Память
Память — это способность организма приобретать, сохранять и воспроизводить в сознании информацию и навыки.
Биологическое значение памяти. Накопление, хранение и воспроизведение информации — общие свойства нейронных сетей.
Классификация памяти. Если положить в основу классификации не длительность хранения информации, а механизмы памяти (электрофизиологические процессы, биохимические реакции и структурные изменения в нейронах и синапсах ЦНС) то выделяют: кратковременная, промежуточная и долговременная память.
Кратковременная (электрофизиологическая) память
Наличие кратковременной памяти было показано в опытах немецкого психолога Г. Эббингауса (1885), проводившего оценку эффективности воспроизведения человеком рядов случайных цифр, букв, символов. Г. Эббингаус первый установил, что случайные последовательности цифр, букв, символов после однократного чтения, прослушивания можно воспроизвести без ошибок в строго ограниченном количестве единиц.
Длительность хранения информациипри кратковременной памяти — секунды—минуты. Объем кратковременной памяти составляет примерно 7±2 единицы.
Механизм кратковременной памяти. Запоминание любой информации начинается с электрофизиологических процессов в нейронных сетях головного мозга (возникновение ВПСП, ПД, выделение различных медиаторов в синаптическом аппарате мозга). Это свидетельствует о том, что в основе механизма кратковременной памяти лежит импульсная активность нейронов (циркуляция возбуждения по замкнутым нейронным цепям). Считается, что в замкнутых нейрональных цепочках циркуляция длится минутами, сохраняя информацию в виде последовательности импульсов, передающихся от нейрона к нейрону. Циркуляция происходит вследствие синаптической потенциации. При этом сохраняется нейрональный след о воздействии раздражителя на организм в прошлом.
Промежуточная (нейрохимическая) память
Нейрохимическая память — это процесс перевода кратковременной памяти в долговременную (консолидация памяти).
Продолжительность промежуточной памяти — минуты—часы, память становится устойчивой примерно через 4 ч.
Объем промежуточной памяти не изучен, его можно ориентировочно определить индивидуально — например, оценить, в какой степени точно можно пересказать содержание книги, прочитанной в течение 2-3 ч.
Механизм промежуточной памяти. На данном этапе развиваются биохимические реакции, активируется синтез медиаторов, рецепторов, ионных каналов, но запускаются они с помощью электрофизиологических процессов и вторых посредников (цАМФ, ИФ3, ДАГ, NO и др.).
В частности, активируются Са-зависимые ферменты в результате накопления ионов Са2+ в постсинаптическом нейроне под действием глутамата, увеличивается синтез модуляторных пептидов (энкефалины, эндорфины, ангиотензин). Секрецию глутамата из пресинаптического окончания усиливают посредники (NO, арахидоновая кислота и др.). Поэтому данный период переработки поступившей информации и ее запоминание следует назвать нейрохимической памятью.
Долговременная (нейроструктурная) память
Долговременная память формируется с помощью механизмов кратковременной, промежуточной памяти и синтеза белка, при этом одновременно протекают структурные изменения в синапсах и отростках нейронов (эти изменения можно наблюдать с помощью электронного микроскопа) и синтез белка (процессы, которые нельзя увидеть даже с помощью электронного микроскопа). Первый механизм кодирования информации назовем ультраструктурной памятью (структурные изменения видны с помощью электронного микроскопа), второй — макромолекулярной памятью (изменения для глаза незаметны даже с помощью электронного микроскопа).
Улыпраструктурная память. Синаптические процессы. Под влиянием процесса обучения в ЦНС увеличиваются размеры пре - и постсинаптических мембран постсинаптических рецепторов, увеличивается количество медиаторов в пресинаптическом аппарате. Видимые синаптические изменения в течение месяца исчезают.
Структурные изменения в отростках нейрона выражаются в разрастании дендритного дерева, увеличении числа шипиков на дендритах, увеличении ветвления аксона нейронов (появляются новые коллатерали), миелинизации пресинаптических терминалей; естественно, возрастает число синапсов между нейронами. Все эти структурные изменения в отростках и синапсах нейронов наблюдаются в условиях повышенной активности обучения и исчезают в течение месяца.
Макромолекулярная память (синтеза белка в нейронах). Открытие структурных изменений нейронов, происходящих в ходе формирования памяти, дало основание предположить ключевую роль синтеза белка в консолидации памяти.