МГАТУ ім. К. Е. Ціолковського
Яким чином дані про те, що відбувається в клітинах морського молюска, або про синтез білків у мозку можуть про лити світло на природу навчання іпамяті у людини? Основні біохімічні механізми передачі нервових імпульсів дуже подібні у всіх нейронах у всіх жівотних.Еслі вони були сох поранені еволюцією, то здається логічним припустити, що й клітинні механізми навчання і пам'яті, які використовуються в нижчих тварин, теж сохранілісь.В декількох експери ментів, виконаних останнім часом, учені вводили фосфо рілірующій фермент, відповідальний за процес навчання у молюсків, в нейрони головного мозку багатьох ссавців. Фермент підвищував збудливість, тобто надавав дію сход ве з тим, що спостерігалося в мембранах нейронів у мовляв молюсків. Чи відіграє ця клітинна реакція одну і ту ж роль в кішки та у молюска, поки невідомо, але знання біохімічес ких механізмів навчання в нижчих тварин може служити ос нової для вивчення більш складно влаштованих нервових систем.
Однак експерименти, що проводяться тільки на клітинному рівні, навряд чи розкриють секрет, як наш мозок запам'ятовує партитуру симфонії Бетховена або навіть прості відомості, не обхідні для розгадки кросворду. Потрібно переходити на уро вень мозкових систем, де у людини десятки мільярдів нейтронів з'єднані між собою заплутаним, але впорядкований ним чином. На вищих тварин проводяться експерименти з навчанням і різними впливами на мозок. Психологичес кі дослідження на здорових людях дозволяють з'ясувати дещо про процеси переробки та зберігання інформації. Ізу чення хворих з різними видами амнезії, що розвинулась після пошкодження мозку, доставляє особливо цінні відомостей ня про організацію функцій пам'яті.
Майже сорок років тому психолог Карл Лешлі-піонер в об ласті експериментального дослідження мозку і поведінки-за намагався дати відповідь на питання про просторову організацію пам'яті в мозку. Він навчав тварин вирішення певної за дачі, а потім видаляв один за одним різні ділянки кори головного мозку в пошуках місць збереження слідів пам'яті. Од нако незалежно від того, яке у корковою тканини було видалено, знайти те специфічне місце, де зберігаються сліди пам'яті-енграми, не вдалося.
Подальші дослідження показали, в чому полягала причина невдачі Лешлі: Для навчання й пам'яті важливі багато областей та структури мозку крім кори. Виявилося також, що сліди пам'яті в корі широко розкидані і багато разів дублі руются.
Один з учнів Лешлі, Дональд Хебб, продовжив справу свого вчителя і запропонував теорію відбуваються в пам'яті, яка визначила хід подальших досліджень більш ніж на три десятиліття вперед. Хебб ввів поняття короткочасної і довготривалої пам'яті. Він вважав, що короткочасна пам'ять це активний процес обмеженої тривалості, що не залишає ніяких слідів, а долговремен ва пам'ять обумовлена структурними змінами в нервовій системі.
Як вважав Хебб, ці структурні зміни могли бути викликані повторною активацією замкнутих нейтронних ланцюгів, наприклад шляхів від кори до таламуса або гиппокампу і назад до кори. Повторне порушення утворюють такий ланцюг нейтро нів призводить до того, що зв'язують їх синапси стають функціонально ефективними. Після встановлення таких зв'язків ці нейтрони образуют1 клітинний ансамбль0, і будь-збуджений ня відносяться до нього нейтронів буде активувати весь ансамбль. Так може здійснюватися збереження інформації і її повторне витяг під впливом будь-яких відчуттів, мис лей або емоцій, возбуждаюшіх окремі нейтрони клітинного ансамблю. Структурні зміни, як вважав Хебб, ймовірно, відбуваються в синапсах у результаті яких-небудь процесів росту або метаболічних змін, що підсилюють вплив кожного нейтрона на наступний нейтрон.
У теорії клітинних ансамблів особливе значення Придава лось того, що слід пам'яті це статична "запис", не просто продукт змін в структурі однієї нервової клітини або молекули мозку. Розуміння пам'яті як процесу, включаю щего взаємодію багатьох нейтронів, ось, мабуть, найкращий шлях неврологічного пояснення того, що дізналися психологи про нормальну переробки інформації в людини.
Для того щоб успішно скористатися своєю пам'яттю, людина повинна зробити три вещ: засвоїти якусь інформацію цію, зберегти її і в разі необхідності воспроізвесті.Ес вам не вдається що-небудь пригадати, причиною може бути порушення будь-якого з цих трьох процесів.
Але пам'ять зовсім не так проста. Ми засвоюємо і Запом найм не просто окремі елементи інформації); ми конструювання ються систему знань, яка допомагає нам купувати, зберігання нитку і використовувати великий запас відомостей. Крім того, пам'ять-це активний процес; накопичені знання безперервно змінюються, перевіряються і переформульовуються нашим мислячим мозком, тому виявити властивості пам'яті не так легко.
