НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ ПАМЯТИ

Память — одно из основных свойств нервной системы, выража­ющееся в способности длительное время хранить информацию о со­бытиях внешнего мира и реакциях организма, неоднократно выводить эту информацию в область сознания и поведения. При изучении памя­ти важен механизм хранения и использования знаний.

Память человека и животных включает четыре характеристики — запоминание (усвоение) информации, ее сохранение, извлечение и воспроизведение. Запоминаются не только раздражители, исходящие из внешней или внутренней среды организма, но и вызванные ими ощущения и восприятия. Благодаря свойствам памяти, человек организует во времени и пространстве функции, которые позволяют приобретать, сохранять и использовать индивидуальный опыт, который влияет на последующее восприятие.

Пространственная и временная организация памяти связана со многими структурами мозга. Прежде всего — это височная доля, гиппокамп и миндалина, а также мозжечок и кора больших полушарий, специфические и неспецифи­ческие таламические ядра.

Медиальная височная область и гиппокамп участвуют в формиро­вании и временном сохранении следов памяти, но не служат мес­тами постоянного хранения информации.

В опытах на обезьянах показано, что только одновременное уда­ление гиппокампа и миндалины уничтожает результаты недавнего обучения и лишает животное возможности дальнейшего обучения. Если удалялась только миндалина или только гиппокамп, то обуче­ние новым формам поведения было возможно, хотя непосредствен­но предшествовавшее операции обучение практически было забыто животным.

Еще более существенна для организации памяти роль коры го­ловного мозга. Медиальная часть височной коры связана с запоми­нанием текущих событий и наравне с гиппокампом обеспечивает сохранение у человека следов недавних событий. Люди с повреж­денной височной долей живут только в настоящем времени. Существует в памяти та часть жизни, которая прошла до травмы.

У животных, выращенных в условиях воздействия на них множества сенсорных раздражителей, слои коры толще, структура нейронов сложнее, чем у животных, выращенных в "обед­ненных" условиях. Найти определенное место в коре, где хранится информация пока не удалось. Делают заключение, что память широко распределена в различных областях мозга.

У человека с повреждением дорсомедиального ядра таламуса в результате травмы возможность усвоения нового словесного материала практически исчезла. Поражения медиального таламуса в сочетании с дегенерацией нейронов лобной коры и мозжечка у человека приводят к неспо­собности переучивания.

В сохранении результатов обучения двигательным условным реф­лексам большое значение имеет мозжечок. Разрушение определенной области мозжечка ликвидировало не только следы обучения, но и блокировало образование новых сле­дов. Разрушение глубинных мозжечковых ядер гибельно для следов памяти об обучении движениям.

Изменения памяти, особенно ее эмоциональных аспектов, связаны с сохранностью миндалевидного комплекса (миндалины). Интактность лобных долей необходима для выполнения отсроченных реакций, сохранность височной коры яв­ляется условием сохранения памяти как на относительно недавние, так и на отдаленные по времени события.

В зависимости от рецепторов, воспринимающих раздражения, выделяют зрительную, слуховую, осязательную, обонятельную, вкусовую и другие "памяти".Выделяют несколько типов памяти:

1. Иконическая память удерживает точную и полную картину, вос­принимаемую органами чувств, то есть образ предмета. Длитель­ность хранения образа 0,1-0,5 с. Емкость ее ограничена 3-5 эле­ментами. Этот тип памяти связывают с последействием в периферических и центральных звеньях, связанным с разложением зрительного пигмента.

2. Кратковременная память удерживает не точную копию предмета, события, явления, а их частичное отображение, емкость ее — 7±2 предъявляемых элемента. Длительность сохранения сле­дов от 5 до 60 с. Запоминание связано с повторением.

3. Долговременная память удерживает огромный объем информации. Все, что содержится в памяти более одной минуты, переводится в систему долговременной памяти, где и сохраняется часами, а иногда на протяжении всей жизни.

Переход от кратковременной к долговременной памяти — это пре­образование процесса получения информации в процесс ее сохранения. Запоминание или консолидация следов памяти осуществляется с участием медиальной височной доли и гиппокампа. После консолидации следов данные становятся постоянным содержанием долговременной памяти.

Запоминание осуществляется двумя способами -- процедурным и декларативным. Процедурное запоминание связано с получением и хранением знаний о том, как надо действовать, а декларативное — о том, что составляет основу действия.

Накопление и хранение информации в памяти обеспечивается за счет электрических и химических процессов, происходящих в мозге и обуславливающих происходящие и нем структурные изменения. Электрическая активность нервных цепей несомненно лежит и ос­нове получения "непосредственного отпечатка" сенсорной информа­ции и кратковременной памяти. Нервная цепь, обеспечивающая циркуляцию возбуждения, вызванного стимулом, должна сохранять специфическую активность, связанную с действием раздражителя и после его выключения. Нейрофизиологические данные о существо­вании подобных цепей в различных отделах мозга, особенно в таламусе, гиппокампе, височной, теменной и лобной коре свидетель­ствует о широком распространении продолжительной циркуляции возбуждения в нейронных сетях мозга.

Физиологической основой памяти являются следы в нервной сис­теме от предыдущих раздражении. Следовые процессы являются об­щим свойством нервной системы. Одним из конкретных проявлений сохранения следов раздражении является доминантный очаг возбуждения.

Длительное хранение следов памяти обеспечивается взаимосвязями между нейронами, их активностью и химическими изменениями в самих нейронах, что приводит к созданию новых структурных основ для хранения информации. Процесс изменения свойств цепи при циркуляции нейронной активности называется консолидацией следа (энграммы). Консолидация следа, на которой основана постоянная структура памяти, осуществляется в результате химического кодиро­вания и активизации синаптических соединений.

Когда нейрон многократно и длительно разряжается, то в постсинаптической мембране возрастает концентрация кальция. Он ак­тивирует кальций-зависимую протеиназу — фермент, расщепляющий один из белков мембраны. В результате расщепления белка возрас­тает число белковых глутаматных рецепторов. Аксошипиковые си­напсы становятся более чувствительными, поскольку их проводи­мость увеличивается вследствие возрастания числа глутаматных ре­цепторов.

В процессе запоминания усиливается синтез РНК и белков. В первые часы обучения увеличивается количество синтезированных белков, кото­рые по аксонам нервных клеток мозга транспортируются к синап­сам, делая структуру последних более эффективной для передачи возбуждения.

Особое значение имеют нейропептиды. Они могут действовать на ядерную ДНК и РНК нейронов. Перенос некоторых навыков с помощью цереброспинальной жидкости от обученных животных к необучен­ным свидетельствует о существовании достаточно отчетливых и ус­тойчивых химических механизмов долговременной памяти.

Эндогенные опиатные пептиды — эндорфины и энкефалины улуч­шают сохранение условных рефлексов, замедляют их угашение. Гормоны гипофиза вазопрессин и окситоцин оказывают антагонистическое влияние на память: вазопрессин улучшает, окситоцин нарушает долговременную память.