מהי כמות המידע שמוח יכול לאכסן? האם יש מגבלה? טל

נוסח השאלה המלא: הייתי רוצה לדעת יותר על כמות המידע שהמוח יכול לאחסן. איך? ולמה אנו לא מצליחים להשתמש תמיד בכולו?

קיבולת הזכרון במוח:

כמו נושאים רבים בביולוגיה בכלל ובחקר המוח בפרט – גם בשאלה זו רב הנסתר על הגלוי. רבים מחלקי הפאזל אותו מנסים חוקרים להרכיב בכדי להבין את האופן בו פועלת מערכת הזכרון עדיין לא נמצאו, וישנן מספר בעיות בסיסיות שהתשובות להן אינן חד משמעיות. למשל, ישנו קושי בהגדרת "יחידת זכרון", לא ברור מהי אבן הבניין הבסיסית של הזכרון ועל כן קשה לאמוד את הקיבולת שלו. כמו כן לא ידוע מהו המקום אותו תופס זכרון במוח, והאם זכרונות שונים (למשל זכרונות מפורטים ורחבים יותר) זקוקים ליותר מקום. במקרים רבים לא לחלוטין ברור מהו האופן בו זכרונות נשמרים וכיצד הם נשלפים, איך הם "מקודדים" במוח, ומהם התהליכים הדרושים כדי לשחזר את הזכרון מאותו קוד.

בבואנו לחקור ולשאול שאלות על זכרון, חשוב לשים לב שלא מדובר במערכת אחת, אלא במערכות זכרון שונות שנשלטות על ידי אזורים מוחיים שונים. ניתן לחשוב על דרכים רבות להגדיר מערכות זכרון שונות, למשל לפי סוג התוכן הנלמד, לפי אופן הלימוד ועוד, אך יש חלוקה עיקרית אחת שהמוח פועל לפיה, וזו חלוקה לפי החוויה המודעת בזמן השליפה:

 סוג המידע הנשמר במערכות האלו שונה מאוד זה מזה: בעוד שזכרון דקלרטיבי-סמנטי הוא היכולת לזכור עובדות, זכרון אימפליסיטי של מיומנויות קשור ביכולת לבצע מטלה מוטורית מסויימת (למשל קשירת שרוכים). הבדל זה בין המערכות השונות מקשה על השוואה בין הקיבולות שלהן. עם זאת, ברור כי כמות המידע שהמוח יכול לאחסן משתנה בין מערכת למערכת. באופן כללי הקיבולת של זכרון לטווח ארוך (Long-term memory) תלויה בסוג הזכרון, לדוגמה:

למעשה, ישנה רק מערכת זכרון אחת אשר אנו יודעים להעריך את קיבולתה בצורה טובה יחסית – זכרון לטווח קצר (Short-term memory הידוע גם כ"זכרון עבודה"). זהו סוג הזכרון בו משתמשים כאשר מנסים לשנן מספר טלפון, כתובת, או רשימת קניות ומקובל כי אורך חייו נע בין מספר שניות למספר דקות. המידע אשר נשמר באופן זמני בזכרון העבודה עשוי לעבור לזכרון לטווח ארוך, או להעלם ולהשכח. מחקרים רבים הראו כי קיבולת הזכרון לטווח קצר היא מוגבלת מאוד, ונעה בממוצע סביב 2 ± 7 פריטים. כלומר, אם נבקש מאדם לזכור רשימה של ספרות אותן נקריא לו פעם אחת, רובם המוחלט של האנשים יצליחו לזכור 5-9 ספרות בלבד.

יש הטוענים כי קיבולת הזכרון לטווח ארוך היא אין-סופית מבחינה פונקציונלית, אך בכל זאת החוויה הסובייקטיבית שלנו כבני אדם היא כי אין ביכולתנו לזכור אינסוף פרטים. מודלים שונים המסתמכים על מספר התאים במוח והקשרים השונים בינהם מעריכים את הפוטנציאל המקסימלי של הזכרון בסדר גודל של כ 10¹³ פרטים. גם הערכות שמרניות יותר המגבילות עצמן למספרים הרלוונטיים רק למערכות בעלות תפקיד ישיר בתהליכי זכרון מניבות אמדן גבוהה למדי, אשר נראה כי עליו להספיק לכל המידע אותו אדם יבקש לזכור. על כן כאשר נבחן מדוע לא תמיד ניתן לגשת לכל זכרון וזכרון כרצוננו, נדגיש את התהליכים השונים הקשורים ביצירת הזכרונות ונעמוד על ה"תקלות" אשר יכולות להתרחש בכל אחד מהם.

