Нейронные и биохимические теории памяти

Хранение информации связано с химическими изменениями в мозгу. Запоминание осуществляется посредством электрической активности, следовательно, речь идет о нервных цепях. Простейшая цепь, обеспечивающая память, представляет собой замкнутую петлю. Возбуждение последовательно обходит весь круг и начинает новый. Такой процесс называется реверберацией.

Поступающий сенсорный сигнал вызывает возникновение электрических импульсов, которые передаются от тела нейрона через аксон к телу другого нейрона. Место, где аксон соприкасается со следующим нейроном называется синапсом.Существуют два вида синапсов: возбудительные и тормозные. Возбудительные передают нервный импульс следующему нейрону, а тормозные блокируют передачу. Электрические импульсы способны сохраняться неопределенно длительное время после того, как сигнал прекратиться. Что же приводит к прекращению передачи импульсов. Существует несколько гипотез:

1. Появление новых сигналов, которые могут затормозить предшествующие;

2. Некоторая ненадежность самих нейронных цепей. Импульс, поступающий в одно звено цепи, не всегда может оказаться способным вызывать активность в следующем звене и поток импульсов угаснет.

3.Передача импульсов может прекратиться вследствие какого-либо утомления в нейроне и синапсах.

Избирательная электрическая активация определенной нервной петли обеспечивает КП.

Много раз повторяющаяся электрическая активность в нейронных цепях вызывает химические или структурные изменения в самих нейронах, что приводит к возникновению новых нейронных цепей. Эти изменения называются консолидацией.В основе ДП лежит постоянство структуры нейронных цепей.

Таким образом, КП и ДП могут быть связаны с одними и теми же нервными элементами, с той лишь разницей, что КП– это временная электрическая активность определенных нейронов, а ДП –постоянная структура тех же нейронов.

ДПзаключена в белковых молекулах в каждом синапсе, и нервная информация переходит через синаптическую щель химическим путем. Согласно другой точке зрения ДП возникает в результате возникновения новых синапсов. Это означает, что всякий раз при заучивании материала в мозгу возникают физические изменения.

После того, как были открыты химические процессы в основе наследственности, возникла мысль, что те же самые механизмы могли бы участвовать в процессах запоминания. Генетическая информация заключена в молекуле ДНК. Передача ее происходит при помощи молекулы РНК. И, поскольку, ДНК содержит генетическую память для каждого индивидуального организма, то она или РНК может также передавать и приобретенный опыт.

Инструкции для синтеза белка, переносимые молекулой РНК, заключены в специфической последовательности органических оснований, присоединенных к остову молекулы. Именно они служат матрицами для синтеза белков. Различная последовательность приводит к синтезу разных белков. Эта последовательность может изменяться в результате опыта, приобретенного животными при обучении. В результате обучения РНК должна содержать информацию о характере возникшего навыка.Большую рольв закреплении информациииграют подкорковые области (лимбическая система), но локализованного центра памяти не существует. Даже удаление 20% мозга не приводит к потере памяти. Был найден участок, регулирующий перевод данных из кратковременной памяти в долговременную, без него запоминание вновь поступившей информации невозможно. Этот центр называют «гиппокамп» и расположен он в височной доле мозга. Электрическая стимуляция гиппокампа приводит к потере памяти о недавнем прошлом.

Центры памяти

Одними из перовых подтвержденных данных о месте хранения информации в мозге человека были получены канадским нейрохирургом Пенфилдом. Во время нейрохирургической операции он раздражал определенные структуры головного мозга, сохраняя словесный контакт с оперируемым. При раздражении электродами нижнего участка височных долей в области гиппокампа и миндалины происходит перенос испытуемого в прошедшие годы. Пациент доктора вспоминал события, прошедшие, когда ему было 5 лет. Стимуляция других частей височной доли иногда вызывала изменение восприятия окружающей обстановки. Например, больной мог воспринимать настоящее как события, имевшие место в прошлом. Нередко знакомая обстановка воспринималась как чужая.

При стимуляции ретикулярной формации нарушается кратковременная память (КП), хвостатого ядра – КП и ДП (долговременная память), а при раздражении миндалин и гиппокампа –ДП.

При стимуляции заднего таламуса возникали сложные двигательные акты, сопровождающиеся речью, которую больной не помнил.

Такая сложная функциональная деятельность как память обеспечивается взаимодействием целой иерархии центральных структур, в том числе, наряду с сенсорными, лимбическими и ретикулярными образованиями, входят также ассоциативные области новой коры.