Нейрофизиологические основы памяти кратко

Обновлено: 02.07.2024

Важнейшим свойством нервной системы является способность накапливать, хранить и воспроизводить поступающую информацию. На основе временно?й последовательности осуществляемых операций и длительности хранения следов различных событий выделяют сенсорную (перцептивную), кратковременную и долговременную память. Сенсорная память представляет собой след возбуждения в сенсорной системе от непосредственно действующего стимула и служит первичному анализу и дальнейшей обработке сенсорной информации. Ее особенностью является значительная емкость, до 20 элементов (бит). Длительность сохранения следов в перцептивной памяти не превышает 1 с. Воспроизведение следов в системе нейронных сетей (циркуляция возбуждений) обеспечивает кратковременное хранение информации уже ограниченной емкости (7 ± 2 бита) — кратковременную память. Предполагается, что за время реверберации импульсов по замкнутым нейронным контурам, которое может продолжаться от нескольких секунд до нескольких минут, происходит перевод импульсного кода в структурные изменения в синаптическом аппарате и в теле нейрона.

Долговременная память — это неопределенно долгое хранение информации, составляющей индивидуальный опыт. Долговременная память базируется на определенной фиксированной структуре биохимических и молекулярных изменений в нейронах, что обеспечивает ее устойчивость и длительность хранения информации.

Выделение различных видов памяти на основе временного параметра относительно. На самом деле процессы памяти более сложно развертываются во времени и взаимодействуют в процессе реальной деятельности. В процессе восприятия или организации целенаправленного акта как кратковременная, так и долговременная память могут перейти в активное состояние, так называемую рабочую память.

Рабочая, или оперативная, память — это актуализированная система следовых процессов, активно использующихся во время организации и выполнения различных видов деятельности и целенаправленного поведения. Рабочая память представляет собой один из компонентов афферентного синтеза в функциональной системе. Извлеченные следы взаимодействуют с обстановочной и пусковой афферентацией для принятия решения и формирования программы действий.

Структурно-функциональная организация памяти. Память обеспечивается функционированием многоуровневой системы мозговых структур. В нее включаются сенсорные корковые зоны, где формируется первичный след сенсорной информации, ассоциативные области, где синтезируется материал для образной и словесно-логической памяти.

В процессе перевода информации из кратковременной памяти в долговременное хранение участвует гиппокамп. При его поражении теряется память о текущих событиях, долговременная память при этом сохраняется. Это так называемый синдром Корсакова.

В формировании эмоциональной памяти ведущая роль принадлежит миндалине, которая обеспечивает быстрое и прочное запечатление эмоционально значимых событий даже после их одноразового появления.

В отборе информации для хранения и в актуализации следов (перевода их в рабочую память), необходимых для организации целенаправленного поведения, ведущая роль принадлежит лобным отделам коры, имеющим двусторонние связи со структурами лимбической и ретикулярной системы.

Лобные отделы как высшее звено неспецифической активирующей системы участвуют на основе оценки значимости информации в создании оптимального уровня активации для фиксации следов и их воспроизведения.

Молекулярные механизмы памяти. Началом представления о специфических носителях памяти послужили исследования X. Хидена, показавшего, что образование следов памяти сопровождается изменением структуры РНК с последующим образованием новых белков. В дальнейшем было показано, что РНК участвует в передаче специфического кода, а в качестве хранилища информации выступает ДНК.

Исследование молекулярных механизмов памяти рассматривается как перспективное направление. Однако в основе долговременной памяти лежат не только преобразования на уровне отдельных клеток, но и на системном уровне. Эти преобразования обеспечиваются медиаторными системами мозга, объединяющими разные структуры, участвующие в операциях запечатления и воспроизведения следовых процессов, в распределенную динамическую систему памяти.

Возрастная динамика памяти. Механизмы памяти претерпевают значительные изменения с возрастом. Память, основанная на простом запечатлевании следа, — сенсорная память — осуществляется на ранних этапах развития. По мере развития сенсорных систем и усложнения процесса восприятия формируется образная память. На ранних этапах развития формируется также память в основе которой лежит механизм выработки условного рефлекса. Этот вид памяти является базовым в формировании навыка, простых форм памяти. Относительная простота системы памяти в детском возрасте определяет устойчивость и прочность запоминания в раннем детстве. По мере структурно-функционального созревания коры больших полушарий, развития речевой функции формируется свойственная человеку словесно-логическая память. Человек способен запоминать не только и не столько подробности информации, сколько общие положения. Так, в прочитанном тексте взрослый человек запоминает не словесную формулировку, а содержание. Созревание высших корковых формаций с возрастом определяет длительность и постепенность развития и совершенствования этого вида памяти.

Физиологические механизмы памяти – образование, закрепление, возбуждение и торможение нервных связей. Этим физиологическим процессам соответствуют процессы памяти: запечатление, сохранение, воспроизведение и забывание.

Условие успешной выработки нервных связей – значимость воздействующего раздражителя, попадание его в поле ориентировочной деятельности, отражение в очаге оптимального возбуждения коры головного мозга.

Наряду с индивидуальной памятью в мозге существуют структуры генетической памяти. Эта наследственная память локализована в таламо-гипоталамическом комплексе. Здесь находятся центры инстинктивных программ поведения – пищевые, оборонительные, половые – центры удовольствия и агрессии. Это центры глубинных биологических эмоций: страха, тоски, радости, гнева и удовольствия. Здесь хранятся эталоны тех образов, реальные источники которых мгновенно оцениваются как вредоносные и опасные или полезные и благоприятные. В двигательной зоне записаны коды эмоционально-импульсивных реакций (поз, мимики, защитных и агрессивных движений).

Зоной подсознательно-субъективного опыта индивида является лимбическая система – сюда переходят и здесь хранятся прижизненно приобретенные поведенческие автоматизмы: эмоциональные установки данного индивида, его устойчивые оценки, привычки и всевозможные комплексы. Здесь локализована долговременная поведенческая память индивида, все то, что определяет его природную интуицию.

Все, что связано с сознательно-произвольной деятельностью, хранится в неокортексе, различных зонах мозговой коры, проекционных зонах рецепторов. Лобные доли мозга – сфера словесно-логической памяти. Здесь чувственная информация трансформируется в смысловую. Из огромного массива долго временной памяти необходимая информация извлекается определенными способами, они зависят от способов хранения данной информации, ее систематизированности, понятийной упорядоченности.

По современным представлениям формирование энграмм (нервных связей) проходит две фазы. На первой фазе происходит удержание возбуждения. На второй – его закрепление и сохранение за счет биохимических изменений в клетках коры головного мозга и в синапсах – межклеточных образованиях.

В настоящее время особенно широко исследуются физиологические основы памяти на биохимическом уровне. Следы непосредственных впечатлений фиксируются не мгновенно, а в течение определенного времени, необходимого для биохимических процессов – соответствующих изменений на молекулярном уровне.

Количество специфических изменений в РНК, содержащейся в одной клетке, исчисляется 10 15 . Следовательно, на уровне одной клетки может быть выработано огромное количество связей. Изменения в молекулах РНК (рибонуклеиновой кислоты) связывают с оперативной памятью. Изменения в молекулах дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) – с долговременной памятью (в том числе и с видовой)[1]. Физиологической основой памяти является изменение активности как отдельных нейронов, так и нейронных ансамблей.

У пациентов с хирургически расщепленными полушариями мозга резко ослабляется память – сенсорные возбуждения, доходящие до правого полушария, не замыкаются на словесно-логическом уровне, обеспечиваемом левым полушарием. Функциональная асимметрия в деятельности полушарий – принципиальная особенность мозга человека, отражающаяся на всех его психических процессах, в том числе и на процессах памяти. Каждое полушарие и каждая зона мозга вносит свой вклад в систему мнемической (от греч. mneme – память) деятельности. Предполагается, что вначале происходят вычленение и ультракратковременное запечатление отдельных признаков объекта (сенсорная память), затем – сложное, знаковое его кодирование – образование энграмм, включение их в категориальную систему данного индивида. Поэтому каждый человек имеет свою стратегию запоминания. Включенность объекта запоминания в определенную деятельность обусловливает структуру его запечатления, мозаику взаимосвязи его сенсорных и смысловых компонентов.

Базовой предпосылкой функционирования процессов памяти является оптимальный тонус коры, обеспечиваемый подкорковыми образованиями головного мозга. Модуляция тонуса коры осуществляется ретикулярной формацией и лимбическим отделом мозга. Подкорковые образования, формируя ориентировочный рефлекс, внимание, тем самым создают предпосылку и для запоминания.

Итоговая, синтезирующая функция памяти осуществляется лобными долями мозга и в значительной мере – лобной долей левого полушария. Поражение этих мозговых структур нарушает всю структуру мнемической деятельности.

Проблема запоминания граничит с проблемой забывания. Забывание в основном происходит за счет интерференции – противодействия раздражителей.

Итак, процесс запечатления и сохранения материала обусловлен его значимостью, оптимальным состоянием мозга, повышенным функционированием ориентировочного рефлекса, системной включенностью материала в структуру целенаправленной деятельности, сведением к минимуму побочных интерферирующих (противоборствующих) воздействий, включенностью материала в семантическое, понятийное поле сознания данного индивида.

Воспроизведение, актуализация необходимого материала требует установления тех систем связей, на фоне которых запоминался материал, подлежащий воспроизведению.

Процесс забывания также не сводится лишь к спонтанному угасанию энграмм. Преимущественно забывается второстепенный малозначимый материал, материал, не включенный в постоянную деятельность субъекта. Но невозможность припомнить материал не означает полной стертости его следов. Актуализация энграмм зависит от текущего функционального состояния мозга. (В гипнотическом состоянии человек может вспомнить то, что казалось совсем забытым.)

[1] Пионером биохимических исследований памяти является шведский нейрофизиолог Г. Хиден. Осуществленные им в 60-х годах опыты на планариях (плоских червях) вызвали сенсацию обученные для прохождения лабиринта планарии высушивались и стирались в порошок. Вскормленные этим порошком другие планарии значительно быстрее находили выход из лабиринта, чем контрольная группа.

Наследственная (генетическая) память локализована в таламо-гипоталамическом комплексе. Здесь находятся центры инстинктивных программ поведения – пищевые, оборонительные, половые – центры удовольствия и агрессии. Это центры глубинных биологических эмоций: страха, тоски, радости, гнева и удовольствия.

Формирование энграмм (нервных связей) проходит удержание возбуждения. На второй – его закрепление и сохранение за счет биохимических изменений в клетках коры головного мозга и в синапсах – межклеточных образованиях [50].

Физиологические основы памяти на биохимическом уровне.

Следы непосредственных впечатлений фиксируются не мгновенно, а в течение определенного времени, необходимого для биохимических процессов – соответствующих изменений на молекулярном уровне.

Количество специфических изменений в РНК (рибонуклеиновой кислоте), содержащейся в одной клетке, исчисляется 10 15 . Следовательно, на уровне одной клетки может быть выработано огромное количество связей. Изменения в молекулах РНК связывают с оперативной памятью. Изменения в молекулах дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) – с долговременной памятью. Физиологической основой памяти является изменение активности как отдельных нейронов, так и нейронных ансамблей [51].

Сенсорные возбуждения, доходящие до правого полушария замыкаются на словесно-логическом уровне, обеспечиваемом левым полушарием. Функциональная ассиметрия в деятельности полушарий – принципиальная особенность мозга человека, отражающаяся на всех его психических процессах, в том числе и на процессах памяти [40].

Вначале происходят вычисление и ультракратковременное запечатление отдельных признаков объекта (сенсорная память), затем – сложное, знаковое его кодирование – образование энграмм, включение их в категориальную систему данного индивида. Поэтому каждый человек имеет свою стратегию запоминания. Включенность объекта запоминания в определенную деятельность обуславливает структуру его запечатление, мозаику взаимосвязи его сенсорных и смысловых компонентов.

Базовой предпосылкой функционирования процессов памяти является оптимальный тонус коры, обеспечиваемый подкорковыми образованиями головного мозга. Модуляция тонуса коры осуществляется ретикулярной формацией и лимбическим отделом мозга. Подкорковые образования, формул ориентировочный рефлекс, внимание, тем самым создают предпосылку и для запоминания [41].

Итоговая, синтезирующая функция памяти осуществляется лобными долями мозга и в значительной мере – лобной долей левого полушария [50].

Проблема запоминания граничит с проблемой забывания. Забывание в основном происходит за счет интерференции – противодействия раздражителей [29].

Процесс запечатления и сохранения материала обусловлен его значимостью, оптимальным состоянием мозга, повышенным функционированием ориентировочного рефлекса, системной включенностью деятельности, сведением к минимуму побочных интерферирующих (противоборствующих) воздействий, включенностью материала в семантическое, понятийное поле сознания данного индивида.

Преимущественно забывается второстепенный малозначимый материал, материал, не включенный в постоянную деятельность человека. Но невозможность припоминать материал не означает полной стертости его следов. Актуализация энграмм зависит от текущего функционального состояния мозга [16].

1.6 Процессы памяти

Память как сложное психическое явление включает в себя несколько взаимосвязанных процессов:

_Память _{- псих. отражение результатов прошлого взаимодействия человека с действительностью и использованием их в последующей деятельности; это совокупность псих. моделей действительности, построенных в результате опыта данного индивидуума.}

_{Память -это интегративный псих. процесс, охватывающий результаты ощущений, восприятия и мышления. Информация сортируется мозгом по принципу ее значимости для деятельности.}

_{Накопление материала в памяти (архивация) осуществляется в двух блоках: в блоке эпизодической и в блоке семантической (смысловой) памяти.} _{Эпизодическая}_{память - в ней хранятся различные эпизоды из жизни индивида.} _{Семантическая}_{память нацелена на категориальные структуры. Здесь же хранятся все исторически сформированные правила логики умственных действий и построения языка.}

_{Нейрофизиологические основы памяти}_{Физиологическим механизмом памяти является образование, закрепление, возбуждение и торможение нервных связей. Им соответствуют} _{процессы памяти: запечатление, сохранение, воспроизведение и забывание.}

_{Установлено, что необходимо определенное время (от 15 с до 30 мин) для того, чтобы вновь образуемые следы консолидировались. Свежие следы, которые возникли в результате непосредственных впечатлений, фиксируются не мгновенно, а в течение определенного времени, которое необходимо для биохимических процессов.}

_{Воздействие на нервную клетку вызывает соответствующее изменение рибонуклеиновой кислоты (РНК). Указанное изменение создает возможность отвечать на тот раздражитель, который в свое время вызывал это изменение.} _{Эта способность РНК резонировать на данные воздействия, не отвечая на другие, и составляет биохимич. механизм памяти.}

_{Классификация явлений памяти и их краткая характеристика}

_I_{.В завис-ти от целенаправленности процессы памяти (запоминание, сохранение и воспроизведение) делятся на} ₂_формы:

_II_.В _{завис-ти от вида анализаторов, сигнальной системы или участия подкорковых участков мозга различ.} _{виды памяти:}

_{1) образную; 2) логическую и 3) эмоциональную.}

_{Образная память - представления - классифицируется по видам анализаторов (зрительная, слуховая, осязательная, двигательная).}

_III_._{Системы памяти.} _{В любом виде деятельности осуществляются все процессы памяти, но различные уровни деятельности связаны с функционированием механизмов — систем памяти.}

_{Различаются 4-е взаимосвязанные системы памяти: 1. Иконическая память - непосредственный отпечаток сенсорного воздействия. 2. Кратковременная память. 3. Оперативная память. 4. Долговременная.}

