами и понятиями, и Йенсен относит его ко второму уровню интеллекта — уровню когнитивных способностей .
По мнению Йенсена, соотношение между этими двумя уровнями у каждого человека определяется наследственными факторами. Несколько позже, когда мы будем обсуждать вопрос о роли врождённого и приобретенного в развитии интеллекта, мы еще вернёмся к этому автору и к его весьма острым полемичным представлениям (см. досье 9.1).
Истоки интеллекта
Как же развиваются различные потенции и как благодаря им происходит становление более или менее разумного поведения?
Развитие интеллекта
По мнению Кэттелла (Cattell, 1967), у каждого из нас уже с рождения имеется потенциальный, или «жидкий», интеллект (intelligence fluide). Именно он лежит в основе нашей способности к мышлению, абстрагированию и рассуждению. Примерно к 20 годам этот интеллект достигает своего наибольшего расцвета. С другой стороны, формируется «кристаллический» интеллект (intelligence cristallisée), состоящий из различных навыков и знаний (лингвистических, математических, социальных и т. п.), которые мы приобретаем по мере накопления жизненного опыта.
Потенциальный интеллект — это совокупность врождённых способностей, которые используются индивидуумом для решения проблем адаптации к окружающей среде. «Кристаллический» же интеллект образуется именно при решении этих проблем и требует развития одних способностей за счет других, а также приобретения конкретных навыков.
Хебб (Hebb, 1974) с несколько иных позиций выдвигает представление об интеллектах A и B. Интеллект A — это тот потенциал, который создается в момент зачатия и служит основой для развития интеллектуальных способностей личности. Что касается интеллекта B, то он формируется в результате взаимодействия этого потенциального интеллекта с окружающей средой. Оценить можно только этот «результирующий» интеллект, наблюдая, как совершает умственные операции индивидуум. Поэтому мы никогда не сможем узнать, что представлял собой интеллект A. В лучшем случае, по мнению Хебба, мы могли бы лишь примерно оценить этот интеллект, если бы знали, что индивидуум уже с первых мгновений жизни находился в идеальных условиях, обеспечивающих всестороннее развитие наследственного потенциала, что, конечно, неосуществимо.