Глава II Психофизиология памяти

4 Биохимические и молекулярные механизмы памяти

155

улитки сохраняется привыкание в течение 14—15 часов. В исследова­ниях Э. Кендела (1980) продемонстрировано сохранение привыкания в течение еще большего времени — также при контроле за величиной синаптических потенциалов. В условиях формирования аналога ус­ловного рефлекса — гетеросинаптической фасилитации — показано сохранение феномена, определяемого по амплитуде синаптических потенциалов, в течение 42 часов. В исследованиях динамики форми­рования условного ответа на позвоночных животных при контроле феномена по числу ПД также показано длительное сохранение услов­ного ответа, достигающее нескольких часов.

Эти результаты поддерживают предположение о том, что хеморе-активные мембраны могут обеспечить длительно наблюдаемые плас­тические перестройки электрической активности нейронов. Это пред­положение опирается также на эксперименты, в которых осуществля­ется прямой контроль состояния хемочувствительной мембраны, а именно на опыты, в которых в качестве условного стимула использу­ют микроаппликации медиатора на хемочувствительные локусы ис­следуемого нейрона. Аналогичные результаты получены и в других экспериментах, когда в качестве безусловного подкрепления применя­ли микроаппликации медиатора, а в качестве условного — индиффе­рентный раздражитель. Эти результаты позволяют рассматривать длительно сохраняющиеся изменения хемочувствительных мембран нейронов в качестве одного из реальных механизмов, обеспечиваю­щих длительное сохранение энграмм.

Введение ингибитора анизомицина оказалось эффективным в опытах — пластичный синапс, демонстрировавший привыкание, пре­вратился в непластичный. Ингибитор не вызывает изменений основ­ных нейрофизиологических показателей работы клетки — уровня мембранного потенциала, генерации потенциалов действия, паттерна пейсмекерной активности, синаптической передачи. Участие немат­ричного синтеза РНК в привыкании показано в работах Л.Е. Цито-ловского и А.А. Краевского (1982). Исследовалось влияние на выра­ботку привыкания различных воздействий, направленных на синтез белков и РНК. Привыкание оценивалось по порогу генерации потен­циалов действия. Согласно результатам этих исследований, привыка­ние связано с нематричным синтезом РНК и не затрагивается при действии ингибиторов синтеза протеинов. Этот результат чрезвычай­но важен при сопоставлении с результатами других работ, в которых введение ингибиторов оказалось эффективным по отношению к дол­говременной памяти. Это позволяет предположить, что определенные свойства электрической активности нейронов имеют в своей основе разные биохимические механизмы.

В связи с этим особенно интересными становятся исследования, в которых осуществляется контроль за определенными'компонентами клеточного метаболизма. Например, для формирования гетеросинап­тической фасилитации, развития долговременной потенциации суще­ственное значение имеет уровень цАМФ.

Большое значение для исследований тонких биохимических меха­низмов обучения имеют работы по изучению регулирующей роли ионов кальция, который принимает непосредственное участие в фор­мировании определенных пластических реакций нейронов. Большую роль играют ионы кальция в развитии привыкания электровозбуди­мой мембраны и ассоциативного обучения. По предположению Кос-тюка и других (1984), кальций осуществляет взаимосвязь между мета­болизмом нейрона и его мембраной, являясь метаболически зависи­мым компонентом клеточной проводимости.

Опыты по долговременному привыканию свидетельствуют об от­сутствии отличий нейрофизиологических показателей существования следа памяти на предполагаемых этапах кратковременного и долго­временного хранения; качественно электрофизиологическая актив­ность одинакова. Е.Н. Соколовым и его коллегами (1984) выдвигается предположение о том, что в основе долговременной памяти лежат дол­говременные изменения хемореактивных свойств мембраны нейро­нов. Это предположение опирается также на эксперименты, в которых осуществляется прямой контроль состояния хемочувствительной мембраны. Результаты позволяют рассматривать длительно сохра­няющиеся изменения хемочувствительных мембран нейронов в каче­стве одного из реальных механизмов, обеспечивающих длительное со­хранение энграмм.

Одним из перспективных подходов к изучению механизма памя­ти является анализ взаимосвязи электрогенеза и метаболизма белков нейронов в процессе обучения. Наиболее удобным объектом для решения этих проблем являются моллюски: большие размеры нейро­нов, возможность их идентификации от препарата к препарату, спо­собность животных к выработке условных рефлексов позволяют изучать функционирование конкретных элементов условно-рефлек­торной сети с дальнейшим их биохимическим анализом. Для выпол­нения таких исследований исключительные возможности возникают при использовании гигантских нейронов виноградной улитки. В те­чение ряда лет проводились работы по изучению биохимических ме­ханизмов формирования условного оборонительного рефлекса у Helix pomatia. Рефлекс хорошо изучен на поведенческом и клеточном уровнях. Наличие гигантских командных нейронов, способных за­пускать целостную оборонительную реакцию и являющихся элемен-

156