7.2. Механизмы запечатления на уровне отделов мозга

Карл Лешли обучал животных решению определенной задачи, а затем удалял один за другим различные участки коры головного мозга в поисках места хранения следов памяти. Оказалось, что независимо от количества удаленной коры место, где хранятся энграммы, найти не удалось. Он сделал вывод, что память одновременно находится в мозге везде и нигде.

Позже было доказано, что в процессах памяти участвуют многие отделы коры и подкорковые образования. При этом следы памяти многократно дублируются в коре и подкорке.

Мозжечок «программирует» координацию многочисленных отдельных движений, составляющих двигательный акт, например, подносим яблоко ко рту, чтобы откусить от него. В мозжечке может храниться большое количество разнообразных условных рефлексов. Следы памяти, по-видимому, сохраняются в глубинных мозжечковых ядрах, потому что разрушение этой области разрушало и сами следы.

Гиппокамп (часть лимбической системы; находится в глубине височных долей) привлекает пристальное внимание ученых, но его роль в научении и памяти еще до конца не ясна. Предполагается, что с его помощью информация из кратковременной памяти переносится в долговременную (рис. 10). Больные с поврежденным гиппокампом не могли хранить в памяти то, о чем узнавали; они не способны были даже вспомнить имя или лицо человека, которого только что видели; но память о событиях до болезни полностью сохранялась.

Важно, что гиппокамп получает информацию от всех органов чувств (хотя и непрямым путем): информация, идущая вверх по стволу мозга, проходит через гиппокамп, миндалину и гипоталамус; информация, идущая от коры вниз, также проходит через эти структуры.

Пример. Больному Н.М., страдающему тяжелыми эпилептическими припадками, врачи удалили оба гиппокампа. После операции он стал жить только в настоящем времени. Он мог помнить события ровно столько, сколько они удерживались в кратковременной памяти. Если, поговорив с ним, человек выходил из комнаты, а через несколько минут возвращался, то Н.М. не помнил, что когда-то видел этого человека. За годы после операции эта картина мало изменилась. Интеллект его не ухудшился, но через минуту после решения сложной задачи он уже не помнил, что ее решал. При этом он хорошо помнил события своей жизни, которые происходили за 1-2 года до операции. Видимо, в течение 1-2 лет следы памяти еще претерпевали изменения.

Гиппокамп и средняя часть височной доли играют важную роль в консолидации (закреплении) следов памяти, но не служат местами постоянного хранения информации. Даже после того, как информация поступила в долговременную память, некоторые ее части все еще могут подвергаться преобразованию и даже забыванию. Только после этого реорганизованный материал отправляется на постоянное хранение.

Установлено, что гиппокамп играет важную роль в усвоении «пространственной карты» окружающего мира по признаку знакомости. Некоторые нейроны гиппокампа реагируют только тогда, когда животное, которому вживлены электроды, находится в определенном участке знакомого окружения. Эксперимент на крысах с удаленным гиппокампом, которые должны были запомнить, в каких ветвях лабиринта они побывали и забрали там пищу, показал, что больные крысы как бы утрачивали «рабочую память». В обычных условиях рефлекс вырабатывался после нескольких попыток.

Височные доли коры имеют первостепенное значение для научения и памяти, но в виду своей сложности с трудом поддается исследованию. Простые формы научения, по-видимому, не требуют участия коры, поэтому эксперименты с животными не очень подходят для изучения ее роли.

Разработали эксперимент с обезьянами на выработку сложного научения. Их научили выбирать одинаковые предметы из игрушек, фруктов. Если они правильно выбирали одинаковое, то ученые делали вывод, что сформировалось представление об «инородности». Оказалось, что после удаления обширных участков височных долей способность к формированию подобных представлений утрачивалась.

Показательно, что жизнь животных и человека в обогащенной среде приводит к формированию более толстой и структурированной коры.

Этапы формирования энграмм. Как происходит запоминание?

Первый этап: благодаря работе анализатора в иконической памяти возникает сенсорный след.

Второй этап: сенсорная информация отправляется в головной мозг. В коре, гиппокампе и других отделах лимбической системе (рис. 10) происходит анализ, сортировка и переработка сигналов для выделения важной информации. Гиппокамп и средняя часть височной доли участвуют в консолидации (закреплении) следов памяти. Следовательно, гиппокамп, являясь входным фильтром, отбрасывает случайную информацию, оптимально организует следы для передачи в долговременную память и участвует в извлечении следов под влиянием мотивации. Височная область устанавливает связи с местами хранения энграмм в других отделах мозга; обеспечивает реорганизацию нервных сетей при усвоении новых знаний.

Третий этап: энграммы переходят в долговременную память. Это происходит во время бодрствования и во сне.

Последние исследования показали, что такой механизм образования энграмм характерен только для декларативной памяти, а процедурная память, которая развивается у человека раньше, осуществляется иным способом, еще окончательно не установленным. Есть гипотеза: процедурная память основана на биохимических и биофизических изменениях только в тех нейронных сетях, которые участвуют в усвоенных действиях; а декларативная память обеспечивается перестройкой нервных сетей.

Системы регулирования памяти. Что влияет на работу памяти?

Неспецифическая (общемозговая) регуляция практически всех видов памяти обеспечивается работой ретикулярной формации, гипоталамуса, неспецифических ядер таламуса, гиппокампа и лобной доли. При нарушении этих отделов происходит общее снижение памяти. Так, при поражении гиппокампа возникает корсаковский синдром: утрата памяти на текущие события при сохранности долговременной памяти. При активизации РФ энграммы образуются эффективнее.

Модально-специфическая (локальная) регуляция обеспечивается работой анализаторных систем (первичные и ассоциативные зоны коры), при нарушении которых избирательно страдают процессы различных видов сенсорной памяти.

Регуляция памяти может осуществляться без волевых усилий (непроизвольная память) и с помощью воли (произвольная память), что обеспечивается работой разных мозговых механизмов. Известно, что при произвольном запоминании работают лобные доли коры, особенно левая лобная доля.