Память как специфическое свойство деятельности ЦНС

Учреждение образования «Гродненский государственный медицинский университет»

Кафедра биологической химии Реферат Память как специфическое свойство деятельности ЦНС

Подготовила:

Студентка 2 курса, 4гр., МПФ

Скорая А.И.

Преподаватель: Леднёва И.О.

• Память, специфическое свойство деятельности ЦНС
• Виды памяти
• Биохимические исследования памяти
• Нарушения памяти
• Заключение
• Литература

Память, специфическое свойство деятельности ЦНС

Память одно из основных свойств ЦНС, выражающееся в способности на короткое или длительное время сохранять информацию (отпечатки, следы) о событиях внешнего мира и реакциях организма.

Пространственная и временная организация памяти связана со многими структурами мозга. Прежде всего — это височная доля, гиппокамп и миндалина, а также связанные с ними структуры — мозжечок и кора больших полушарий, специфические и неспецифические таламические ядра. Роль этих структур была выявлена в экспериментах на животных и при различных травматических повреждениях у человека. Медиальная височная область и гиппокамп участвуют в формировании и временном сохранении следов памяти, но не служат местами постоянного хранения информации. Больные с тяжелыми двусторонними поражениями гиппокампа не могли обучаться, не могли хранить в памяти то, что узнавали, не способны были вспомнить имя или лицо человека, которого только что видели. Память о событиях, происходивших до болезни или травмы, полностью сохранялась. Гиппокамп получает афферентацию от всех сенсорных систем, хотя и после множества переключений и, соответственно, после обработки информации в областях этих переключений. Миндалина и гипоталамус также связаны анатомически и функционально с сенсорными и висцеральными системами организма. Через гиппокамп, миндалину, гипоталамус проходят и частично переключаются пути центрифугальные, берущие начало от разных зон коры больших полушарий.

Еще более существенна для организации памяти роль коры головного мозга. Медиальная часть височной коры связана с запоминанием текущих событий и наравне с гиппокампом обеспечивает сохранение у человека следов недавних событий. Люди с поврежденной височной долей (медиальная височная кора и гиппокамп) живут только в настоящем времени, у них нет недавнего прошлого. Существует в памяти только та часть жизни, которая прошла до операции или травмы. Все, что произошло в момент или после травмы человек не помнит.

Найти определенное место или несколько мест в коре больших полушарий, где хранится та или иная информация или осуществляется только определенная функция памяти, пока не удалось. Делают заключение, что память широко распределена в различных областях мозга. И все-таки «преимущественные» функции структур мозга в организациях памяти существуют, как это видно было для гиппокампа и височной коры мозга. Некоторая избирательность в отношении функций памяти характеризует таламические ядра и лобную кору. У человека с повреждением дорсомедиального ядра таламуса в результате травмы память на события, предшествовавшие травме, полностью сохранялась, но возможность усвоения нового словесного материала практически исчезла, хотя запоминание лиц и определенных мест в окружающем пространстве частично сохранилось. Скорость забывания не словесной, а пространственной информации при повреждении дорсомедиального ядра таламуса была такая же, как у здоровых людей. Поражения медиального таламуса в сочетании с дегенерацией нейронов лобной коры и мозжечка у человека приводят к неспособности решения задач в связи с невозможностью переучивания. Различные психологические приемы, используемые для улучшения запоминания у нормальных людей, не дают никакого результата при описанной выше патологии. Разрушение глубинных мозжечковых ядер гибельно для следов памяти об обучении движениям. Изменения памяти, особенно ее эмоциональных аспектов, связаны с сохранностью миндалевидного комплекса (миндалины). Интактность лобных долей необходима для выполнения отсроченных реакций, сохранность височной коры является условием сохранения памяти как на относительно недавние, так и на отдаленные по времени события.

Память складывается из четырех взаимосвязанных этапов: Запоминания, Хранения, Воспроизведения информации, Забывания.

