МГАТУ ім. К. Е. Ціолковського
1МТсв-30/95
ДІЯЛЬНІСТЬ МОЗКУ.
Яким чином дані про те, що відбувається в клітинах морського молюска, або про синтез білків у мозку можуть про-лити світло на природу научения 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 й пам'яті, які використовуються в нижчих тварин, теж сохранілісь.В декількох експериментів-мента , виконаних останнім часом, вчені вводили фосфо-рілірующій фермент, відповідальний за процес научения у молюсків, в нейрони головного мозку багатьох ссавців.
Фермент підвищував збудливість, тобто чинив дію сход-ве з тим, що спостерігалося в мембранах нейронів у мовляв-люсков. Грає Чи ця клітинна реакція одну й ту ж роль у кішки і у молюска, поки невідомо, але знання біохімічес-ких механізмів научения у нижчих тварин може служити ос-новою 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, які 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. Псіхологічес-кі дослідження на здорових людях дозволяють з'ясувати дещо про процеси переробки і зберігання інформації. Ізу-чення хворих з різними видами амнезії, який розвинувся 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 й поводження -по-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, яка кількість 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 важливими багато областей та структури мозку крім кори. Виявилося також, що сліди пам'яті в корі широко розкидані і багаторазово дублі-руются.
Один з учнів Лешлі, Дональд Хебб, продовжив справу свого вчителя і запропонував теорію процесів, що відбуваються в пам'яті, яка визначила хід подальших досліджень більше 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 гіппокампу і назад до кори. Повторне порушення що утворюють такий ланцюг, Нейтральні нов призводить до того, що зв'язують їх синапси стають функціонально ефективними. Після встановлення таких зв'язків ці нейтрони утворюють клітинний ансамбль, і будь-яке збуджений-ние що відносяться до нього нейтронів буде активувати весь ансамбль. Так може здійснюватися збереження інформації і її повторне вилучення під впливом будь-яких відчуттів, мис-лий або емоцій, возбуждаюшіх окремі нейтрони клітинного ансамблю. Структурні зміни, як вважав Хебб, ймовірно, відбуваються в синапсах в результаті яких-небудь процесів росту або метаболічних змін, які посилюють вплив кожного нейтрона на наступний нейтрон.
У теорії клітинних ансамблів особливе значення Придава-лось тому, 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-ного взаємодія 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 виконати три вещ: засвоїти якусь інформацію, зберегти її і в разі необхідності воспроізвесті.Ес-ли вам не вдається щось згадати, 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 конструі-руем систему знань, яка допомагає нам здобувати, хра-нитка і використовувати великий запас відомостей. Крім того, пам'ять-це активний процес; накопичені знання безупинно змінюються, перевіряються й переформуліруются нашим мислячим мозком, тому виявити властивості пам'яті не так легко.
Пам'ять, мабуть, представлена декількома фазами.
Одна з них, вкрай нетривала, - це безпосередній-ва пам'ять, при якій інформація зберігається всього ніс-колько секунд. Коли ви їсте на машині і дивіться на проп-ливающій краєвид, вам вдається утримувати в пам'яті предмети, які ви тільки що бачили, протягом одного-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 відбувалося дит, 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 дійдете до телефонного апарату. Але якщо щось відверне вашу увагу
- з вами заговорять або ви опустіть монетку, яку наміри вались покласти в щілину автомата, - ви, мабуть, забудете номер або переплутаєте цифри. Ми, очевидно, можемо утримати в короткочасної 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 довготривалу, де вони можуть зберігатися годинами чи навіть протягом всього життя. Ми знаємо, що однією з сис-тем мозку, необхідних для здійснення такого перенесення, є гіппокамп. Ця функція гіппокампу виявилася, коли один хворий переніс операцію на мозку. У літературі, пос-вященной опису його післяопераційного стану, цього хворого іменують ініціалами Н.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 пос-ледствія такого методу лікування, він більше ніколи не примі-нялся.)
Після операції Н.М. став жити тільки в цьому вре-мени. Він міг пам'ятати події, предмети або людей рівно стільки, скільки вони утримувалися в його пам'яті. Якщо ви, поговорити 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, що відбувається із-дили до операції. Інформація, що зберігалася в його довготривалого-менной пам'яті,-принаймні та, яка вже перебувала там за один-три роки 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 образо-вання.
Гіпокамп знаходиться в скроневої частки мозку. Судячи з не-якими даними, гіппокамп і медіальна частина скроневої частки, відіграють роль у процесі закріплення, або консолідації, сле-дів пам'яті. Під цим подразумеваюется ті зміни, фізичним 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 пос-тупіла 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, ніж ми того хочемо або в тому потребуємо. Доступ до цієї інформації і її вилучення з пам'яті-ось в чому головна трудність.
Звичні читачі ніколи не читають по буквах або да-ж окремими словами, вони охоплюють одночасно групи слів.
Мабуть, гіппокамп 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 з-буття, що відбулися більш ніж за 3 роки до операції, і це показує, що скронева область не є місцем тривалого збереження слідів. Однак, вона відіграє роль у їх фор-мування, про що свідчать втрата у Н.М. пам'яті на багато подій, що відбувалися в останні 3 роки до опера-ції.
Подібні дані отримані й при дослідженні хворих після електрошокової терапії (ЕШТ). Відомо, що електро-шок надає особливо руйнівний вплив на Гіппо-камп. Після електрошоку хворі, як правило, страждають годину-тичний амнезією на події, що відбувалися протягом ніс-кох передують 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 із місцями збереження слідів пам'яті в дру-гих частинах мозку, перш всього в корі. Потреба в таких взаємодіях може зберігатися досить довго - у 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 й видаляння стає непотрібною.
-------------- --------------------------------------------- < p> Список літератури:
Ф. Блум, А. Лейзерсон, Л. Хофстедтер
"Мозок, розум, поведінку", М., 1988
