39. Память. Типы и виды памяти. Нейрофизиологические механизмы сенсорной, кратковременной и долговременной памяти.

Память – это способность нервной системы запечатлевать, хранить, извлекать и воспроизводить информацию о событиях внешнего мира. Существует несколько классификаций видов памяти.

Например, по качественным характеристикам воспринимаемой информации (стимулов) различают словесно-логическую и чувственно-образную память. Иначе – вербальную и невербальную (зрительную, слуховую, вкусовую и др.).

В зависимости от временных характеристик и механизмов образования различают не менее трех видов памяти: мгновенную (иконическую), кратковременную и долговременную.

Мгновенная (иконическая) память представляет собой следовые электрохимические процессы, происходящие в рецепторах, в частности зрительной сенсорной системы, в результате внешнего воздействия. Длится она доли секунды.

Кратковременная память подразделяется на собственно кратковременную или первичную и промежуточную или вторичную память. Время хранения информации в собственно кратковременной памяти составляет минуты, в промежуточной памяти – от нескольких минут до нескольких часов, а по некоторым данным и нескольких месяцев. Емкость кратковременной памяти – 5–9 элементов.

Долговременная память связана с неопределенно долгим хранением информации. Процесс перехода информации из кратковременной в долговременную память называется консолидацией или упрочением следа памяти.

Механизмы памяти.

Кратковременная память представляет собой следовые процессы в нейронах соответствующих центров. Полагают, что это есть циркуляция импульсов в пределах конкретных групп нейронов, которая может длиться от нескольких секунд до нескольких минут. При этом за время циркуляции электрического нервного импульса по замкнутому контуру происходит трансформация белковых молекул, особенно в мембранах контактирующих нейронов. Это приводит к облегчению проведения импульса в синапсах.

Процесс перехода информации в долговременную память – консолидация – происходит при ряде условий:

– если информация обладает определенной ценностью для человека;

– если информация часто повторяется;

– в связи с неосознанными обстоятельствами.

Как полагают, ученые консолидация может протекать по такой схеме. Активируется синаптическая передача, медиаторы вовлекают в процесс мембранный фермент аденилатциклазу, под действием которой из АТФ образуется цАМФ. В присутствии ионов кальция, магния и других. цАМФ приводит в действие процессы фосфорилирования, в частности, активизирует протеинкиназу, которая обеспечивает синтез новых мембранных и цитоплазматических белков. В процессе консолидации играют роль многочисленные нейропептиды, модуляторы и медиаторы (АКТГ, вазопрессин, эндорфины). Образование новых синапсов и синаптических связей определяется активностью синтеза белка и РНК, который значительно выше во время сна.

40. Мышление и речь. Первая и вторая сигнальные системы. Нервные центры мышления и речи.

Мышление — сложнейший вид корковой деятельности человека в процессе приспособления к новым условиям, в разрешении им новых задач. Процессы мышления сводятся: 1) к образованию общих представлений и понятий; 2) суждений и умозаключений.

К первой сигнальной системе Павлов отнес все условные рефлексы, образующиеся в результате совпадения реальных раздражителей с какой-либо врожденно значимой деятельностью организма. В этом случае различные зрительные, слуховые, тактильные и прочие раздражители являются сигналами скорого появления подкрепляющих стимулов.

Характерными чертами условных рефлексов 1-й сигнальной системы являются:

1) конкретность сигнала (то или иное явление окружающей действительности);

2) подкрепление безусловным раздражителем (пищевым, оборонительным, половым);

3) биологическая природа достигаемого приспособления (к наилучшему питанию, обороне, размножению).

Ко второй сигнальной системе Павлов отнес все речевые ассоциативные связи, формирующиеся в результате совпадения слов с действием обычных сенсорных раздражителей или с другими словами. Слово для человека — такой же реальный сигнал, как и все остальные стимулы, влияющие на организм. Слово способно заменять, символизировать реальные раздражители, выполняя функции как бы «сигнала сигналов» (именно отсюда берет свое начало термин «вторая сигнальная система»). У взрослого человека вторая сигнальная система охватывает все производные речи, вплоть до рисунков-символов, языка жестов и т.п.

Характерными чертами условных рефлексов 2-й сигнальной системы являются:

1) распространение сигнального значения слов на все смежные, похожие факты и явления, т.е. всё более широкое обобщение понятий и отвлечение от конкретных частностей (человек идёт, поезд тоже идёт, часы идут, дождь идёт и т.п.);

2) одномоментность формирования и перестройки временных нервных связей. Например, можно объяснить приезжему, как найти нужный ему дом, и человек, никогда не бывший в этом городе, прямо придет к месту назначения Животное же, чтобы найти правильный путь в лабиринте, сделает множество проб и ошибок.