Запоминание осуществляется двумя способами — процедурным и декларативным. Процедурное запоминание связано с получением и хранением знаний о том, как надо действовать, а декларативное — о том, что составляет основу действия. Классические условные рефлексы — это способы приобретения и закрепления знаний о том, как надо действовать. Процедурная память связана только с теми нервными структурами, которые непосредственно участвуют в усвоенных действиях. Познавательные процессы связаны с осознанием действий. Произвольные осознанные действия (в том числе и речь) являются примером приобретения декларативной памяти, которая предполагает участие височных отделов мозга. Физиологические механизмы извлечения и воспроизведения материала, сохраняемого в памяти, неизвестны. Структуры мозга участвуют в процессах обучения памяти. Считают, что особо важна роль крупных нейронов. Накопление и хранение информации в памяти обеспечивается за счет электрических и химических процессов, происходящих в мозге и обусловливающих происходящие в нем структурные изменения. Физиологической основой памяти являются следы в нервной системе от предыдущих раздражений. Следовые процессы являются общим свойством нервной системы, поэтому трудно предполагать наличие каких-либо специализированных центров памяти. Одним из конкретных проявлений сохранения следов раздражений является доминантный очаг возбуждения, который, будучи системой с обратной связью, поддерживает ритм, локализацию, стойкость возбуждения и торможения. Длительное хранение следов памяти обеспечивается взаимосвязями между нейронами, их активностью и химическими изменениями в самих нейронах, что приводит к созданию новых структурных основ для хранения информации. Процесс изменения свойств цепи при циркуляции нейронной активности называется консолидацией следа (энграммы). Консолидация следа, на которой основана постоянная структура памяти, осуществляется в результате химического кодирования и активизации синаптических соединений. Возбужденный нейрон передает информацию другим нейронам, генерируя импульсы. Эти сигналы распространяются, как волна, вдоль аксона (длинного отростка) нервной клетки и превращаются в синапсах (участках контакта между нейронами) в химические сигналы. Когда нейрон находится в состоянии покоя, на его мембране поддерживается разность электрических потенциалов на уровне приблизительно 70 мВ (внутренняя поверхность мембраны заряжена по отношению к внешней отрицательно). В покое мембрана лучше проницаема для ионов калия, чем натрия. При стимуляции клетки проницаемость для натрия увеличивается и в клетку быстро проникают положительные заряды. В результате возникает импульс — мгновенное изменение знака мембранного потенциала. Импульс инициируется там, где аксон отходит от тела нейрона, и распространяется по направлению от него. Когда импульс достигает терминалей (окончания) аксона пресинаптического нейрона, он вызывает выделение из них молекул нейромедиатора. Молекулы медиатора диффундируют через синаптическую щель — узкое пространство между пресинаптической и постсинаптической мембранами — и связываются с рецепторами в последней. Такое связывание ведет к ее открыванию ионных каналов и к генерированию потенциалов действия в постсинаптическом нейроне. Длительное многократное раздражение одних и тех же нейронных цепей вызывает изменения в структурных и химических синапсах. Особое значение имеют различные нейропептиды. Они непосредственно или через систему вторичных посредников (циклических нуклеотидов, ионов кальция) способны воздействовать на ядерную ДНК и РНК нейронов. Нейропептиды обнаруживаются в окончаниях аксонов нейронов одновременно с медиаторами, образуя нейропептид-спутник. Он очень стабилен, облегчает проведение возбуждения через синапс, усиливает действие медиатора. Эндогенные опиатные пептиды — эндорфины и энкефалины — улучшают сохранение условных рефлексов, замедляют их угашение, т. е. заметно влияют на обучение и память. Гормоны гипофиза вазопрессин и окситоцин оказывают антагонистическое влияние на память: вазопрессин улучшает, окситоцин нарушает долговременную память, в частности выработанные навыки.

Виды памяти

Различают следующие виды памяти:

Образная память - это память на представления, на картины природы и жизни, а также на звуки, запахи, вкусы. Она бывает зрительной, слуховой, осязательной, обонятельной, вкусовой.

Словесно-логическая память выражается в запоминании, сохранении и воспроизведении мыслей, понятий, словесных формулировок. Этот вид памяти присущ только человеку. Животные обладают остальными тремя видами памяти, но словесно-логическая память у них отсутствует.

