Как работает человеческая память?

      Комментарии к записи Как работает человеческая память? отключены

Как работает человеческая память?

    Важная проблема нейрофизиологии — невозможность проводить испытания на людях. Но кроме того у примитивных животных базисные механизмы памяти схожи с отечественными.

На сегодня кроме того ответ на базисный вопрос — что собой воображает память во времени и пространстве — может состоять преимущественно из предположений и гипотез. В случае если сказать о пространстве, то до сих пор не весьма ясно, как память организована и где конкретно в мозге расположена. Эти науки разрешают высказать предположение, что элементы ее присутствуют везде, в каждой из областей отечественного «серого вещества».

Более того, одинаковая, казалось бы, информация может записываться в память в различных местах.

К примеру, установлено, что пространственная память (в то время, когда мы запоминаем некую в первый раз замеченную обстановку — помещение, улицу, пейзаж) связана с областью мозга называющиеся гиппокамп. В то время, когда же мы постараемся дотянуться из памяти эту обстановку, скажем, десять лет спустя — то эта память уже будет извлечена из совсем второй области. Да, память может перемещаться в мозга, и оптимальнее данный тезис иллюстрирует опыт, совершённый некогда с цыплятами.

В жизни только что вылупившихся цыплят играется громадную роль импринтинг — мгновенное обучение (а помещение в память — это и имеется обучение).

К примеру, цыпленок видит громадной движущийся предмет и сходу «отпечатывает» в мозге: это мама-курица, нужно следовать за ней. Но в случае если через пять дней у цыпленка удалить часть мозга, важную за импринтинг, то выяснится, что запомненный навык некуда не убежал. Он переместился в другую область, и это обосновывает, что для ярких результатов обучения имеется одно хранилище, а для долгого его хранения — второе.

Запоминаем с наслаждением

Но еще более страно, что таковой четкой последовательности перемещения памяти из своевременной в постоянную, как это происходит в компьютере, в мозге нет. Рабочая память, фиксирующая яркие ощущения, в один момент запускает и другие механизмы памяти — среднесрочную и долгосрочную. Но мозг — совокупность энергоемкая и потому старающаяся оптимизировать расходование собственных ресурсов, среди них и на память.

Исходя из этого природой создана многоступенчатая совокупность. Рабочая память скоро формируется и столь же скоро разрушается — для этого имеется особый механизм. А вот по-настоящему серьёзные события записываются для долгосрочного хранения, важность же их подчеркивается чувством, отношением к информации.

На уровне физиологии чувство — это включение замечательнейших химических модулирующих совокупностей. Эти совокупности выбрасывают гормоны-медиаторы, каковые изменяют биохимию памяти в нужную сторону.

Среди них, к примеру, разнообразные гормоны наслаждения, заглавия которых напоминают не столько о нейрофизиологии, сколько о криминальной хронике: это морфины, опиоиды, каннабиноиды — другими словами вырабатываемые отечественным организмом наркотические вещества. В частности, эндоканнабиноиды генерируются прямо в синапсах — контактах нервных клеток.

Они воздействуют на эффективность этих контактов и, так, «поощряют» запись той либо другой информации в память. Другие вещества из гормонов-медиаторов способны, напротив, подавить процесс перемещения данных из рабочей памяти в долгосрочную.

Механизмы эмоционального, другими словами химического подкрепления памяти на данный момент деятельно изучаются.

Неприятность только в том, что лабораторные изучения подобного рода возможно вести лишь на животных, но большое количество ли способна поведать нам о собственных чувствах лабораторная крыса?

В случае если мы что-то сохранили в памяти, то иногда приходит время эти сведенья отыскать в памяти, другими словами извлечь из памяти. Но верно ли это слово «извлечь»? "Наверное," не весьма. Похоже, что механизмы памяти не извлекают данные, а заново генерируют ее.

Информации нет в этих механизмах, как нет в «железе» радиоприемника голоса либо музыки.

Но с приемником ясно — он обрабатывает и преобразует принимаемый на антенну электромагнитный сигнал. Что за «сигнал» обрабатывается при извлечении памяти, где и как сохраняются эти сведенья, сообщить до тех пор пока очень затруднительно. Но уже на данный момент как мы знаем, что при воспоминании память переписывается заново, модифицируется, либо по крайней мере это происходит с некоторыми видами памяти.

Не электричество, но химия

В отыскивании ответа на вопрос, как возможно модифицировать либо кроме того стереть память, сейчас были сделаны ответственные открытия, и показался множество работ, посвященных «молекуле памяти».

В действительности такую молекулу либо по крайней мере некоторый материальный носитель мысли и памяти пробовали выделить уже лет двести, но все без особенного успеха. В итоге нейрофизиологи заключили , что ничего своеобразного для памяти в мозге нет: имеется 100 млрд нейронов, имеется 10 квадрильонов связей между ними и где-то в том месте, в данной космических масштабов сети единообразно закодированы и память, и мысли, и поведение.

Предпринимались попытки заблокировать отдельные химические вещества в мозге, и это приводило к трансформации в памяти, вместе с тем и к трансформации всей работы организма. И только в 2006 году показались первые работы о химической совокупности, которая, наверное, весьма специфична как раз для памяти. Ее блокада не вызывала никаких трансформаций ни в поведении, ни в способности к обучению — лишь утрату части памяти.

