Физиология памяти

 2.7 Физиология памяти

 Морфофункциональным субстратом памяти равно как эмоций и мотивационных состояний, являются прежде всего структуры лимбической системы. Принято считать, что физиологическая основа памяти лежит в так называемых последовательных временных связях, которые возникают в коре полушарий головного мозга, на условно-рефлекторных принципах. Одна из первых гипотез—гипотеза ривербации (циркуляции). Анатомическим объяснением этой идеи служат данные о наличии в тканях мозга замкнутых нейронных цепочек, что позволяет поступающей информации циркулировать некоторое время. Фиксацию объясняют огромным количеством нейронов, и ещё большим количеством отростков, что увеличивает объем информации.

 Но гораздо большее распространение получила Биохимическая теория, согласно которой основное значение в хранении информации принадлежит изменениям химического состава нуклеиновых кислот и белков. Генетики и биохимики доказали, что генетическая информация передается с помощью ДНК и РНК. РНК является матрицей для синтеза белков. Комплексы белков с сахарами (глюкопротеиды) являются еденицей памяти.

Большую роль в процессах памяти играют медиаторы. Например ацетилхолин играет большую роль в организации кратковременной памяти. Велика роль серотонина и адреналина. Серотонин способствует концентрации внимания, что является важным в запоминании. [ 7 ]

Человеческий мозг содержит около 10 мил­лиардов нервных клеток, которые посылают импульсы другим клеткам через особые кон­такты — синапсы. Каждую секунду через си­напсы проходят миллионы импульсов: это ос­нова наших чувств, мыслей, эмоций и памя­ти. Активность нервных клеток мозга можно наблюдать воочию. Когда японские ученые ввели в человеческий мозг тончайшие световоды, соединенные с видеокамерой, они смог­ли рассмотреть, что нейроны движутся, как крошечные амебы. Чем интенсивнее работа мысли, например при решении математиче­ских задач или запоминании незнакомых слов, тем активнее такое “движение” нервных кле­ток. Невольно вспоминается известное выра­жение “шевелить мозгами” — оказывается, оно отражает реальные события.

Современные методы исследований пока­зывают, что в процессы запоминания вовле­чены не только отдельные группы нервных клеток, но и различные зоны головного мозга. Механизмы памяти напоминают лабиринт, ходы и выходы которого соединены множе­ством мостиков. Более 50 лет тому назад аме­риканский физиолог Карл Лешли предложил любопытную гипотезу: память состоит из двух взаимно дополняющих друг друга процессов: обучения новому и запоминания опыта. Эта гипотеза нашла свое подтверждение в опы­тах на животных.

Профессор Стивен Роуз из Университета в Милтон Кейни под Лондоном уже более 30 лет изучает механизмы памяти у кур. Роуз обучал однодневных цыплят различать несъедобные круглые бусины, плавающие в блюдце с во­дой, и сходные по форме и величине зерна, рассыпанные по столу. Более 80% птенцов после первых неудачных попыток склевать бусины потеряли к ним интерес и начали кле­вать только зерна. Какие биохимические из­менения произошли в мозгу цыплят после обучения? Удалось проследить, какие нейро­ны вовлечены в процессы обучения и запо­минания. Оказалось, что в течение 15—30 минут после завершения обучения в моз­гу образуется особый пере­датчик импульсов между клет­ками — глютаминовая кисло­та. В мозгу тренированных цыплят количество этого ве­щества было больше, чем у их необученных собратьев. Ког­да глютаминовую кислоту раз­рушали с помощью химичес­ких соединений, то цыплята быстро научались отличать плавающие бусины от корма, но вскоре все забывали. Оче­видно, глютаминовая кислота способствует кратковремен­ному запоминанию. А вот дол­говременная память форми­руется лишь спустя 5—8 ча­сов после обучения. При этом в мозгу образуются белки с особым строением молекул, которые служат чем-то вроде переключателей возбуждения с одних контактов между клетками на другие. Возникает своеобразная ней­ронная сеть, в которой все связанные контак­тами клетки взаимодействуют друг с другом через некоторые промежутки времени. Запо­минание представляет собой очень сложный и одновременно слаженный ансамбль таких взаимодействий, в которые вовлечены разно­образные молекулы передатчиков. Когда не­обходимо что-то вспомнить, то происходит вызов “записанного” в разных точках нейрон­ных сетей материала и “переписывание” его в один осмысленный сюжет.

Исследователи считают, что память зависит от нескольких систем мозга и включает меж­клеточные взаимодействия на разных уров­нях. Поэтому процессы, связанные с запоми­нанием и воспроизведением, управляемы и обладают избирательностью. [17]

Доктор биологических наук, профессор Александр Каменский пришел к выводу , что у человека три различных вида памяти. [11]

Первый вид - генетиче­ский. Суть в том, что в половых клетках - яйцеклетках и сперматозидах - “записана” вся инфор­мация о строении и принципах деятельности любою живого су­щества. Эта “инструкция по экс­плуатации” передается с половы­ми клетками из поколения в по­коление в виде набора генов. Ге­нетическая память очень инерт­на, трудно изменяема, но это и хорошо, иначе бы каждое после­дующее поколение не было похо­же на родителей и все в природе смешалось бы.