3) Отображение во второй сигнальной системе временных связей, образованных в первой, и наоборот. Например, если у человека выработать условный рефлекс вставания на звук звонка, а затем вместо включения звонка сказать слово «звонок», то человек встанет. Или же, если словами описывать вид и вкус любимого человеком кушанья, то у человека начнет выделяться слюна.

4) Чем более абстрактно и отвлеченно понятие, выраженное словом, тем слабее связь этого словесного сигнала с конкретным сигналом 1-й сигнальной системы.

5) Более высокая утомляемость и подверженность внешним влияниям рефлексов второй сигнальной системы по сравнению с первой.

Организация речевого ответа.

Клинические данные позволяют выстроить следующую последовательность событий. Заключенная в слове акустическая информация обрабатывается в "классической" слуховой системе и в других "неслуховых" образованиях мозга (подкорковых областях). Поступая в первичную слуховую кору (зону Вернике), обеспечивающую понимание смысла слова, информация преобразовывается там для формирования программы речевого ответа. Для произношения слова необходимо, чтобы "образ", или семантический код, этого слова поступил в зону Брока. Обе зоны — Брока и Вернике связаны между собой дугообразным пучком нервных волокон. В зоне Брока возникает детальная программа артикуляции, которая реализуется благодаря активации лицевой зоны области моторной коры, управляющей лицевой мускулатурой.           

Однако, если слово поступает через зрительную систему, то вначале включается первичная зрительная кора. После этого информация о прочитанном слове направляется в угловую извилину, которая связывает зрительную форму данного слова с его акустическим сигналом в зоне Вернике. Дальнейший путь, приводящий к возникновению речевой реакции, такой же, как и при чисто акустическом восприятии.            При звуковом восприятии слов активируются две зоны: первичная слуховая зона и височно-теменная. По-видимому, левая височно-теменная зона непосредственно связана с операцией фонологического кодирования, т.е. воссоздания звукового образа слова. При чтении (восприятии письменных знаков) эта зона, как правило, не активируется. Основные очаги возбуждения при восприятии написанных слов находятся в затылке: первичной проекционной и вторичных ассоциативных зонах, при этом охватывая как левое, так и правое полушарие. Судя по этим данным, зрительный "образ" слова формируется в затылочных областях.

Семантический анализ слова и принятие решения в случае смысловой неоднозначности осуществляется главным образом при активном включении передних отделов левого полушария, в первую очередь, фронтальной зоны. Предполагается, что именно эта зона связана с нервными сетями, обеспечивающими словесные ассоциации, на основе которых программируется ответное поведение

Три уровня внутренней речи. Первый уровень связан с механизмами действия и владения отдельными словами, обозначающими события и явления внешнего мира. Этот уровень реализует так называемую номинативную функцию языка и речи и служит в онтогенезе основой для дальнейшего развития механизмов внутренней речи. Второй уровень соотносится с образованием множественных связей между базовыми элементами и материализованной лексикой языка, так называемой "вербальной сетью". В многочисленных электроэнцефалографических экспериментах было показано, что объективной и языковой связанности слов соответствует связанность их следов в нервной системе. Эти связи и есть "вербальные сети", или "семантические поля".  

Третий уровень. Поскольку речь человека всегда динамична и индивидуальна, то "вербальная сеть" в силу своих особенностей, таких как статичность и стандартность, может составлять лишь предпосылку и возможность речевого процесса. Поэтому, в механизме внутренней речи существует третий динамический уровень, соответствующий по своим временным и содержательным характеристикам продуцируемой внешней речи. Этот уровень состоит из быстро сменяющихся активаций отдельных узлов "вербальной сети", так, что каждому произносимому человеком слову предшествует активация соответствующей структуры внутренней речи, переходящая путем перекодирования в команды артикуляционным органам

41. Нейрофизиология сна. Сон с точки зрения физиологии. Классификация стадий сна. Особенности парадоксального сна. Метод электроэнцефалографии (ЭЭГ), ритмы ЭЭГ, связанные со стадиями сна. Структуры мозга, связанные с циклом «сон-бодрствование» (субстраты сна).

Сон - физиологическое состояние, которое характеризуется прежде всего с потерей активных психических связей субъекта с окружающим его миром.

Сон характеризуется прежде всего потерей активного сознания. Глубоко спящий человек не реагирует на многие воздействия окружающей среды; если они не имеют чрезмерной силы. Рефлекторные реакции во время сна снижены. Сон характеризуется фазовыми изменениями ВНД, которые особенно отчетливо проявляются при переходе от бодрствования ко сну. При переходе от состояния бодрствования ко сну наблюдаются следующие фазы:

* уравнительная,

* парадоксальная,

* ультрапарадоксальная,

* наркотическая.