שלבים ביצירת זכרון:

באופן כללי, פריטי זכרון המגיעים לזכרון לטווח ארוך עוברים את המסלול הבא:

קידוד: הגעתו של מידע לשלב הקידוד תלויה במידה רבה בהפניית קשב, המהווה מעין חיץ בין כמות המידע הזמינה בעולם ברגע נתון לבין כמות המידע אליה נחשף האדם בפועל, הן במודע והן שלא במודע. פרטים רבים בסביבה כלל אינם עוברים קידוד מאחר והם אינם חוצים את מחסום הקשב.
קידוד של זכרונות נעשה ברמות שונות, החל בשינויים חלבוניים בתאי עצב, דרך קשרים בין תא עצב לשכניו וכלה ביחסי גומלין בין אזורי מוח שונים. העיקרון המנחה הוא שקידוד זכרונות נעשה ע"י "רישום" של חוויות בעולם ליצירת שינויים בתאי העצב, אשר מייצגים את החוויה במוח. ייצוגי זכרון יוצרים אסוציאציות בין המרכיבים של החוויה (למשל, בין מה ששמענו למה שראינו). בנוסף, נוצרים קשרים בין זכרונות חדשים לזכרונות קיימים.

קונסולידציה-אחסון: תהליך זה מאפשר העברה של זכרון מטווח קצר לטווח ארוך. גם תהליך זה מתרחש ברמת הקשר בין תאי עצב, וברמת אזורי מוח: מעבר של הזכרון מאזור ההיפוקמפוס לאזורים קדמיים בקליפת המוח (קורטקס). אחסון של זכרון לטווח ארוך יכול להיעשות בדרכים שונות ברמת תאי העצב, לדוגמה: ביטוי גנים שהשפעתם נשמרת לאורך זמן או יצירת מולקולות שפועלות בצורה מעגלית אחת על השניה, וכך משמרות את האפקט לאורך זמן. ישנן מערכות בהן הקונסולידציה מהירה מאוד, כמעט מיידית, וישנן מערכות בהן זהו תהליך שעשוי לקחת פרק זמן של חודשים.
עוד לא ידוע כיצד בדיוק מאוחסן זכרון, אך הסברה היא שמדובר בקשרים בין רשת של תאי עצב המפוזרים במוח. זכרונות ככל הנראה אינם מאוחסנים באזור אחד בלבד, אלא באזורים שונים בהתאם למערכות השונות להן הם שייכים. על כן ישנם מקרים בהם פגיעה מוחית גורמת לאבדן של סוג מסויים של זכרונות בלבד, אך סוגים אחרים אינם נפגעים.

מיקום הקורטקס וההיפוקמפוס במוח, התמונה באדיבות ויקיפדיה.

שליפה: המחקר מתייחס לתהליך שליפת הזכרון כתלוי ברמזים חיצוניים או פנימיים. כך ניתן להסביר מדוע זכרונות רבים אינם זמינים לשליפה בכל רגע נתון, אלא צפים כשמזדמן הרמז המתאים (לדוגמה, אם שמענו שיר כשעברנו ליד מסעדה – בפעם הבאה שנעבור ליד המסעדה, סביר יותר שניזכר בשיר זה מאשר במקומות אחרים). קיימות שתי גישות בהקשר זה: לפי גישה אחת, חלק מהזכרונות שאינם בשימוש הולכים ונחלשים עם הזמן עד שהם נעלמים כליל; הגישה השניה גורסת כי כל הזכרונות נשמרים, אך אנחנו מאבדים את הרמז שדרכו ניתן לשלוף אותם. כך, על אף שהמוח שלנו אוגר כמות עצומה של זכרונות, החלק האחראי על השליפה במוח אינו מצליח תמיד למצוא את הנתיב לזכרון הרצוי.

אם כן, חוסר היכולת "להשתמש" בזכרון נובעת מבעיה באחד משלושת השלבים. בעיות בקידוד או בקשב מונעות מהזכון להווצר מלכתחילה, בעיות בקונסולידציה מונעות ממנו לעבור לעולם הזכרון ארוך הטווח, ובעיות בשליפה לא מאפשרות לנו לדלות את המידע לפי רצוננו ברגע הנכון.
חשוב לזכור כי כמו כל מערכת ביולוגית, גם מערכת הזכרון התפתחה במהלך מיליוני שנות אבולוציה, אך כמות המידע אותו נדרש אדם לזכור עלתה בחדות רק באלפי השנים האחרונות. למעשה, ייתכן כי מערכות זכרון מסויימות התפתחו באופן המעדיף רמה כלשהי של חוסר-דיוק. חלק מסוגי הזכרון אינם מצריכים מידה גבוהה של דיוק בכדי לשרת את מטרתם (למשל זכרון אוטוביוגרפי, המאפשר לאדם לזכור את עברו ולתפקד בחברה למרות שהוא רחוק ממדוייק), ובמקרים מסויימים רמה גבוהה של דיוק עלולה לפגוע בתהליכים של הכללה וקטגוריזציה. על כן ייתכן כי במהלך האבולוציה נבררו דווקא מערכות זכרון לא-מדוייקות, מאחר והיתרונות שהן מספקות עולות על החסרונות.

מאת: מיטל פליטר
המחלקה לנוירוביולוגיה
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים:
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.