Память

Память — свойство центральной нервной системы сохранять и воспроизводить следы ранее действовавших на нее возбуждений. Память складывается из трех последовательных этапов: 1) запоминание событий, 2) сохранение их следов и 3) воспроизведение того, что хранится в центральной нервной системе. Различают два основных вида памяти — непроизвольную и произвольную. Непроизвольная память является пассивным процессом, связанным со способностью центральной нервной системы фиксировать следы от воздействующих раздражителей. В этом случае перед человеком не ставится задача запомнить что-либо. Произвольная память связана с активными процессами в центральной нервной системе, направленными на запоминание определенного конкретного материала. Она является психологической основой всякого обучения. Существует две формы произвольной памяти: непосредственная и опосредованная. Первая осуществляется путем многократного повторения заучиваемого материала и может быть слуховой, зрительной, двигательной. Опосредованная, или логическая, память является наиболее прочной и емкой. Запоминание материала в данном случае происходит благодаря распределению его в систему или с помощью определенного кода (формулы, схемы, графики). Непроизвольная память сильно развита у детей, особенно младшего возраста. У взрослого человека первостепенное значение имеет логическая память.



По длительности сохранения следов возбуждения в центральной нервной системе различают кратковременную память, связанную в основном с воспроизведением и узнаванием, и долговременную память, связанную с фиксацией в центральной нервной системе по возможности всех воздействий на организм.

В настоящее время считают, что память является функцией целого мозга, однако у человека и высокоорганизованных животных важную роль отводят коре больших полушарий. При нейрохирургических операциях было установлено, что у человека ухудшение памяти стоит в прямой зависимости от величины удаленного участка коры мозга. Структурно-функциональной основой памяти может быть образование новых нервных связей в центральной нервной системе за счет роста отростков нейронов и образования новых синапсов, либо формирование замкнутых нейронных цепей, в которых возбуждение может циркулировать продолжительное время (кратковременная память). Процесс обучения связан с переходом кратковременной памяти в долговременную. Долговременную память рассматривают как функцию отдельной нервной клетки. Существует внутриклеточный механизм длительного хранения информации в нейроне, связанный с рибонуклеиновой кислотой (РНК). Под влиянием импульсов возбуждения, приходящих к нейрону, происходит изменение нуклеотидного состава РНК нейронов в результате замены одних нуклеотидов другими. Видоизменение молекулы РНК приводит к синтезу иного, отличного от прежнего, белка, который представляет собой устойчивый след запоминания. Число возможных перестановок в молекуле РНК очень велико, что легко может обеспечить сохранение 1016 единиц информации — вероятное число их для человека на протяжении 70 лет жизни. С течением времени статистически более вероятные перестановки в молекуле РНК постепенно исчерпываются и для новых сочетаний остаются лишь менее вероятные перестановки. Это позволяет объяснить характерные изменения способности к обучению и запоминанию у пожилых людей.



Память — это свойство ЦНС фиксировать, сохранять и воспроизводить следы ранее действовавших на нее возбуждений. Внешне память проявляется в узнавании явлений окружающего мира и в их воспроизведении. Психологи, изучая главным образом эти проявления памяти и ее общие свойства как в норме, так и в патологии, искусственно выделили три вида П.: 1) самая простая и короткая — это продолженное ощущение; 2) непосредственная, произвольная; 3) опосредованная, или логическая.

Первые представления о локализации П. в ЦНС были получены на основании экспериментов, проводимых во время нейрохирургических операций. При раздражении электрическим током во время операции височной области коры больших полушарий у больного возникали воспоминания из его прожитой жизни. Результаты экстирпаций отдельных частей мозга у животных в эксперименте и у человека после нейрохирургических операций показали, что ухудшение П. зависит от величины удаленной части, а не от того, какой именно участок мозга удален.Таким образом, практика нейрохирургии позволила прийти к заключению, что П.— диффузное свойство всей коры головного мозга, хотя не все участки ее в этом отношении равноценны.


Рис. 1. Принципиальная схема механизма циркуляции импульсов возбуждения по замкнутым цепям невронов, лежащего в основе кратковременной памяти.

