Физиологические основы памяти

Процесс обучения основан на памяти, складывающейся на запечатления информации в нервной системе, ее сохранения и воспроизведения. По анализаторам, в которые поступает информация, различаются осязательная, двигательная, зрительная, слуховая и другие типы памяти, лежащие в основе конкретного мышления и конкретной памяти. Чем больше органов чувств участвует в восприятии, тем прочнее запоминание. Например, у слепых хорошо развита осязательная память, у выполняющих физический труд и спортсменов — двигательная. Как правило, у 15% людей, у которых нет альфа-ритма, отличная зрительная память, а у других 15%, у которых альфа-ритм имеется не только при закрытых, но и при открытых глазах, преобладает абстрактная память. У большинства людей альфа-ритм регистрируется только при закрытых глазах, а память смешанная. В эмоциональной памяти (оживлении прошлых переживаний) ведущая роль принадлежит лобным долям больших полушарий и лимбической системе, особенно гиппокампу и миндалевидным ядрам.

Память бывает кратковременная (оперативная) и длительная. Вероятно, кратковременная память обусловлена циркуляцией нервных импульсов по замкнутым цепям нейронов, которая обозначается как реверберация. Она сохраняется до тех пор, пока существует реверберация. Реверберация продолжается значительно дольше времени действия раздражителя.

При достаточно продолжительной реверберации у крыс в течение 30-50 мин в результате действия биопотенциалов изменяются белки и рибонуклеиновые кислоты нейронов и синапсов, кратковременная память переходит в длительную. Этот переход — консолидация — завершается в определенный промежуток времени. Продолжительность консолидации зависит: от особенностей образуемого условного рефлекса, длительности и интенсивности подкрепляющего безусловного раздражителя, функционального состояния высшего отдела нервной системы, наследственных особенностей, вида животных. Консолидация связана с активностью неокортекса, архипалбокортекса, подкорковых образований. Существенная роль в консолидации принадлежит эмоциям. Кратковременная память постепенно переходит в долговременную, которая формируется еще до окончания кратковременной. Долговременная память — закрепленное в нервной системе единство временных и относительно постоянных нервных связей.

Если головной мозг недавно обученных крыс раздражать через несколько минут сильным электрическим током до окончания консолидации, то новые условные рефлексы исчезают, а такое же раздражение после ее окончания не отражается на сохранении этих, уже укрепившихся условных рефлексов. Таким же образом действуют резкая гипотермия, гипоксия и другие чрезвычайно сильные воздействия.

После шока, вызванного чрезвычайными раздражителями, отсутствует память не только на непосредственно предшествовавшие события (ретроградная амнезия), но и на непосредственно следующие за шоком (антеградная амнезия).

Память нарушается при гиповитаминозе В1 и РР, а введение этих витаминов улучшает ее. Нарушения памяти отмечаются и при снижении функций желез внутренней секреции, особенно щитовидной. У людей после 35-40 лет память понижается, вероятно, вследствие потери головным мозгом в среднем 100 000 нейронов ежедневно.

У рыб имеется только кратковременная память, у рептилий она более продолжительна, а у птиц обнаруживается длительная память. Из млекопитающих наибольшего развития достигают оба вида памяти у обезьян. Обучение увеличивает синтез определенных групп белков и глюкопротеидов в головном мозге.

Циркуляция импульсов в цепях нейронов вызывает в них усиленный синтез белков в ДНК, возвращающийся к исходному уровню после упрочения условных рефлексов. Нервные импульсы изменяют строение вновь синтезируемой ДНК, непосредственно действуя на ее синтез, или сначала вызывают изменения структуры ДНК, а затем молекул РНК, синтезируемых на ней, как на матрице.

Расположение нуклеотидов изменяется в информационной РНК, на которой синтезируется белок. Этот код нервных импульсов передается вновь синтезированному белку плазмы нейрона и синапса, которые реагируют повторением определенного кода при раздражении.

Изменение строения молекул ДНК, РНК и белков — материальная основа наследственной, видовой и длительной индивидуальной памяти (Хиден, 1963, 1964).

Содержание РНК в двигательных нейронах людей значительно увеличивается с 30 до 40 лет, примерно до 60 лет остается более или менее постоянным, а затем быстро снижается. Активность фермента рибонуклеазы, разрушающего РНК, с возрастом повышается, в 60 лет она приблизительно на 45% больше, чем в 20 лет. Введение РНК, а не ДНК людям пожилого возраста улучшало их память, а после прекращения введения РНК память снова ухудшалась. Предполагается, что РНК, содержащаяся в нейроглии,— основа кратковременной памяти, а в нейронах — долговременной памяти. По содержанию РНК нейроны занимают одно из первых мест в организме. Раздражение моторных и сенсорных нейронов увеличивает содержание в них РНК, белков и фосфолипидов.