Сенсорная память — непосредственное запечатление сенсорных воздействий, т. е. сохранение наглядных образов в виде четкого, полного отпечатка чувственных воздействий объекта на очень краткий промежуток времени (0,25 сек). Это так называемые послеобразы. Они не связаны с закреплением следов и быстро исчезают.

Эмоциональная память - это память на чувства. Эмоциональная память определяет воспроизведение определенного чувственного состояния при повторном воздействии той ситуации, в которой данное эмоциональное состояние возникло впервые. Сильные, эмоционально окрашенные впечатления, человек сохраняет дольше всего.

Кратковременная память — центральный коммутирующий блок, обеспечивающий последовательное и параллельное включение и выключение операций в соответствии с целью действия и объединяющем их. КП является важным интегрирующим процессом, объединяющим разные уровни психических процессов.

Долговременная память - практически неограниченное время хранения информации. Основной механизм ввода и консолидации информации в Д. п. — повторение.

Оперативная память. Понятием оперативная память обозначают мнемические процессы, обслуживающие актуальные действия, операции. Такая память рассчитана на сохранение информации, с последующим забыванием соответствующей информации. Срок хранения такого вида памяти зависит от задачи и может варьироваться от нескольких минут до нескольких дней. Когда мы выполняем какое-либо сложное действие, например арифметическое, то осуществляем его по частям, кускам. При этом мы удерживаем «в уме» некоторые промежуточные результаты до тех пор, пока имеем с ними дело. По мере продвижения к конечному результату конкретный «отработанный» материал может забываться.

Промежуточная память обеспечивает сохранение информации в течение нескольких часов, накапливает информацию в течение дня, а время ночного сна отводится организмом для очищения промежуточной памяти и категоризации информации, накопленной за прошедший день, переводя ее в долговременную память. По окончании сна промежуточная память опять готова к приему новой информации. У человека, который спит менее трех часов в сутки, промежуточная память не успевает очищаться, в результате нарушается выполнение мыслительных, вычислительных операций, снижается внимание, кратковременная память, появляются ошибки в речи, в действиях.

Эпизодическая память — система памяти, содержащая событийную информацию о человеке в полимодальной форме, где имеют значение контекстуальные свойства (место и время). Например, «я вчера ходил на концерт известной группы» — информация, извлечённая из эпизодической памяти.

Семантическая память представляет собой систему запоминания, основанную на смысловых характеристиках понятий. Организация и структурирование семантической памяти, таким образом, основаны на содержательном описании понятий и слов, обозначающих эти понятия.

Процедурная память — это память о том, как выполнять различные действия. Процедурная память руководит процессами которые мы выполняем, и очень часто остается ниже уровня осознания. Процедурная память вид долгосрочной памяти, и если точней имплицитной памяти. Процедурная память записывается через «процедурное обучение», или повторение сложной последовательности действий снова и снова, пока нейросистема не свяжется нужным образом. Процедурная память очень важна в обретении человеком навыков.

Различают три формы биологической памяти:

1. Генетическая память. Представляет собой память биологического вида, носителем которой являются нуклеиновые кислоты, то есть ДНК и РНК, которые способны обеспечить стабильность хранения информации. Это та форма памяти, в которой локализована наследственная память клетки. Появляется первой в эволюционном развитии.

2. Иммунологическая память. Она связана с генетической и состоит в способности иммунной системы после первой встречи с генетически чужеродными телами (антигенами), узнавать их при повторной встрече.

3. Нейрологическая память. Или нервная память. Она возникает в процессе эволюции в связи с дифференцировкой нервной системы и оказывается наиболее сложно организованной. Нейрологическая память — это совокупность следов пройденного, определяющее поведение в наступающем настоящем. Эта память заключается в изменениях нервной системы, которые сохраняются в течение некоторого времени и влияют на протекание будущих рефлекторных реакций. Комплекс таких структурно-функциональных изменений, включающих запечатление не только определенной внешней ситуации, но и субъективное отношение организма к ней, называется энграммой. Энграмма оказывается избыточной, поскольку используется весь приобретенный опыт и энграмма опирается на факторы, которые уже отсутствуют в настоящем времени, благодаря этому энграмма служит основой активности организма и реалистического прогнозирования им будущих ситуаций.

Биохимические исследования памяти

Поиску специфических веществ, ответственных за хранение информации — «информационных молекул», посвящено немало исследований. Исходно эти исследования опирались на предположение, что все этапы формирования, удержания и воспроизведения энграмм можно представить в виде последовательности биохимических процессов.

" Молекулы памяти" .

Первые гипотезы, связывающие запечатление информации с биохимическими изменениями в нервной ткани, родились на основе широко известных в 1960;е гг. опытов Г. Хидена, которые показали, что образование следов памяти сопровождается изменениями свойств РНК и белка в нейронах. Выяснилось, что раздражение нервной клетки увеличивает в ней содержание РНК и оставляет длительные биохимические следы, сообщающие клетке способность резонировать в ответ на повторные действия одних и тех же раздражителей. Таким образом, было установлено, что РНК играет важную роль в механизмах формирования и сохранения следов памяти. Однако в более поздних работах было показано, что в консолидации энграмм памяти ведущую роль играет ДНК, которая может служить хранилищем не только генетической, но и приобретенной информации, а РНК обеспечивает передачу специфического информационного кода. Высказывалось даже предположение, что неспособность зрелых нейронов делиться имеет своей целью предотвратить разрушение приобретенной информации, хранящейся в ДНК нейрона. Эти открытия имели большой научный и общественный резонанс. Некоторые исследователи, например, увлеклись идеей улучшения памяти путем введения этих биохимических компонентов в рацион питания. Однако если иметь в виду, что крупные молекулы такого типа распадаются в кишечнике на составляющие их аминокислоты до включения их в обмен веществ потребителя, надежных результатов здесь получить было невозможно. Другим примером той же логики служили попытки переноса («транспорта памяти») от обученных животных к необученным. Методически это осуществлялась с помощью инъекций мозгового субстрата животного-донора, обученного простым навыкам, животному-реципиенту, ранее не обучавшемуся. Наибольшую популярность в связи с этим приобрели эксперименты Г. Унгара, который предпринял попытку выделить особое вещество — пептид «скотофобин», передающий информацию о страхе перед темнотой. Многочисленные проверки, последовавшие за этим открытием, не дали положительных результатов. Англичанин С. Роуз в течение многих лет изучал «механизмы памяти» и написал увлекательную книгу «Устройство памяти от молекул 23 к сознанию» (в русском переводе она вышла в 1995 году). Свои эксперименты он проводил на цыплятах. Им предлагали несколько бусин, одна из которых была горькой. Когда цыплята научались не клевать горькую бусину, различные отделы мозга обученных и необученных цыплят подвергали биохимическому анализу. Выявилось, что при обучении происходит каскад клеточных процессов. Они начинаются открытием ионных каналов в синаптических мембранах и работой сложной системы внутриклеточных сигналов, ведущей к синтезу новых белков. Эти белки, в свою очередь, включаются в мембраны отростков нервных клеток (дендритов) и приводят к изменениям, например к увеличению количества «шипиков» на поверхности дендритов, которые можно увидеть с помощью микроскопа. И тогда происходит изменение электрических свойств нервных клеток. Интереснее всего, что уже через час после формирования таких «следов памяти» те участки мозга, где они образовались, оказываются ненужными для того, чтобы вспомнить выученное. Создается впечатление, что следы «двигаются», распределяясь между разными участками мозга. Итак, концепции биохимического кодирования индивидуального опыта в памяти опираются на две группы фактов:

1) образование в мозге при обучении новых биохимических факторов (например «пептидов памяти»);

2) возможность передачи приобретенной информации необученному мозгу с помощью этих факторов. Однако идея существования биохимических факторов, способных к сохранению и переносу информации, большинством исследователей воспринимается критически. В настоящее время считается, что гипотеза молекулярного кодирования индивидуального опыта не имеет прямых фактических доказательств. Несмотря на то, что установлена существенная роль нуклеиновых кислот и белков в механизмах научения и памяти, предполагается, что принимающие участие в формировании новой ассоциативной связи РНК и белки специфичны лишь по отношению к функциональному изменению участвующих в процессе синапсов и неспецифичны по отношению к самой информации. Медиаторные системы. Медиаторам — химическим посредникам в синаптической передаче информации — придается большое значение в обеспечении механизмов долговременной памяти. Основные медиаторные системы головного мозга — холинэргическая и моноаминоэргическая (включает норадреноэргическую, дофаминэргическую и серотонинэргическую) — принимают самое непосредственное участие в обучении и формировании энграмм памяти. Так, экспериментально установлено, что уменьшение количества норадреналина замедляет обучение, вызывает амнезию и нарушает извлечение следов из памяти. Р. И. Кругликов (1986) разработал концепцию, в соответствии с которой в основе долговременной памяти лежат сложные структурнохимические преобразования на системном и клеточном уровнях головного мозга. При этом холинэргическая система мозга обеспечивает информационную составляющую процесса обучения. Моноаминоэргические системы мозга в большей степени связаны с обеспечением подкрепляющих и мотивационных составляющих процессов обучения и памяти. Показано, что под влиянием обучения увеличивается количество холинорецепторов, т. е. рецепторов, расположенных на теле нейрона и отвечающих за обнаружение медиатора ацетилхолина. В процессе образования условного рефлекса повышается чувствительность соответствующих нейронов к ацетилхолину, что облегчает обучение, ускоряет запоминание и способствует более быстрому извлечению следа из памяти. В то же время вещества, препятствующие действию ацетилхолина, нарушают обучение и воспроизведение, вызывая амнезию (потерю памяти). Важно подчеркнуть, что холинэргическая система испытывает на себе модулирующее влияние со стороны моноамионоэргической системы. Под действием этих влияний может изменяться активность холинэргических синапсов и запускаться цепь биохимических внутриклеточных процессов, приводящих к более эффективному образованию энграмм. Значение биохимических исследований памяти. Биохимические методы, позволяющие проникнуть в последовательность процессов, разыгрывающихся в синаптических мембранах с последующим синтезом новых белков, привлекают многих исследователей памяти. На этом пути ожидаются новые яркие открытия. Предполагается, например, что для различных видов памяти в ближайшем будущем будут выявлены различия в биохимических процессах. Тем не менее, следует подчеркнуть, что интенсивные биохимические исследования привели к явной переоценке и автономизации клеточно-молекулярного уровня изучения механизмов памяти. Как указывает С. Роуз, эксперименты, проводимые только на клеточном уровне, слишком ограничены, и, по-видимому, не способны ответить на вопрос — как мозг человека запоминает, например, сложные симфонические партитуры или извлекает из памяти данные, необходимые для разгадывания простого кроссворда. Для более полного знания о специфике функционирования процессов памяти необходим переход на уровень сложных мозговых систем, где многие нейроны соединены между собой морфологическими и функциональными связями. При этом психофизиологические исследования на здоровых людях позволяют изучать процессы переработки и хранения информации, а изучение больных с различного рода амнезиями, возникающими после повреждения мозга, позволяют глубже проникать в тайны памяти. Память нельзя рассматривать как нечто статичное, находящееся строго в одном месте или в небольшой группе клеток. Память существует в динамичной и относительно распределенной форме. При этом мозг действует как функциональная система, насыщенная разнообразными связями, которые лежат в основе регуляции процессов памяти.

Нарушения памяти

Большое количество знаний об устройстве и работе памяти, которое сейчас имеется, было получено при изучении феноменов её нарушения. Нарушения памяти — амнезии — могут быть вызваны различными причинами. В 1887 русский психиатр С. С. Корсаков в своей публикации «Об алкогольном параличе» впервые описал картину грубых расстройств памяти, возникающих при сильном алкогольном отравлении. Открытие под названием «корсаковский синдром» прочно вошло в научную литературу. В настоящее время все нарушения памяти делятся на:

· Гипомнезии — ослабление памяти. Ослабление памяти может возникнуть с возрастом или/и как следствие какого-либо мозгового заболевания (склероза мозговых сосудов, эпилепсии и т. д.).

· Гипермнезии — аномальное обострение памяти по сравнению с нормальными показателями, наблюдается гораздо реже. Люди, отличающиеся этой особенностью, забывают события с большим трудом (Соломон Шерешевский).

· Парамнезии, которые подразумевают ложные или искаженные воспоминания, а также смещение настоящего и прошлого, реального и воображаемого.

Особо выделяется детская амнезия — потеря памяти на события раннего детства. По-видимому, этот вид амнезии связан с незрелостью гиппокампальных связей, либо с использованием других методов кодирования «ключей» к памяти в этом возрасте. Впрочем, есть данные, что воспоминания первых лет жизни (и даже внутриутробного существования) могут быть частично актуализированы в изменённых состояниях сознания.

память нервная система нарушение

Заключение

Память. Нейрофизиологическая основа — нейрофизиологические механизмы, лежащие в основе формирования и хранения следов.П. является общим свойством живой материи, которое проявляется в запечатлевании, хранении и использовании информации. С появлением нервной системы память включается в обеспечение адаптивного поведения. Память — способность живых систем к приобретению и использованию опыта. Различают филогенетическую п. (ФП), в которой воплощен опыт, накопленный в ходе эволюционного развития, и онтогенетическую п. (ОП), в которой воплощен индивидуальный опыт особи. Физиологический механизм ОП (или индивидуальной п.) состоит в формировании, фиксации, хранении и воспроизведении следовых процессов и временных связей. По временному параметру выделяют кратковременную и долговременную память. Долговременная — подсистема п., обеспечивает длительное, соизмеримое с длительностью жизни особи сохранение временных связей. В основе формирования п. д. лежит стабильная реорганизация межнейронных связей, реализующаяся на основе метаболических процессов, протекающих в нервных клетках различных мозговых образований при обучении и в течение определенного времени (минуты, часы) после его завершения (так называемый процесс консолидации).

Главное свойство п. д. — ее устойчивость к чрезвычайным воздействиям. Кратковременная — подсистема п., обеспечивает сохранение временных связей в течение относительно короткого времени. Каких-либо определенных временных критериев, характеризующих длительность п. к., не существует. Главным свойством п. к. считается уязвимость к чрезвычайным воздействиям, приводящим к ее нарушениям и развитию ретроградной амнезии. Структурно-функциональная организация памяти обеспечивается многоуровневой системой мозговых структур. В нее включаются сенсорные корковые зоны, где формируется первичный след сенсорной информации — сенсорная память, ассоциативные области, где синтезируется материал для образной и словесно-логической памяти. В процессе перевода информации из кратковременного на долговременное хранение принимает участие гиппокамп. При его поражении теряется память на текущие события при сохранении долговременной памяти. Это так называемый Корсаковский синдром.

В формировании эмоциональной памяти ведущая роль принадлежит миндалине, которая обеспечивает быстрое и прочное запечатление эмоционально значимых событий даже после их одноразового появления. Гиппокамп и миндалина тесно связаны с височной корой, которая рассматривается как «хранилище» долговременной памяти. В отборе информации для хранения и в актуализации следов, необходимых для организации целенаправленного поведения, ведущая роль принадлежит лобным отделам коры, имеющим двусторонние связи со структурами лимбической и ретикулярной системы. Лобные отделы, принимающие участие в оценке значимости информации, на ее основе обеспечивают создание оптимального уровня активации для фиксации следов и их воспроизведения.

1. Сайт-источник BrainTools: http://www.braintools.ru

2. https: // ru. wikipedia.org/wiki/Память

3. Механизмы памяти: руководство по физиологии. — Л.: Наука, 1987

4. Данилова, Н. Н. Физиология высшей нервной деятельности / Н. Н. Данилова, А. Л. Крылова. — М.: Феникс, 2002.

5. Зорина, З. А. Элементарное мышление животных / З. А. Зорина, И. И. Полетаева. — М.: Аспект Пресс, 2003. Калиниченко, С. Г. Кора мозжечка / С. Г. Калиниченко, П. А. Мотавкин. — М.: Наука, 2005.

6. Лурия, А. Р. Основы нейропсихологии / А. Р. Лурия. — М.: Академия, 2002