Информационная емкость ге­нетической памяти очень велика и составляет около ]() в десятой степени бит. Считается, что, для того, чтобы записать всю инфор­мацию о строении человека, дос­таточно всего 2 процента его генов. Что же скрывают остальные 98 процентов?

Оказывается, часть генов нам досталась от древних предков, ко­торые и людьми-то ещё не были. Можно даже предположить, что эти гены - запасной фонд Природы. В обычных усло­виях их работа подавлена. Но ес­ли вдруг на Земле произойдет катастрофа и условия жизни станут такими же, что и тысячи лет на­зад, древше гены предков долж­ны заработать и создать у совре­менных людей такие органы, ко­торые помогут им выжить. Ведь есть же у зародыша человека жаб­ры и хвост. Хорошо бы, конечно, сохранить и жабры, и легкие, что­бы жить и на суше, и в воде. Но Природа поставила жесткий вы­бор: или - или. Кто знает, может быть, этот запрет будет снят, если встанет вопрос о выживании че­ловечества.

Иногда генетическая память делает ошибки, и подавленный ген начинает работать. Тогда воз­никают всякие неожиданные диковины. Увеличение числа коп­чиковых позвонков, например, приводит к появлению хвоста у человека. Но это самое безобид­ное уродство: хвост легко ампути­ровать. А вот что делать, если де­вочка родится с шестью или деся­тью молочными железами? Или мальчик, целиком покрытый гус­той длинной шерстью

Другой вид памяти - иммунологический. В нашей крови живут маленькие и в прямом смысле са­моотверженные клетки, весь смысл короткой жизни которых -уничтожать как можно больше врагов человека. Лимфоциты реа­гируют на попадание в кровь чужеродных бак­терий и про­стейших ядо­витых веществ. При этом они начинают вы­рабатывать за­щитные антитела, ко­торые “склеивают” болезнетвор­ные существа, не давая им про­никать в другие органы. А унич­тожают поверженных “врагов” другие клетки крови - фагоциты. Эти наши защитники свобод­но отличают чужеродные клетки от клеток собственного организ­ма и обладают прекрасной памя­тью: они могут помнить своих “недругов” все свои несколько дней жизни и передавать инфор­мацию своим потомкам. Таким образом, переболев корью, вет­рянкой или скарлатиной, мы на всю жизнь получаем иммунитет к этим болезням: если их возбу­дители снова проникнут в кровь, они будут быстро уничтожены запомнившими их клетками на­шей иммунной системы. Мало того, у большинства людей они могут распознавать и уничтожать раковые клетки, создавая проти­вораковый иммунитет. Чем нам грозит “поломка” этого вида па­мяти, лучше и не думать.

Третий вид памяти - нейрологический. Именно его мы имеем в виду, когда говорим: “Что-то с памятью моей стало”. Его объем также очень велик и составляет около 10 в одиннадцатой степени биг информации. Ученые исследуют нейробиологическую па мять очень давно, но до сих пор мы знаем о ее механизмах очень мало. Пока установлено, что она состоит из нескольких фаз. Начинается запоминание с восприятия какой-либо информации. Причем чем больше эмоций она вызывает, тем лучше она заломинается.

Нейрологическая память быва­ет короткой и длительной. В кратковременной информация хранится всего несколько минут. Так, например, мы можем держать в памяти незнакомый телефонный номер, пока бежим от записной книжки к телефону. Ее емкость невелика: без специальной тренировки человек может сохранить 5-9 единиц информации на короткий срок

Этот вид памяти очень непрочен: достаточно отвлечься - и сообщение забывается.Но если информация необходима, вызывает сильные пережи­вания и может пригодиться в бу­дущем, то она переходит в долго­временную память и хранится иногда всю жизнь. Процесс пере­хода информации из кратковре­менной в долговременную назы­вается консолидацией - в ней принимает участие очень важная структура мозга - гиппокамп, ко­торый расположен в глубине височных долей больших полуша­рий.

Канадские нейрофизиологи провели такой экспе­римент: раздражая слабыми электрическими импульсами мозг людей во время опера­ций, они заставляли их вспоминать даже незначи­тельные подробности дале­кого прошлого. Например, одна женщина во время эксперимента вспомнила мельчайших деталях рису­нок ткани платья, которое у нее было в далекой юности. Ткань эту удалось найти, и оказалось, что она описала сложнейший рисунок абсо­лютно точно. О чем свиде­тельствует этот факт? О том, что в нашей долговре­менной памяти хранится фантастический объем ин­формации, возможно, вся наша прошедшая жизнь день за днем. И, наверное, все то, что мы получали во время обучения, начиная первого класса, все науки, которые мы проходили Только вспомнить мы можем лишь отдельные моменты, да и то часто с трудом. Что делать? Не раздражать же мозг все время электрото­ком, тем более нет гарантий, что вспомнишь, что хотел... Сейчас появляется все больше химических препа­ратов, способных стимули­ровать память. Самые хоро­шие результаты дают те, в составе которых использу­ются природные компонен­ты - пептиды. Они стимули­руют память.