Физиологические механизмы кратковременной памяти кратко
Обновлено: 30.06.2024
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.
Согласно этой теории шок разрушает протекание возбуждения по реверберационным кругам и приводит к исчезновению тех следов, которое сохранялись благодаря этому протеканию возбуждения.
Еще в 1959 г. шведский исследователь Хиден показал, что каждое раздражение нервных клеток приводит к заметному повышению содержания рибонуклеиновой кислоты (РНК), в то время как длительное отсутствие раздражений уменьшает содержание РНК. Дальнейшие наблюдения Хидена и его сотрудников заставили высказать предположение, что изменения РНК носят специфический характер и могут предположительно рассматриваться как биохимический механизм сохранения следов памяти. Основой для предположения является тот факт, что изменения РНК, вызванные определенными воздействиями, могут быть очень специфичны, и что различные воздействия могут вызывать разные модификации РНК.
Такое специфическое изменение РНК под влиянием различных воздействий и дало основание исследователям для предположения, что оно является биохимической основой памяти.
К числу их относятся наблюдения, сделанные при помощи электронной микроскопии, показавшие, что по мере формирования следов навыка в соответствующих нейронах животного можно наблюдать увеличение числа мельчайших везикул (пузырьков), содержащих повышенную концентрацию ацетилхолина, способствующего перенесению импульса в синапсах, в то время как длительное отсутствие раздражений уменьшает их количество.
К числу таких наблюдений относятся и факты, которые показали, что следы информации, усвоенной животным, могут быть переданы другому животному гуморальным путем через посредство измененной РНК, и наоборот, разрушение РНК (ее растворение рибонуклеазой) приводит к разрушению этих следов.
Эти наблюдения вызвали оживленную дискуссию, и мы приводим краткие данные, отмечая, что их проверка и окончательная оценка еще являются делом будущего.
Данные о возможном участии РНК как в хранении, так и в передаче информации, были впервые получены американским исследователем Мак Коннеллом. Этот исследователь вырабатывал у плоских червей (планарий) навык избегать света. Такое обучение требовало значительного числа проб. После этого планария разрезалась на две части, каждая из которых постепенно регенерировала, превращаясь в целое животное. Когда регенерировавшие особи снова начинали обучаться той же процедуре, оказывалось, что обучение как регенерировавшего головного, так и регенерировавшего хвостового шипа требует втрое меньшего количества тренировочных проб. Следовательно, сохранение следа памяти происходит не за счет оставшихся нейронов переднего ганглия (который у хвостового конца заново регенерировал), а за счет гуморальных (биохимических) сдвигов, сохранившихся во всех тканях тела. Характерно, что, если оба конца планарии, у которой был выработан соответствующий навык, опускались в раствор рибонуклеазы, разрушавшей РНК, следы полученного навыка исчезали, и регенерировавшие черви требовали для повторного обучения такого же количества новых тренировочных опытов, как и необученные особи.
Эти опыты, по мнению авторов, подтверждают участие РНК в сохранении следов памяти.
Дальнейшие опыты, проведенные Мак Конпелом и другими исследователями, создали впечатление, что измененная РНК может не только сохранять следы полученной информации, но и передавать их гуморальным путем другим особям. Для того, чтобы показать это, Мак Коннел сначала вырабатывал соответствующий навык у группы планарии, а потом скармливал экстракт из тел обученных планарии необученным планариям. По данным, которые приводит исследователь, в результате этого опыта необученные планарии начинали значительно быстрее вырабатывать тот специфический навык, который ранее вырабатывался у обученных планарии и, по — водимому, передавался им гуморальным путем посредством специфически измененной РНК, хранящей следы выработанной модификации поведения.
Подобные опыты были проведены на ряде животных (в том числе на крысах, в мозг которых вводился экстракт из размельченного мозга ранее обучавшихся крыс), и авторы, проводившие эти опыты, высказали предположение, что и в этих случаях РНК участвует не только в сохранении следов от полученной информации, но в передаче этой информации другим особям гуморальным (биохимическим) путем.