Уравнительная фаза характеризуется тем, что животные начинают отвечать одинаковыми по величине условно-рефлекторными ответами на условные раздражители различной силы. Во время парадоксальной фазы на слабые условные раздражители наблюдается большая по величине условных раздражителей. В наркотическую фазу животные отвечать условно-рефлекторной реакцией на любые условные раздражители.

Объективные характеристики состояния сна отчетливо обнаруживается на ЭЭГ и при регистрации ряд изменений, протекающих в несколько стадий. В состоянии бодрствования характерной является низкоамплитудная высокочастотная ЭЭГ активность (бета-ритм). При закрывании глаз и расслаблении эта активность сменяется альфа-ритмом малой амплитуды. В этот период происходит засыпание человека, он постепенно погружается в бессознательное состояние. В этот период пробуждение происходит достаточно легко. Через некоторое время альфа-волны складываются в "веретена". Через 30 минут стадия "веретен" сменяется стадией высокоамплитудных медленных тета-волн. Пробуждение в эту стадию затруднено. Эта стадия сопровождается рядом изменений вегетативных показателей: уменьшается частота сердечных сокращений, снижается кровяное давление, температура тела и др. Стадия тета-волн сменяется стадией высокоамплитудных сверхмедленных дельта-волн. Когда бессознательное состояние становится еще глубже, дельта-волны нарастают по амплитуде и частоте. Дельта-сон - это период глубокого сна. Частота сердечных сокращений, артериальное давление в эту фазу достигают минимальных значений.

Описанные изменения ЭЭГ составляют "медленноволновую" часть сна, она длится 1-1,5 часа. Эта стадия сменяется появлением в ЭЭГ низкоамплитудной высокочастотной активности, характерной для состояния бодрствования (бета-ритм). Так как эта стадия появляется в фазу глубокого сна, то она получила название «парадоксального» или «быстроволнового» сна.

Таким образом, по современным представлениям весь период одного цикла сна делится на два состояния, которые сменяют друг друга (такая смена происходит 6-7 раз в течение ночи) и резко отличаются между собой:

• медленноволновый или медленный (ортодоксальный) сон;

• быстроволновый или парадоксальный сон.

Основными анализируемыми параметрами ЭЭГ являются частота и амплитуда волновой активности. Регистрируется четыре основных физиологических ритма: альфа-, бета-, тета- и дельта-ритмы .

• В состоянии относительного покоя чаще всего регистрируется альфа-ритм (8 – 13 колебаний в 1 с);

• в состоянии активного внимания – бета-ритм (14 и выше колебаний в 1 с);

• при засыпании и некоторых эмоциональных состояниях – тета-ритм (4 – 7 колебаний в 1 с);

• при глубоком сне, потере сознания, наркозе – дельта-ритм (1 – 3 колебаний в 1 с).

Стадии сна:

• А - легкая сонливость, спокойное бодрствование (альфа-ритм - 8-13 колеб./сек; Гц, 30-70 мкВ)

• В – нерегулярная активность (различная частота) – поверхностный сон

• С – веретенообразные колебания (сигма-ритм, 12-14 колеб./сек)

• D – смешанная, медленные высокоамплитудные колебания (дельта-ритм до 200-300 мкВ, 3-4 колеб./сек)

• Е - медленные высокоамплитудные колебания (дельта-ритм 0,5-3 колеб./сек)

! Дельта-ритм – глубокий сон, наркотический сон, кома

Тета- ритм (4-7 колеб./сек, 10-100 мкВ)

• Р – парадоксальный сон, третье состояние; низкоамплитудные волны, 30 и > колеб./сек; длительность – 5-20 мин; 4-5 раз в течение ночи

• 4-6 циклов сна

Это из презенации:

Это из интернета:

• механизм регуляции ритма активность-покой, включающий сетчатку глаз, супрахиазматические ядра гипоталамуса(главный ритмоводитель организма) и эпифиз, выделяющий гормон мелатонин.

• механизмы поддержания бодрствования — подкорковые активирующие системы, обеспечивающие весь спектр сознательной деятельности человека, расположенные в ретикулярной формации, в области синего пятна, ядер шва, заднего гипоталамуса, базальных ядер переднего мозга; в качестве медиаторов их нейроны выделяют глутаминовую кислоту, ацетилхолин, норадреналин, серотонин и гистамин.

• механизм медленного сна, который реализуется особыми тормозными нейронами, разбросанными по разным отделам мозга и выделяющими один и тот же медиатор — гамма-аминомасляную кислоту.

• механизм парадоксального сна, который запускается из четко очерченного центра, расположенного в области так называемого варолиева моста и продолговатого мозга. Химическими передатчиками сигналов этих клеток служат ацетилхолин и глутаминовая кислота.