По вопросу о механизмах памяти до недавнего времени не существовало какой-либо цельной теории, дающей конкретные представления о процессах, связанных с П. Условнорефлекторную теорию И. П. Павлова и теорию следов пережитых доминант А. А. Ухтомского можно отнести к первым попыткам физиологического объяснения механизмов П. В последние годы проблема П. получила новое освещение в связи с развитием кибернетики, электронно-вычислительной техники, а также тонких методов нейрофизиологического исследования и успехами молекулярной биологии и биохимии. В настоящее время П. человека, так же как и П. машин, разделяют на оперативную (кратковременную) и длительную. Считают, что оперативная память мозга связана с циркуляцией импульсов возбуждения по замкнутым цепям невронов (рис. 1). Такие замкнутые цепи могут находиться в системе гиппокампального круга (см. Подкорковые функции), в пределах которого импульсы возбуждения могут долго циркулировать. П. о факте, событии, объекте сохраняется до тех пор, пока продолжается эта циркуляция. Если этот процесс продолжается достаточно долго (30—50 мин.), то в структурах белковых молекул нервной клетки наступают определенные изменения, которые служат материальным субстратом длительной П. Современная нейрофизиология имеет многочисленные экспериментальные доказательства существования внутриклеточного механизма длительного хранения информации в невроне.


Рис. 2. Схема внутриклеточного механизма долговременной памяти и «воспоминания» (по Хидену): 1 — неврон, его ядро и молекула РНК; 2 и 3 — приходящие нервные импульсы вызывают перестановки пуриновых и пиримидиновых оснований в молекуле РНК; 4 — новая РНК синтезирует иной белок; 5 — приходящие нервные импульсы вызывают распад белка, и неврон возбуждается, что соответствует процессу «воспоминания» (А — аденин, Г — гуанин, Ц — цитозин).

Существует гипотеза, согласно которой сохранение следов возбуждения зависит от рибонуклеиновой кислоты (РНК). Частота нервных импульсов, поступающих в данную нервную клетку, нарушает ионное равновесие внутри нее; в результате нарушается устойчивость оснований молекулы РНК (рис. 2). Это — фаза переходного, неустойчивого запоминания. В эту фазу в молекуле РНК может произойти замена одного основания другим, что повысит ее устойчивость к поступающим с определенной частотой нервным импульсам. Видоизменение молекулы РНК приводит к синтезу иного, отличного от прежнего белка, что обеспечивает устойчивую фазу запоминания. В дальнейшем этот белок может реагировать на ту же частоту нервных сигналов-импульсов, которая ранее определила видоизменение РНК. Реакция белка может сопровождаться его распадом, возбуждающим нервную клетку, что в свою очередь приводит к возбуждению целой сети невронов. Этот процесс лежит в основе «воспоминания». Число возможных перестановок оснований в молекулах РНК столь велико, что легко может обеспечить сохранение 1015 единиц информации — вероятное число их для человека на протяжении 70 лет жизни. С течением времени, по статистическим данным, более вероятные перестановки в молекуле РНК постепенно исчерпываются и для новых сочетаний запоминаемой информации остаются лишь менее вероятные перестановки. Это позволяет объяснить характерные изменения способности к приобретению новых навыков и запоминанию у пожилых людей.

Изложенные представления о механизмах кратковременной и долговременной памяти дают возможность понять клинические проявления некоторых ее расстройств (см. Амнезия). Переход кратковременной П. в долговременную называется процессом консолидации, или закрепления. Это очень неустойчивый процесс, так как циркуляция возбуждения по невронным цепям легко может быть нарушена. Если в процессе консолидации мозг подвергается сильному электрическому раздражению, химическому воздействию (наркоз) или механической травме, то консолидация нарушается и человек забывает о событиях, непосредственно предшествовавших воздействию (ретроградная амнезия). Если к моменту воздействия вредного агента процесс консолидации завершился, то информация, закрепленная в структурах молекул белка, удерживается очень прочно. Никакие совместимые с жизнью физические или химические факторы, даже охлаждение организма до очень низких температур, уже не могут ее искоренить.

В самые последние годы была выдвинута гипотеза о роли глиальных элементов в механизмах памяти. Согласно этой гипотезе невроглиальные элементы являются главной организующей и программирующей системой мозга, обеспечивающей последовательность действия невронов. Сейчас можно считать, что в основе механизмов памяти лежат молекулярные процессы, развертывающиеся в системе «нервная клетка — глия».