Скорость обновления РНК и фосфолипидов наибольшая в головном мозге, особенно в коре. Повышение синтеза ацетилхолина улучшает запоминание, а снижение его нарушает память. Предполагается, что ацетилхолин, адреналин и серотонин участвуют в кратковременной памяти.

После кормления червей, у которых не были образованы условные рефлексы, белками других червей, у которых условные рефлексы были выработаны, у них без обучения обнаруживались соответствующие условные рефлексы. Если до этого кормления необученным червям вводили фермент рибонуклеазу, то передачи условных рефлексов не происходило. Длительное введение веществ, тормозящих синтез нуклеиновых кислот и белков, задерживает образование новых условных рефлексов и разрушает уже выработанные.

Введение РНК, взятой из мозга обученных животных, необученным приводит к появлению у них приобретенных обученными животными навыков или к облегчению выработки тех же навыков. Введение нуклеиновых кислот и белков упрочивает условные рефлексы и стимулирует их образование. Длительное повышение физиологической функции увеличивает синтез нуклеопротеидов и рост клеток и в других органах (печени, почках, скелетных мышцах и др.).

Характерная особенность нервной системы — не только увеличение размеров нейронов мозга, но и рост концевых разветвлений аксонов, образование новых межнейронных связей и упрочивание существовавших, формирование многонейронных систем, составляющих нервную основу длительной памяти.

В двигательных нейронах коры больших полушарий и подкорковых центров импульсы возбуждения возникают на шипиках дендритов. Это позволяет предположить особую роль шипиков в обучении.

Постсинаптическое торможение в нейронах коры значительно сильнее и продолжительнее, чем в спинномозговых, что обеспечивает избирательность реакций при обучении вследствие подавления торможением посторонних реакций.

При тренировке усиленное функционирование нейронов коры вызывает увеличение на синапсах шипиков участков, на которые действует медиатор, повышение их эффективности и более быструю мобилизацию медиатора.

Интенсивное функционирование синапса увеличивает количество пузырьков ацетилхолина над пресинаптической мембраной.

В сохранении следов памяти участвуют не только нейроны, но и клетки нейроглии, которые реагируют на приток информации во много раз медленнее. В нейроглии содержание РНК увеличивается, когда оно уменьшается в нейронах, и наоборот.

В головном мозге происходит интерференция — вытеснение старых знаний новыми, что, вероятно, зависит от участия тех же нейронов и межнейронных связей в приобретении новых знаний.

Например, через 30 мин после урока школьники, которые в течение этого времени не обучались, могут воспроизвести 50-55% материала урока. Если же они в течение этих 30 мин изучали другие предметы, то воспроизводят только 25% материала прежнего урока. Степень интерференции зависит от различия новых и старых знаний. Чем больше сходство знаний, тем, как правило, больше интерференция, так как в этом случае в запоминании нового участвуют те же самые нейроны и их связи.

Абстрактная, понятийная память (словесно-логическая) обусловлена развитием речи. При логическом запоминании материал в 22 раза дольше удерживается в памяти, чем при механическом. Словесно-словесные временные нервные связи с высокой информационной ценностью лучше запоминаются, реже искажаются и правильное их воспроизведение почти всегда происходит уверенно. Следовательно, существуют условно-рефлекторные связи нервного субстрата слов как условных раздражителей и имеет значение ценность их смыслового содержания (С. И. Гальперин и В. В. Мельников, 1975). При активном запоминании материал дольше удерживается в памяти. Медленно изучаемый материал запоминается более продолжительное время, чем усваиваемый быстро.

Эмоциональность, конкретность и целенаправленный интерес позволяют долго удерживать в памяти факты и мысли. Предполагается, что относительно легкое усвоение первого, а иногда и второго языка зависит от отсутствия интерференции. По мере развития знаний у индивидуума интерференция у него увеличивается. Существенное значение имеет запечатлевание (импринтинг) в раннем детстве новых конкретных образов и понятий. Импринтинг связан с биологической значимостью запоминаемого. Он образуется в филогенезе или условно-рефлекторно, как формирование временной нервной связи. Кратковременная память обнаруживается у детей 3-4 месяцев, а длительная, как запоминание в течение всей жизни, с 3-4 лет (иногда позднее). С 7 лет непроизвольное запоминание переходит в произвольное. Недостаточное общение с окружающими неблагоприятно влияет на кратковременную и длительную память.

Имеются возрастные и половые различия длительной памяти, существенное значение имеет также характер запоминаемого материала.

С возрастом память улучшается до 20-25 лет, затем держится почти на одном уровне до 40-45 лет, после чего постепенно угасает. Перед едой память лучше, чем после еды; прилив крови к головному мозгу снижает ее.

Физиологическая основа забывания — торможение. Память человека хранит больше знаний, чем он способен воспроизвести.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.