Как уже было сказано выше, эти опыты вызвали горячую дискуссию, и еще трудно утверждать, что их результаты подтвердятся дальнейшими исследованиями. Возникает существенный вопрос: ограничивается ли изменение РНК, возникающее в результате раздражения, одними лишь нейронами, или же в процесс сохранения следов вовлекаются и другие ткани мозга? Этот вопрос привлек внимание исследователей.
Как известно, в состав ядер подкорковых образований, как и в состав коры, кроме нейронов входит еще и глия, которая облегает нервные клетки плотной губчатой массой. В течение длительного времени глия считалась лишь опорной тканью мозга, однако за последнее время стало ясно, что она имеет и другие, гораздо более сложные функции, участвуя как в обменных процессах, так и в регуляции процессов возбуждения, протекающего в нервных аппаратах, а возможно, и в процессе сохранения следов тех возбуждений, которые возникают в нервной ткани мозга. Известно также, что число глиальных клеток в 10 раз больше, чем число нервных клеток; в отличие от нервных клеток, которые не делятся при жизни, глиальные клетки продолжают делиться и число их увеличивается в онтогенезе. Характерно, что по мере развития существенно возрастает отношение массы нервных клеток ко всей массе серого вещества, к которой относятся и глиальные клетки.
Все это заставляет предполагать, что глия придает стабильность процессам, возникающим в нервной клетке, оказывает модулирующее влияние на протекание возбуждений и, возможно, непосредственно участвует в хранении следов тех возбуждений, которые возникают в нейронах.
Если в основе кратковременной памяти лежит движение возбуждения по реверберационным кругам, а в основе долговременной памяти — рост аксодендритического аппарата глии, образование новых синапсов еще нельзя считать доказательным, но многие современные попытки найти физиологическую основу явлений памяти идут в этом направлении.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРес
Физиологические основы памяти
Физиологические основы памяти Конечно, многие из читателей этой книжки слышали о мнемонике, или "искусстве приобрести хорошую память", но, наверное, очень немногие знают, что такое мнемоника на самом деле. Если бы такое искусство в действительности было возможно, то оно
Глава 9 Физиологические механизмы, участвующие в Холотропном Дыхании
Глава 9 Физиологические механизмы, участвующие в Холотропном Дыхании Учитывая мощное воздействие, оказываемое Холотропным Дыханием на психику, интересно рассмотреть физиологические и биохимические механизмы, которые могут участвовать в этом процессе. Еще одна важная
Методика определения кратковременной памяти
Методика определения кратковременной памяти Применяется для обследования лиц любого возраста. Цель: определение объема кратковременной зрительной памяти.Описание. Испытуемые должны запомнить, а затем воспроизвести максимальное количество чисел из
IX. ТРЕТЬЕ НАПРАВЛЕНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ ПОТРЕБНОСТЕЙ: ПОТРЕБНОСТИ В ДРУГОМ ЧЕЛОВЕКЕ. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ
IX. ТРЕТЬЕ НАПРАВЛЕНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ ПОТРЕБНОСТЕЙ: ПОТРЕБНОСТИ В ДРУГОМ ЧЕЛОВЕКЕ. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ РЕЧЬ ПОЙДЕТ О. Мы уже говорили о двух направлениях, в которых идет формирование потребностей в сигналах, теперь речь пойдет о третьем. О формировании
39. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССОВ ПАМЯТИ. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ ПАМЯТИ
39. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССОВ ПАМЯТИ. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ ПАМЯТИ Основанием для выделения различных видов памяти служат различные ее функции, или выполняемые ею процессы. К процессам памяти относят запоминание (закрепление), сохранение, воспроизведение
43. ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕССЫ И МЕХАНИЗМЫ ПАМЯТИ. ОБЪЕМ ПАМЯТИ, ТОЧНОСТЬ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ, ДЛИТЕЛЬНОСТЬ