К примеру, памяти об обстановке, в случае если блокатор был введен в гиппокамп.

Либо об эмоциональном шоке, в случае если блокатор вводился в амигдалу. Найденная химическая совокупность является белком , фермент называющиеся протеинкиназа М-зета, что осуществляет контроль другие белки.

Молекула трудится в месте синаптического контакта — контакта между нейронами мозга. Тут нужно сделать одно ответственное отступление и пояснить специфику этих самых контактов. Мозг довольно часто уподобляют компьютеру, и потому многие считаюм, что связи между нейронами, каковые и создают все то, что мы именуем памятью и мышлением, имеют чисто электрическую природу.

Но это не верно. Язык синапсов — химия, тут одни выделяемые молекулы, как ключ с замком, взаимодействуют с другими молекулами (рецепторами), и только позже начинаются электрические процессы. От того, сколько конкретных рецепторов будет доставлено по нервной клетке к месту контакта, зависит эффективность, громадная пропускная свойство синапса.

Белок с особенными особенностями

Протеинкиназа М-зета именно осуществляет контроль доставку рецепторов по синапсу и так увеличивает его эффективность. В то время, когда эти молекулы включаются в работу в один момент в десятках тысяч синапсов, происходит перемаршрутизация сигналов, и неспециализированные особенности некой сети нейронов изменяются.

Все это мало нам говорит о том, как в данной перемаршрутизации закодированы трансформации в памяти, но точно известно одно: в случае если протеинкиназу М-зета заблокировать, память сотрется, потому что те химические связи, каковые ее снабжают, трудиться не будут. У снова открытой «молекулы» памяти имеется последовательность увлекательнейших изюминок.

Во-первых, она способна к самовоспроизводству. В случае если в следствии обучения (другими словами получения новой информации) в синапсе появилась некая добавка в виде определенного количества протеинкиназы М-зета, то это количество может сберигаться в том месте весьма продолжительное время, не обращая внимания на то что эта протеиновая молекула разлагается за несколько суток. Каким-то образом молекула мобилизует ресурсы клетки и снабжает синтез и доставку в место синаптического контакта новых молекул на замену выбывших.

Во-вторых, к занимательнейшим изюминкам протеинкиназы М-зета относится ее блокирование. В то время, когда исследователям пригодилось взять вещество для опытов по блокированию «молекулы» памяти, они просто «прочитали» участок ее гена, в котором закодирован ее же личный пептидный блокатор, и синтезировали его. Но самой клеткой данный блокатор ни при каких обстоятельствах не производится, и с какой целью эволюция оставила в геноме его код — неясно.

Третья серьёзная изюминка молекулы пребывает в том, что и она сама, и ее блокатор имеют фактически аналогичный вид для всех живых существ с нервной совокупностью. Это говорит о том, что в лице протеинкиназы М-зета мы имеем дело с старейшим адаптационным механизмом, на котором выстроена среди них и людская память.

Само собой разумеется, протеинкиназа М-зета — не «молекула памяти» в том смысле, в котором ее сохраняли надежду отыскать ученые прошлого. Она не есть материальным носителем запомненной информации, но, разумеется, выступает в качестве главного регулятора эффективности связей в мозга, инициирует происхождение новых конфигураций как результата обучения.

Внедриться в контакт

на данный момент опыты с блокатором протеинкиназы М-зета имеют в некоем смысле темперамент «стрельбы по площадям». Вещество вводится в определенные участки мозга подопытных животных посредством весьма узкой иглы и выключает, так, память сходу в громадных функциональных блоках. Границы проникновения блокатора не всегда ясны, равно как и его концентрация недалеко от участка, выбранного в качестве цели.

В итоге не все опыты в данной области приносят однозначные результаты.

Настоящее познание процессов, происходящих в памяти, может дать работа на уровне отдельных синапсов, но для этого нужна адресная доставка блокатора в контакт между нейронами. На сегодня это нереально, но, потому, что такая задача перед наукой стоит, непременно инструменты для ее ответы покажутся. Особенные надежды возлагаются на оптогенетику.

Установлено, что клеткой, в которой способами генной инженерии встроена возможность синтеза светочувствительного белка, возможно руководить посредством лазерного луча.

И в случае если такие манипуляции на уровне живых организмов пока не производятся, что-то подобное уже делается на базе выращенных клеточных культур, и результаты очень впечатляющи.

Создатель — профессор биологии , член РАН, доктор наук, директор ИВНДиНФ РАН

Открыть новые резервы

Для чего стоит изучать память? Помимо этого, что речь заходит о ответе одной из основных тайных бытия — тайной функционирования людской мышления и его физиологической базы, такие изучения смогут принести и практические результаты. Как мы знаем, что отличие между человеком, хватающим все на лету (а также не забывающим чуть ли не все мгновения собственной жизни — имеется и такие), и тем, кто запоминает только с двадцатого повтора, — в неодинаковом химическом обеспечении памяти.

Активность этих химических совокупностей у каждого лична, но, в случае если удастся приблизиться к лучшему пониманию их функционирования и природы, человек сможет руководить собственной памятью, открывая ее запрятанные природой резервы.

Статья «Химический ключ памяти» размещена в издании «Популярная механика» (№126, апрель 2013).

Как работает наша память? — Научпок


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: