Физиология / ВНД-лекц / МЕХАНИЗМЫ ПАМЯТИ

МЕХАНИЗМЫ ПАМЯТИ

Основными свойствами нервной системы является длительное хранение информации о явлениях внешнего мира и реакциях организма на эти события , а также использование этой информации для построения своего поведения. Эти свойства являются основой формирования памяти как нервного процесса. Поведение всех взрослых животных и человека в настоящем в значительной степени определяется жизненным опытом. Память лежит в основе обучения. В результате структурно-функциональных изменений в коре образуются временные связи между нейронными комплексами, которые наз-ся энграммы. Память – это системный процесс. В памяти события располагаются во времени с учетом их реальной длительности. Причем, мозг сворачивает события во времени и образуется внутренний ХРОНОТОП - внутренний пространственно-временной образ внешнего мира. Энграмма из модели прошлого перемещается в будущее и становится фактором, влияющим на будущий поведенческий акт.

ВИДЫ ВРЕМЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ПАМЯТИ

После действия раздражителя на клетку в ней возникают электрические процессы, которые сохраняются в виде следовых процессов еще некоторое время после импульса. Это СЕНСОРНАЯ память. Время хранения следов в сенсорной памяти не более 500 мс, а стирание происходит за 150 мсек. Сенсорная память не зависит от сознания и человек не может на нее повлиять. Следующий период хранения информации наз. КРАТКОСРОЧНАЯ память.

Кратковременная (нестабильная) память осуществляется за счет конформационных перестроек макромолекул, перемещением ионов и метаболических сдвигов в синапсах, что влияет не эффективность синаптической передачи. Большинство ученых считает, что в основе кратковременной памяти лежат электрофизиологические механизмы циркуляции импульсов по замкнутой системе нейронов.

ПРОМЕЖУТОЧНАЯ ПАМЯТЬ длится минуты и часы и в ее основе лежат изменения в структуре синаптических белков и перемещение нейромедиаторов. ДОЛГОВРЕМЕННАЯ ПАМЯТЬ имеет другую физиологическую основу, связанную с синтезом особых белков и изменением в мембранах нейронов и межнейрон- ных связях.

КРАТКОВРЕМЕННАЯ ПАМЯТЬ

Этот вид памяти изучали в опытах на животных. Вырабатывали условный рефлекс. Но потом вводили временную отсрочку. Не давали выполнять какое-то действие, после которого был доступ к кормушкам. Правильность выполнения действий после задержки и характеризовала кратковременную память об условном сигнале. Было выяснено на обезьянах, что в лобных долях вокруг центральной борозды находится « фокус пространственной памяти», где во время отсрочки действия были краткие вспышки импульсной активности нейронов, затем следовала передача возбуждения на другие нейроны и в конце на двигательные нейроны. В лобных долях были обнаружены нейронные круги типа «ловушек» , в которых импульсный ток циркулирует до тех пор пока не переключится на двигательные пирамидные нейроны. В теменных долях также были обнаружены циркулирующие токи.

Остановимся на представлениях Мерка (1979) о видах памяти, с которым согласны наши известные питерские физиологи Ноздрачев, Батуев, Лапицкий и др. При повторении раздражений возникающие ионные сдвиги в синапсах запускают длительные восстановительные процессы. Следствием их является гиперполяризация мембраны, которая сопровождается поступлением аминокислот и синтезом некоторых белков. Вновь синтезированный белок используется синапсами, участвующими в процессе. Мерк указывает такие временные границы памяти: кратковременная угасает через 10 мин после обучения, промежуточная возникает в течение 15 мин после обучения и угасает через 30 мин. Долговременная возникает через 45 мин после обучения и сохраняется неопределенно долгое время. Полагают, что в основе кратковременной памяти лежит повышение калиевой проводимости. В основе промежуточной памяти – активация натриевого насоса. В основе долговременной – активация белкового синтеза.

ДОЛГОВРЕМЕННАЯ ПАМЯТЬ

Классификация видов долговременной памяти была разработана И.С.Бериташвили. Он различал образную, условно-рефлекторную, эмоциональную, и словесно-логическую память Образная память человека и животных – это сохранение в памяти и репродукция однажды воспринятого жизненно важного объекта. Эмоциональная память – это вопроизведение пережитого ранее эмоционального состояния при повторном воздействии раздражителей, обусловивших переживание этого состояния.

Эмоциональная память имеет следующие особенности:

1. она надмодальна, т.е. ее воспроизведение может происходить при любых сенсорных воздействиях.