43. ОСНОВНЫЕ ПРОЦЕССЫ И МЕХАНИЗМЫ ПАМЯТИ. ОБЪЕМ ПАМЯТИ, ТОЧНОСТЬ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ, ДЛИТЕЛЬНОСТЬ Память – это сложный психический процесс, состоящий из нескольких частных процессов, связанных друг с другом: запечатление, сохранение и воспроизведение информации, а также
Глава 2 Механизмы памяти 2.1 Память - область парадоксов
Глава 2 Механизмы памяти 2.1 Память - область парадоксов Принципиально память устроена очень просто. Непонимание её механизмов часто связано с недопониманием того, что является информацией для мозга.В свое время я изучил большое количество литературы по психологии и
Физиологические основы памяти
Физиологические основы памяти Сохранение следов в нервной системеЯвления длительного сохранения следов раздражителя отмечались исследователями на всем протяжении развития животного мира.Многократно наблюдался факт, что однократное раздражение электрическим ударом
Эгозащитные механизмы — механизмы психологической защиты
Эгозащитные механизмы — механизмы психологической защиты Механизмы эгозащиты впервые были описаны Анной Фрейд (1936–1966). Не все психологи и психиатры принимают психоаналитические концепции и идею активного бессознательного. Д. Хамлин (1985), профессор философии
10 Физиологические механизмы мигрени
10 Физиологические механизмы мигрени Те, кто не понимает истории, обречены на ее повторение. Сантаяна Историческое введениеПятую часть своего шедевра Лайвинг посвятил рассмотрению и критическому разбору множества теорий мигрени, существовавших и в его время, а затем
О памяти плохой и памяти хорошей
О памяти плохой и памяти хорошей Конечно, более или менее хорошая память не есть только прирожденное качество. Но все же крепость первых усвоений, ложащихся в основу душевных работ, и потом крепость последующих усвоений, не находящихся в связи с начатыми работами,
Поводом написания данной статьи послужила публикация материала американских неврологов на тему измерения емкости памяти головного мозга человека, и представленная на GeekTimes днем ранее.
В подготовленном материале постараюсь объяснить механизмы, особенности, функциональность, структурные взаимодействия и особенности в работе памяти. Так же, почему нельзя проводить аналогии с компьютерами в работе мозга и вести исчисления в единицах измерения машинного языка. В статье используются материалы взятые из трудов людей, посвятившим жизнь не легкому труду в изучении цитоархитектоники и морфогенетике, подтвержденный на практике и имеющие результаты в доказательной медицине. В частности используются данные Савельева С.В. учёного, эволюциониста, палеоневролога, доктора биологических наук, профессора, заведующего лабораторией развития нервной системы Института морфологии человека РАН.
Прежде, чем преступить к рассмотрению вопроса и проблемы в целом, мы сформулируем базовые представления о мозге и сделаем ряд пояснений, позволяющих в полной мере оценить представленную точку зрения.
Первое что вы должны знать: мозг человека — самый изменчивый орган, он различается у мужчин и женщин, расовому признаку и этническим группам, изменчивость носит как количественный (масса мозга) так и качественный (организация борозд и извилин) характер, в различных вариациях эта разница оказывается более чем двукратной.
Второе: мозг самый энергозатратный орган в человеческом организме. При весе 1/50 от массы тела он потребляет 9% энергии всего организма в спокойном состоянии, например, когда вы лежите на диване и 25% энергии всего организма, когда вы активно начинаете думать, огромные затраты.
Третье: в силу большой энергозатраты мозг хитер и избирателен, любой энергозависимый процесс невыгоден организму, это значит, что без крайней биологической необходимости такой процесс поддерживаться не будет и мозг любыми способами старается экономить ресурсы организма.
Вот, пожалуй, три основных момента из далеко не полного списка особенностей мозга, которые понадобится при анализе механизмов и процессов памяти человека.