Пам'ять, мабуть, представлена кількома фазами. Одна з них, вкрай нетривала, це безпосередня пам'ять, при якій інформація зберігається всього ніс колько секунд. Коли ви їсте на машині і дивіться на проп закладають краєвид, вам вдається утримувати в пам'яті предмети, які ви тільки що бачили, протягом однієї-двох секунд, не більше. Однак деякі об'єкти, до яких ви поставилися з особливою увагою, з безпосередньої пам'яті можуть бути переведені в короткочасну пам'ять.
У короткочасної пам'яті інформація може зберігатися протягом декількох хвилин. Уявіть собі, що відбувається, коли хто-небудь назвав вам номер телефону, а у вас немає під рукою олівця. Ймовірно, ви запам'ятайте цей номер, якщо будете подумки повторювати його, поки не доберетеся до телефонного апарату. Але якщо щось відволіче вашу увагу з вами заговорять або ви упустите монетку, яку наміри валися покласти в щілину автомата, ви, ймовірно, забудете номер або переплутаєте цифри. Ми, очевидно, можемо утримати в короткочасній пам'яті від 5 до 9 окремих одиниць запам'ятовуючи емого матеріалу. Іноді можливе групування таких одиниць, і тоді вам здається, що ми здатні запам'ятати більше.
Деякі об'єкти з короткочасної пам'яті переводять ся в 1долговременную0, де вони можуть зберігатися годинами і навіть протягом всього життя. Ми знаємо, що однією з сис тем мозку, необхідних для здійснення такого перенесення, є гіппокамп. Ця функція гіпокампу виявилася, коли один хворий переніс операцію на мозку. У літературі, сел вященной опису його післяопераційного стану, цього хворого іменують ініціалами М.М. У кожній з скроневих часток мозку є по одному гіппокамп. Намагаючись полегшити важки круглі епілептичні напади, лікарі видалили у Н.М. обидва гіп покампа. (Після того, як стали ясні несприятливі сел ледствія такого методу лікування, він більше ніколи не застосовують нялся.)
Після операції Н.М. став жити тільки в теперішньому часу укладання. Він міг пам'ятати події, предмети або людей рівно стільки, скільки вони утримувалися в його пам'яті. Якщо ви, побалакавши з ним, виходили з кімнати і через кілька хвилин поверталися, він не пам'ятав, що бачив вас коли-небудь раніше.
Н.М. добре ті події у своєму житті, які відбува дили до операції. Інформація, яка зберігалася в його довготривалого менной пам'яті,-у всякому разі та, яка вже перебувала там за одінтрі року до операції,-не була втрачена. Той факт, що амнезія у Н.М. поширювалася на події, про що вийшли за 1-2 роки до операції, але не на більш ранні, вказує на те, що сліди пам'яті, мабуть, можуть пре терпевать зміни через якийсь час після їх утворення.
Гіпокамп знаходиться в скроневій частці мозку. Судячи з не яким даними, гіпокамп і медіальна частина скроневої частки, відіграють роль у процесі закріплення, ілі1 консолідації, 0 сле дов пам'яті. Під цим подразумеваюется ті зміни, фізкабінет етичні і психологічні, які повинні відбутися в моз гу, для того щоб отримана ним інформація могла перейти в постійну пам'ять. Навіть після того, як інформація вже сел тупила в довгострокову пам'ять, деякі її частини можуть зазнавати перетворення і навіть забуватися, і тільки після цього реорганізований матеріал відправляється на пос тоянное зберігання. Наш мозок зберігає набагато більше інформації ції, ніж ми того хочемо або в тому потребуємо. Доступ до цієї інформації та її вилучення з пам'яті-ось в чому головна трудність.
Звичні читачі ніколи не читають по буквах або так само окремими словами, вони охоплюють одночасно групи слів.
Мабуть, гіпокамп і медіальна скронева область беруть участь у формуванні та організації слідів пам'яті, а не служать місцями постійного зберігання інформації. Н.М., у ко торого ця область мозку була зруйнована, добре пам'ятав зі буття, що відбулися більш ніж за 3 роки до операції, і це показує, що скронева область не є місцем дли тельного зберігання слідів. Однак, вона грає роль в їх фор мування, про що свідчать втрата у Н.М. пам'яті на багато подій, які відбувалися в останні 3 роки до опера ції.
Подібні дані отримані і при дослідженні хворих після електрошокової терапії (ЕШТ). Відомо, що електро шок має особливо руйнівну дію на Гіппо камп. Після електрошоку хворі, як правило, страждають годину тичної амнезією на події, що відбувалися протягом кіль кох попередніх лікуванню років. Пам'ять про більш давні події зберігається повністю.
Леррі Сквайр (Squire, 1984) висловив припущення, що в процесі засвоєння будь-яких знань скронева область встановлює зв'язок з місцями збереження слідів пам'яті в дру гих частинах мозку, перш за все в корі. Потреба в таких взаємодіях може зберігатися досить довго в тече ние декількох років, поки йде процес реорганізації матері ала пам'яті. На думку Сквайр, ця реорганізація пов'язана з фізичним перебудовою нервових мереж. У якийсь момент, коли реорганізація і перебудова закінчені і інформація постійно зберігається в корі, участь скроневої області в її закріпленні та вилученні стає непотрібною.
Список літератури
Ф. Блум, А. Лейзерсон, Л. Хофстедтер
"Мозок, розум, поведінку", М., 1988