2. Она реализуется очень быстро и часто с 1 раза.

3. Она характеризуется непроизвольностью запоминания и воспроизведения информации, т.е. пополняет подсознательную сферу психики.

УСЛОВНО-рефлекторная память проявляется в виде воспроизведения условных двигательных и секреторных реакций или заученных привычных движений спустя длительное время после их образования.

СЛОВЕСНО-ЛОГИЧЕСКАЯ - это память на словесные сигналы, обозначающие внешние и внутренние раздражители и свои собственные действия.

При любой разновидности долговременной памяти происходит фиксация образов, предметов и явлений. В ней имеется 3 этапа: формирование энграммы, сортировка и выделение новой информации, долговременное хранение значимой информации.

Основная гипотеза признает, что фиксация следа памяти связана со стойкими изменениями синаптической проводимости в пределах определенного нейронного ансамбля. Происходят сложные структурно-химические преобразования на системном и клеточном уровнях головного мозга.Исследования показали, что при обучении увеличивается количество холинорецепторов , что может быть связано либо с синтезом новых рецепторных молекул, либо активацией уже имевшихся.В опытах установили, что нейроны коры повышают чувствительность к ацетилхолину в процессе образования условного рефлекса. А также, активация рецепторов постсинаптической мембраны облегчает обучение, ускоряет фиксацию, способствует извлечению следа из памяти. И наоборот, антагонисты ацетилхолина нарушают обучение и воспроизведение, вызывая амнезию. Ученые выяснили, что норадреналин и серотонин улучшают память и обучение. Они удлиняют активность нейронов в ответ на действие условного стимула. Считают, что это связано с эмоциональными реакциями. Серотонин причастен к формированию эмоционально положительных, а норадреналин – эмоционально отрицательных состояний.

Процессы долговременной памяти зависят также от уровня метаболизма других нейромедиаторов - гамма-аминомасляной кислоты, глутаминовой кислоты и др.

В настоящее время установлено, что в процессах обучения и памяти участвуют нуклеиновые кислоты и белки. В опытах был обнаружен процесс переноса переноса памяти от обученного мозга к необученному с помощью РНК и белков.Для процессов долговременной памяти необходим полноценный белковый синтез. В формировании устойчивости выработанной энграммы должна существовать система обновления специфических рецепторных белков, либо должны возникать стабильные модификации ДНК, в результате которых в нейронах образуется и пожизненно поддерживается синтез любого нейроспецифического белка.

Линч и Бодри (1984) выяснили, что повторная импульсация в нейроне сопровождается увеличением концентрации Са в постсинаптической мембране. Это активирует фермент – кальций-зависимую протеиназу, которая расщепляет один из белков мембраны. Его расщепление высвобождает замаскированные ранее неактивные белковые глутаматрецепторы. С возрастанием числа активных глутаматрецепторов возникает состояние повышенной проводимости аксошипикового синапса ( в течение 3-: сут.) Предполагают, что активность аксошипикового контакта зависит от концентрации ионов Са , т.к. Са регулирует работу актино-миозинового комплекса, а в ножке шипика находятся сократительные белки , которые при сокращении укорачивают и утолщают ножку шипика. Вследствие этого меняется сопротивление и проведение электрического потенциала.Нельзя не остановиться на работах Унгара (1977) , который изучал роль нейропептидов в явлениях обучения и памяти. Исследовали гормоны гипофиза вазопрессин и окситоцин, а также их фрагменты. Спец. Исследования на животных с генетическим дефектом вазопрессина и нарушением памяти обнаружили ее улучшение после инъекций этого гормона. Оказалось, что другой гормон окситоцин оказывает противоположное действие - нарушение сохранения выработанных навыков. Эндорфины и энкефалины оказывали выраженное влияние на обучение и память – замедляют угашение условных рефлексов, улучшают их сохранение. Хотя и ухудшают их формирование. Ученые считают, что нейропептиды регулируют память через взаимодействие с медиаторами и уже через них оказывают влияние на метаболизм макромолекул. Нейропептиды усиливают или ослабляют действие медиатора. Нейропептиды –спутники вместе с медиаторами создают на постсинаптической мембране специфические рецепторные мозаичные наборы, способствующие более быстрому проведению определенного вида возбуждения.По мнению Ашмарина, 1987, все формы памяти обеспечиваются системой межнейронных взаимодействий, участие же информационных молекул проявляется во включении и выключении различных уже имеющихся генов.