Что же такое память? Память – это функция нервных клеток. У памяти нет отдельной, пассивной эноргонезатратной локализации, что является излюбленной темой физиологов и психологов, сторонников идеи нематериальных форм памяти, что опровергается печальным опытом клинической смерти, когда мозг перестает получать необходимое кровоснабжение и примерно через 6 минут после клинической смерти начинаются необратимые процессы и безвозвратно исчезают воспоминания. Если бы у памяти был энергонезависимый источник она могла бы восстановиться, но этого не происходит, что означает динамичность памяти и постоянные энергозатраты на ее поддержание.
Важно знать, что нейроны, определяющие память человека, находятся преимущественно в неокортоксе. Неокортекс содержит порядка 11млрд. нейронов и в разы больше глии. (Глия – тип клеток нервной системы. Глия является средой для нейронов глиальные клетки служат опорным и защитным аппаратом для нейронов. Метаболизм глиальных клеток тесно связан с метаболизмом нейронов, которые они окружают.
Глии, связи нейронов:
Хорошо известно, что в памяти информация хранится разное время, существуют такие понятия как долговременная и кратковременная память. События и явления быстро забываются, если не обновляются и не повторяются, что очередное подтверждение динамичности памяти. Информация определенным образом удерживается, но в отсутствии востребованности исчезает.
Как говорилось ранее, память – энергозависимый процесс. Нет энергии – нет памяти. Следствием энергозависимости памяти является нестабильность ее содержательной части. Воспоминания о прошедших событиях фальсифицируются во времени вплоть до полной неадекватности. Счета времени у памяти нет, но его заменяет скорость забывания. Память о любом событии уменьшается обратно пропорционально времени. Через час забывается ½ от всего попавшего в память, через сутки – 2/3, через месяц – 4/5.
Память мозга – вынужденная компенсаторная реакция нервной системы. Любая информация переходит во временное хранение. Поддержка стабильности кратковременной памяти и восприятия сигналов от внешнего энергетически крайне затратна, к тем же клеткам приходят новые возбуждающие сигналы и, накапливаются ошибки передачи и происходит перерасход энергетических ресурсов. Однако ситуация не так плоха, как выглядит. Нервная система обладает долговременной памятью. Зачастую она так трансформирует реальность, что делает исходные объекты неузнаваемыми. Степень модификации хранимого в памяти объекта зависит от времени хранения. Память сохраняет воспоминания, но изменяет их так, как хочется обладателю. В основе долговременной памяти лежат простые и случайные процессы. Дело в том, что нейроны всю жизнь формируют и разрушают свои связи. Синапсы постоянно образуются и исчезают. Довольно приблизительные данные говорят о том, что этот процесс спонтанного образования одного нейронного синапса может происходить у млекопитающих примерно 3-4 раза в 2-5 дней. Несколько реже происходит ветвление коллатералей, содержащих сотни различных синапсов. Новая полисинаптическая коллатераль формируется за 40-45 дней. Поскольку эти процессы происходят в каждом нейроне, вполне можно оценить ежедневную емкость долговременной памяти для любого из животных. Можно ожидать, что в коре мозга человека ежедневно будет образовываться около 800 млн. новых связей между клетками и примерно столько же будет разрушено. Долговременным запоминанием является включение в новообразованную сеть участков с совершенно не использованными, новообразованными контактами между клетками. Чем больше новых синаптических контактов участвует в сети первичной (кратковременной) памяти, тем больше у этой сети шансов сохраниться надолго.
Из выше сказанного ясно, что мозг динамическая структура, постоянно перестраивается и имеет определенные физиологические пределы, так же мозг чрезмерно энергозатратный орган. Мозг не физиологичен, а морфогенетичен, потому его активности некорректно и неправильно измерять в системах, используемых и применимых в информационных технологиях. Из за индивидуальной изменчивости мозга не представляется возможным делать какие либо выводы обобщающие различные функциональные показатели мозга человека. Математические методы так же не применимы в расчете структурного взаимодействия в работе мозга человека, из за постоянного изменения, взаимодействия и перестраивания нервных клеток и связей между ними, что в свою очередь доводит до абсурда работу американских ученых в исследовании емкости памяти головного мозга человека.
Читайте также: