Археология рабочей памяти

 

Хотя поиски монолита еще не закончены, данные, полученные в ходе археологических раскопок, с большой долей вероятности свидетельствуют о значительном улучшении рабочей памяти на протяжении каких-нибудь десяти тысяч лет. Чтобы вам стало понятнее, давайте вернемся на сто тысяч лет назад и понаблюдаем за двумя неандертальцами, Пратом и его подругой Гурк. Они живут в пещере вместе с другими неандертальцами. Прата можно назвать самым ценным членом племени, потому что он умеет делать самые лучшие наконечники для копий.

Для начала Прату нужно найти подходящий камень. Он должен быть достаточно большим и иметь специфическую форму. Найдя такой камень, или нуклеус, Прат бормочет: «Бург!» При этом включается рудиментарная рабочая память, которая связывает последовательность звуков (бург) и объект (камень). Затем Прат начинает обработку камня – процесс, называемый первичным раскалыванием. Он работает с большой точностью, пока нуклеус не станет похожим на панцирь черепахи. Теперь одним сильным ударом можно отколоть от нуклеуса крупные осколки, которые получаются острыми и тонкими. Прикрепленные к копью, они становятся отличным оружием, способным пробить кожу животного.

 

Первичное раскалывание: нуклеус перед ударом (слева), готовый осколок (справа)

 

Прат настолько хорошо овладел этой техникой, что однажды сделал девять осколков из одного нуклеуса – это выдающийся результат для первобытных людей. Если бы в те времена была «Книга рекордов Гиннесса», то на первой странице мы увидели бы сияющую от гордости физиономию Прата с пресловутыми девятью наконечниками. При изготовлении каменных наконечников для копий требуются сила и умение продумывать свои действия наперед. Для успешной работы Прату приходится держать в уме две единицы информации:

1. Внешний вид подходящего нуклеуса.

2. Последовательность действий для придания ему идеальной формы.

 

Чтобы все в племени знали, что Прат является лучшим специалистом по наконечникам, Гурк сделала для него бусы из ракушек. Только самые искусные мастера-изготовители наконечников имеют право носить такое украшение. Сама Гурк заслужила уважение соплеменников, родив очередного ребенка. Она светится от гордости при слове «дург», что значит малыш-крепыш, здоровый ребенок. Чтобы связать воедино материальный объект (ракушку) и его вербальное (словесное) обозначение, необходимо задействовать рабочую память. Именно она поможет сопоставить символ и статус, который он обозначает, или слово и понятие, которому оно соответствует.

В приведенном примере есть одна проблема: дело в том, что, по всем имеющимся данным, за сотни тысяч лет неандертальцы ничуть не продвинулись вперед. Иными словами, они застряли на уровне бус и простейших наконечников для копий, а их «язык» представлял собой несколько односложных слов, таких как «бург» и «дург». На самом деле орудия и артефакты древних людей настолько примитивны, что для их производства было достаточно самых базовых навыков рабочей памяти, на уровне пятилетнего ребенка.

Если бы неандерталец и человек разумный могли помериться знаниями, то последний победил бы с огромным отрывом. А если провести интеллектуальное соревнование между самым умным неандертальцем и современным восьмилетним ребенком, то малыш, несомненно, вышел бы победителем.

Если верхом мечтаний неандертальца был заостренный камень, то перед человеком разумным открылись, казалось бы, бескрайние перспективы. Давайте представим себе, какой была жизнь двух Homo Sapiens – Звероловки и ее друга, Рыболова (обратите внимание на более сложные, по сравнению с неандертальскими, имена).

Звероловка и Рыболов живут на территории современной Европы в эпоху позднего палеолита, которая началась около сорока тысяч лет назад. Они ведут кочевой образ жизни и постоянно ищут способы, позволяющие с максимальной эффективностью выполнять ту или иную работу. Переходя из одной пещеры в другую, они берут с собой множество каменных орудий, каждое из которых имеет свое узкое назначение: тонкие каменные ножи, возможно, используются для подрезания волос, крепкие камни с острыми краями – для дробления костей, чтобы добраться до вкусного костного мозга, каменные ножи со слегка загнутыми вверх лезвиями – чтобы тонко нарезать мясо, а ножи с загнутыми вниз лезвиями – для выкапывания разнообразных кореньев.

У каждого члена племени своя роль (она выражена в имени), которая предполагает постоянное познавательное взаимодействие с окружающим миром, умение находить и применять с помощью рабочей памяти для создания необходимых конструкций такие предметы, как камень, дерево и кость. Разделение ролей в племени предполагает также существование развитой системы планирования. Представьте себе швейцарский армейский нож: возможно, он не нужен вам в данный момент, но если вы собираетесь в поход, то обязательно возьмете его с собой, потому что вам наверняка понадобится пила, обыкновенный или консервный нож.

Томография мозга современных людей свидетельствует о том, что при продумывании будущих действий активизируется префронтальная кора. Исследование, проведенное учеными Университета Карнеги – Меллон с использованием аппарата функциональной магнитно-резонансной томографии, показало усиленную работу префронтальной коры испытуемых при выполнении задач, требующих планирования.

В упомянутом исследовании участникам эксперимента предлагалось решить головоломку на планирование под названием Ханойская башня. Даны три стержня, на один из которых нанизаны разноцветные кольца разного размера. Задача состоит в том, чтобы перенести все кольца с первого стержня на третий, соблюдая следующие правила: за один раз разрешается переносить только одно кольцо, причем нельзя класть большее кольцо на меньшее. Казалось бы, ничего сложного, но на самом деле для решения этой головоломки требуется приложить значительные усилия и хорошенько продумывать каждый ход.

Отправляясь на поиски пищи или на охоту, Звероловка и Рыболов продумывают наперед, какие приспособления и оружие нужно взять с собой. Перед каждым из них стоит реальная задача, для решения которой потребуется активизировать рабочую память. К примеру, Звероловка может рассуждать так: «Что собирать сегодня: ягоды, орехи или коренья? Ягоды еще не поспели, а орехи, которые я нашла вчера, оказались пустыми. Пойду накопаю съедобных кореньев. Для этого мне понадобится нож с загнутым вниз лезвием».

Собираясь на охоту, Рыболов думает о том, какое животное или рыба будет сегодня объектом охоты: лосось, мамонт, лиса, горный козел, белка. «Вчера я видел недалеко от пещеры стадо горных козлов, буду охотиться на них». Теперь нужно решить, какие приспособления и оружие ему понадобятся. Рыболов будет рассуждать приблизительно так: «Массивное тяжелое копье, с которым ходят на мамонта, не подойдет. Возьму копье полегче, чтобы его было удобно метать. Еще нужно взять большой нож, чтобы освежевать добычу, и трут, чтобы развести огонь и поджарить мясо».

Если Звероловке предстоит поставить ловушки для поимки добычи, ей также придется обратиться к рабочей памяти и одновременно обрабатывать в уме четыре единицы информации. Это вдвое больше того объема сведений, который был доступен неандертальцам Прату и Гурк:

1. Зверь, на которого она охотится, ведь для лисы и для кабана, к примеру, нужны совершенно разные ловушки.

2. Знание местности, чтобы выбрать лучшее место для ловушки.

3. Умение приблизительно рассчитать шансы на успех и в зависимости от этого решить, сколько ловушек стоит поставить.

4. Чувство времени, чтобы знать, когда нужно проверить ловушку.

 

Рабочая память Homo Sapiens может обрабатывать гораздо большие объемы информации, чем рабочая память их далеких предков, неандертальцев, и это становится важным эволюционным преимуществом. Благодаря новаторскому исследованию, проведенному Томасом Винном и Фредериком Кулиджем, учеными из Колорадского университета, мы приблизились к лучшему пониманию роли рабочей памяти в процессе эволюции человека. Большинство ученых разбираются, как правило, в одной области науки, но иногда среди них встречаются и специалисты широкого профиля. Они, подобно отважному Индиане Джонсу, отправляются к границам неизведанного, только без кнута и шляпы. Такие ученые – искатели приключений, как Томас Винн и Фредерик Кулидж, сопоставляют знания из разных областей науки и открывают новые горизонты.

В 2000 году ученый-психолог Фредерик Кулидж изучал исполнительную функцию головного мозга, которая представляет собой набор сложных навыков, тесно связанных с рабочей памятью. Археолог Томас Винн в это время исследовал умственные процессы, которые задействовались при изготовлении простейших орудий. В один прекрасный день состоялась судьбоносная встреча этих двух ученых, что стало началом их плодотворного сотрудничества. Кулидж всегда интересовался археологией, а Винн – мыслительными процессами. Работая вместе, они смогли выйти на качественно новый уровень – уровень когнитивной археологии. В своей книге «Происхождение Homo Sapiens: Эволюция современного мышления» (The Rise of Homo Sapiens: The Evolution of Modern Thinking), они высказывают предположение, что двигателем эволюции могла стать улучшенная рабочая память, благодаря которой человек смог перейти от простейших задач (костяные и каменные орудия) к самым сложным (запуск спутников).

Особое внимание уделяется именно улучшению рабочей памяти. Томас Винн и Фредерик Кулидж не спорят, что рабочая память существовала и до познавательного скачка (вспомните наших знакомых неандертальцев, Прата и Гурк, которые одновременно могли удерживать в рабочей памяти две единицы информации). Но в какой-то момент произошло ее кардинальное улучшение, которое послужило толчком к появлению технологических, социальных и культурных открытий.

Увидеть этот принцип в действии можно на примере племен охотников и собирателей Папуа – Новой Гвинеи, у которых еще сохранился уклад каменного века. К примеру, в колчане охотника может лежать десять разных стрел, каждая из которых предназначена для использования в конкретной ситуации: одна – для охоты на мелких животных, вторая – для более крупной добычи, а третья пропитана смертоносным ядом и ею можно убить человека. «Современные люди каменного века» также пользуются самыми разными веревками, костяными ножами, скребками, каменными и деревянными топорами для выполнения сложных задач. Рассмотрим, как эти племена добывают саго из саговой пальмы. Мужчины валят пальму с помощью каменных топоров и веревок, женщины очищают ценную сердцевину с помощью деревянных топоров. Затем с помощью специальной дренажной системы из раздробленной сердцевины извлекается крахмал.

Точно так же получают саго и на современных фабриках Индонезии. Конечно, большая часть процесса автоматизирована, но метод добычи поразительно похож. Продумывание пошаговых действий и распределение ролей между исполнителями требует активизации рабочей памяти. Сначала нужно составить план, затем внести в него коррективы с учетом конкретных обстоятельств и подобрать тех, кто будет его осуществлять. Если не продумать процесс с помощью рабочей памяти, многие люди останутся голодными.