_{Иконическая память -}_{это сохранение наглядных образов в виде четкого, полного отпечатка чувственных воздействий действительности на очень краткий промежуток времени (0,25 с). Это так называемые} _{послеобразы.}_{Они не связаны с консолидацией следов и быстро исчезают. Она обеспечивает непрерывность, целостность восприятия динамических, быстроизменяющихся явлений.}

_{Кратковременная память} _- _{это фиксация объектов, попавших в поле восприятия. Время ее функционирования непродолжительно (от нескольких_секунд до нескольких-минут). Объем кратковременной памяти ограничен 5-7 объектами. Однако при воспроизведении образов кратковр.памяти из них может извлекаться дополнит. информация.}

_{Оперативная память} _- _{избирательное сохранение и актуализация той информации, которая необходима только для достижения цели данной деятельности. Продолжительность ее ограничивается временем соответствующей деятельности. (помним условие задачи, которую решаем).}

_{Долговременная память} _- _{запоминание на длительный срок содержания, имеющего большую значимость. Отбор информации связан .с вероятностной оценкой его будущей применимости.}

_{Объем памяти зависит от релевантности информации, т.е. от того, какой смысл она имеет для данного индивида.}

_{В зависимости от индив.-типол-х особенностей различаются} _{типы памяти.} _{Они определяются последующим качествам, встречающимся в различных комбинациях: 1) объем и точность запоминания; 2) скорость; 3) прочность; 4) ведущая роль анализатора (зрительной, слуховой или двигательной памяти); 5) особенности взаимодействия первой и второй сигн-х систем (образный, логический и средний типы).}

_{Существенной индивидуальной особенностью памяти является направленность на запоминание определенного материала. (плохая память на имена людей, но очень точная на эконом. материал)}

_{Одни люди запоминают материал непосредственно, а другие всегда стремятся использовать логические средства.}

_{В зависимости от способа запоминания и воспроизведения:}

_{Косвенное - это запоминание и воспроизведение путем по ассоциациям. Различаются 3 вида ассоциаций:}

_{1.Ассоциация по_}_{смежности.} _{Это вид связи без переработки информации (встреча с человеком, с которым познакомились в другом городе может вызвать воспоминания об этом городе).}

_{2.Ассоциации по} _{контрасту.} _{Это связь двух противоположных яввлений (например, встретив низкорослого человека, можно вспомнить очень высокого человека и_т.д.).}

_{3.Ассоциации по} _{сходству} _{(например, слушая игру одного музыканта, можно вспомнить другого исполнителя).}

_{Закономерности процессов памяти.}_{Закономерности памяти (условия успешного запоминания и воспроизведения) связаны с формами памяти.}

_{1. Условиями успешного} _{непроизвольного запоминания} _{являются:}

_{-сильные и значимые физические раздражители (выстрел, яркий свет);}

_{-то, что вызывает повышенную ориентировочную деятельность (прекращение или возобновление действия, процесса, необычность явления, его контрастность по отношению к фону и т. п.);}

_{-раздражители, наиболее значимые для данного индивидуума (например, профессионально значимые предметы);}

_{-раздражители, имеющие особую эмоциональную окраску;}

_{- то, что более всего связано с потребностями данного человека;}

_{-то, что является объектом активной деятельности.}

₍_{условия задачи, которую мы долго решаем, непроизвольно и прочно запоминаются).}

_{2.Условиями успешного} _{произвольного запоминания} _{являются:}

_{-уяснение значимости и смысла воспринимаемого;}

_{-установление логической взаимосвязи между} _{его элементами;}

_{-составление плана текста, выделение опорных слов;}

_{Особенно прочно запоминается тот материал, который является} _{объектом активной умственной деятельности,}_{подвергается логической переработке, обобщению, систематизации и т.п. Запоминание становится более успешным при установлении ассоциаций. Облегчают запоминание схемы, таблицы.}

_{Когда материал не поддается логической обработке, используются специальные} _{мнемические приемы - создаются искусственные ассоциации}_{(прием для запоминания последовательности цветов спектра- Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидят Фазаны).}

_{Проактивным торможением -} _{торможение со стороны предшествующих элементов.} _Р_{етроактивное}_{-последующих}_.

_{При переходе от запоминания одного материала к запоминанию другого необходимо делать перерывы (минимум на 15 мин), которые предотвращают отрицательную индукцию ретроактивного торможения.}

_{Для расширения объема механической произвольной памяти важно придавать воспринимаемому материалу определенную структуру, группировать его. Ряд из 16 изолированных цифр: 1001110101110011 легче запомнить если сгруппировать его в виде двузначных чисел: 10 01 11 . В виде четырехзначных чисел еще легче: 1001 1101 0111 ООП. Укрупнение элементов в группы уменьшает количество тех элементов, которые вызывают про- и ретроактивное торможение.}

_{Осмысленная} _{произвольная память, основанная на установлении смысловых связей.(топор-дрова, право-преступность)}

_{Запоминание большого по объему логического материала сопровождается следующими действиями:}

_{1)материал разделяется на смысловые части;}

_{2)устанавливается структура каждой части, отношения между ее элементами, кратко формулируется содержание;}

_{3)устанавливается логическая последовательность всех частей. Эта последовательность формулируется в виде системы опорных слов. (текст доклада: введение, значимость проблемы, два факта, вывод).}

_{Основной критерий запоминания-} _{воспроизведение}_.

_{Воспроизведение, связанное с преодолением трудностей, называется} _{припоминанием.}

_{Воспроизведение, связанное с временной и пространственной локализацией прошедших событий, называется} _{воспоминанием.}

_{Воспроизводимые образы предметов, явлений наз.} _{представлениями.}_{Они разделяются на виды, соответствующие видам восприятий (зрительные, слуховые и др.). Так, у художников обычно развиты зрительные представления, у музыкантов — слуховые, а у танцоров — двигательные.}

_{Наряду с запоминанием, сохранением, воспроизведением процессом памяти является и} _{забывание.}_{Физиологич. основой этого процесса является торможение временных нервных связей (но они только угасают, а не исчезают полностью).}

_{Процесс забывания протекает неравномерно. Наиболее интенсивно забывание осуществляется в первое время после запоминания, а затем оно несколько замедляется (эта закономерность, изображенная графически, наз.кривой Эббингауза).}

_{Забывание - целесообразный процесс, если оно касается того материала, который не имеет существенного значения.}

Нервные структуры, обеспечивающие процессы памяти, — это в первую очередь гиппокамп и тесно связанные с ним нервные образования, такие как миндалевидное тело, мамиллярные тела, зрительный бугор. Участие нейронов коры больших полушарий усматривают в основном в произвольной регуляции процессов памяти. Единого мнестического центра, наличие которого предполагал Лэшли, не существует.

Физическую основу сенсорной памяти, как предполагается, составляет возбуждение чувствительных рецепторов и нейронов таламуса. Нейрофизиологическую основу кратковременной памяти образует, по-видимому, циркуляция нервных импульсов по нейрональным цепям на всём пространстве головного мозга, начиная от зрительного бугра и вплоть до лобных отделов коры больших полушарий мозга. Материальным субстратом долговременной памяти полагают биохимические механизмы в нервных клетках, протекающие с участием рибонуклеиновой кислоты и специфических белков.

Говорить же о существовании особого вещества памяти, находящегося в определённых нейронах большого мозга, оснований мало. Подчёркивание роли синапсов в процессах памяти представляется излишним. Совершенно ясно, что дисфункция синапсов влечёт расстройство памяти в той степени, в какой нарушаются пути нервной проводимости. Главную роль в процессах памяти, несомненно, играют всё же нейроны, вернее, состоящие из них структуры, именно в них хранится вся информация, поступающая в головной мозг по сенсорным каналам. Некоторое значение в обеспечении процессов памяти имеет, по-видимому, и нейроглия, от функционирования которой зависит рабочее состояние нейронов.

Читайте также: