Психофизиология памяти

Память – это особая форма психического отражения действительности, заключающаяся в закреплении, сохранении и последующем воспроизведении информации в живой системе.

Наиболее дискуссионными вопросами являются вопросы, связанные с возможными механизмами памяти.

Так, существуют психологические, физиологические, химические, физические теории памяти. Каждая из них не объясняет всех особенностей памяти и поэтому может быть использована лишь в узких рамках какой-либо группы феноменов.

К психологическим теориям относится ассоциативная теория, которая базируется на феномене актуализации одних воспоминаний при актуализации других – по ассоциации. При этом само построение длинной цепи ассоциаций может происходить бессознательно, а в сознании отражаться лишь в виде последнего заключительного звена.

Условнорефлекторная теория памяти, относящаяся к физиологическим, исходит из того, что в основе запоминания лежит выработка условных рефлексов, проторение и закрепление временной связи.

Химическая теория памяти считает основой памяти перегруппировку белковых молекул в нейронах, что в свою очередь может быть детерминировано изменениями РНК нейронов, активацией и перераспределением ее в нервных клетках и в глие (Хиден, Бродский); а также возможны и другие химические изменения.

Физическая теория (она же – электрическая, она же – реверберационная) полагает, что в основе памяти лежит возникновение «нейронных моделей», т. е. конструкций из совокупностей нейронов и их синаптических связей, образующих сравнительно устойчивую во времени систему, в которой, благодаря реверберации в ней нервных импульсов, меняются характеристики синаптических структур, что приводит к облегчению синаптической передачи. При этом каждому событию, отражающемуся в мозге, соответствует свой «нейронный узор», т. е. свой пространственно-временной код (паттерн, ансамбль) (Коган, Буллок). Вероятно, при деформации старой нейронной модели могут возникнуть искаженные воспоминания – алломнезии. При сильном искажении возникают ложные воспоминания – псевдореминисценции. Такие искажения в воспоминаниях характерны для патологии памяти, но встречаются и в норме. Таким образом, ложные воспоминания могут возникнуть не только в связи с затруднениями воспроизведения информации, но и в результате искажения нейронной модели, в которой они хранятся.

Электрофизиологической основой памяти, по мнению Ливанова, является усвоение нейронами ритма раздражения.

Русинов считал основой памяти доминанту, поддерживаемую реверберацией импульсов по нейронным кольцам. При такой реверберации, обеспечивающей кратковременную память, происходит активация синапсов, что, по Экклсу, возможно, увеличивает шипиковый аппарат дендритов.

По Галамбосу, основными рабочими единицами памяти являются глиальные клетки и нейроны; при этом глия, кроме трофической функции, выполняет функцию «организации» нейронов, программирования их деятельности и последовательнос­ти в функционировании.

По другим представлениям, основу памяти составляют функциональные связи ансамблей нейронов, участвующих в запечатлении и воспроизведении информации, т. е. память (даже в элементарной ее форме) является системным процессом (Хебб, Коган).

Однако непонятно, каким образом длительная фиксация межнейронных связей на основе медиаторно-рецепторных воздействий, ведущих к повышению проводимости синапсов, сочетается с тем, что те же самые синапсы должны участвовать в формировании вновь образующихся ансамблей нейронов в связи с вновь поступающей информацией, подлежащей запечатлению. Непонятно также, каким образом может длительно сохраняться повышенная возбудимость одних синапсов по сравнению с другими, если эти другие, в свою очередь, включаются в аналогичные процессы.

Нейронные модели памяти. Изучение нейронных основ памяти сопряжено с поиском структур, нейроны которых обнаруживают пластические изменения при обучении. Экспериментальным путем такие нейроны обнаружены у животных в гиппокампе, ретикулярной формации и некоторых зонах коры.

Исследования М.Н. Ливанова и С.Р. Раевой показали, что активация оперативной памяти у человека сопровождается изменением активности нейронов многих структур мозга. При применении тестов на оперативную и непроизвольную память были обнаружены «пусковые» нейроны, расположенные в головке хвостатого ядра и передней части зрительного бугра, которые отвечали лишь на речевые команды типа: «запомните», «повторите».

В контексте векторной психофизиологии разрабатывает нейронную модель памяти Е.Н. Соколов. По его представлениям, разнообразная информация закодирована в нейронных структурах мозга в виде особых векторов памяти, которые создаются набором постсинаптических локусов на теле нейрона-детектора, имеющих разную электрическую проводимость. Этот вектор определяется как единица структурного кода памяти. Вектор восприятия состоит из набора постсинаптических потенциалов разнообразной амплитуды. Размерности всех векторов восприятия и всех векторов памяти одинаковы. Если узор потенциалов полностью совпадает с узором проводимостей, то это соответствует идентификации воспринимаемого сигнала.

Математическое моделирование памяти. Математическое моделирование на уровне суммарной биоэлектрической активности мозга применяется и к изучению памяти. Исходя из представлений об импульсном кодировании сигналов в памяти и цикличности нейронных процессов А.Н. Лебедев предлагает математическую модель, которая используя некоторые характеристики основного ритма электроэнцефалограммы – альфа-ритма – позволяет количественно оценить объем долговременной памяти и некоторые другие ее характеристики.

Физиологическими основами памяти, согласно А.Н. Лебедеву, служат пачки нейронных импульсов, способные циклически повторяться. Каждая пачка импульсов – своеобразная «буква» универсального нейронного кода. Пачки импульсов возникают друг за другом и образуют ограниченные цепочки. Это кодовые слова. Каждой цепочке, т.е. каждому кодовому слову, соответствует свой, порождающий его ансамбль нейронов.

В результате каждому приобретенному образу памяти (слову, предмету, явлению и т.п.) соответствует свой нейронный ансамбль. Нейроны ансамбля, хранящие один образ, активизируются согласованно, циклически. Колебания клеточных потенциалов, связанные с импульсацией нейронов, создают повторяющийся узор биопотенциалов. Причем каждому образу соответствует свой собственный узор. Часть нейронов ансамбля могут «замолкать» или включаться в работу другого ансамбля, другого образа. При этом ансамбль может не только приобретать нейроны (повторение), но и терять их (забывание). Предполагается, что работу одного ансамбля может обеспечить число нейронов от 100 до 1000. Нейроны одного ансамбля не обязательно размещаются рядом, однако часть нейронов любого образа с необходимостью располагается в ретикулярной формации ствола и промежуточного мозга, другие нейроны размещаются в старой и новой коре, в ее первичных, вторичных и третичных зонах.

А.Н. Лебедев предполагает, что узоры, образованные волнами активности какого-либо ансамбля, повторяются чаще всего через 100 мс, т.е. после каждого нервного импульса клетка «отдыхает» восстанавливаясь в течении 10 мс. Это так называемая относительная рефрактерная фаза, снижающая способность нейрона включаться в коллективную деятельность под влиянием протекающих к нему импульсов от других нейронов. Таким образом синхронные импульсы многих нейронов ансамбля возникают друг за другом с промежутками около 1 мс, составляя группу, которая и является минимальной кодовой единицей памяти. Цепочка из групп, появляющаяся в одном цикле активности, может быть названа нейронным, кодовым «словом», а отдельная группа в составе слова – кодовой «буквой».

Представление о циклических кодах памяти оказалось также продуктивным и для теоретического расчета быстродействия памяти, проявляющегося в скорости мнемического поиска и быстроте принятия решения в ситуации выбора

Дата добавления: 2014-01-04