Роль отдельных структур головного мозга в формировании памяти

Электрофизиологические и биохимические исследования показали, что запоминание связано с образованием и укреплением временной связи (энграммы). Поэтому в последние годы наиболее предпочтительны гипотезы, представляющие память как процесс формирования и закрепления энграммы для длительного хранения.

В образовании энграмм участвуют различные отделы мозга, составляющие структурно-функциональную основу памяти и обучения.

В ходе обучения запоминание осуществляется с помощью различных структур мозга, включающих два уровня:

1. неспецифический (общемозговой) – стволовая ретикулярная формация, гипоталамус, ассоциативный таламуса, гиппокамп и лобная кора;

2. модально-специфический (региональный) – различные отделы новой коры больших полушарий, за исключением лобной коры.

Мозговая кора – основной субстрат модуляции памяти. Разрушение корковых структур может вызвать расстройство памяти за счёт нарушения различных процессов (запоминания, хранения, воспроизведения информации). При этом возникают избирательные дефекты памяти, связанные с теми стимулами, восприятие и переработка которых определяется локализацией в корковом отделе анализатора. Височная кора участвует в запечатлении и хранении образной информации; при нарушении работы лобных долей затрудняется организация действий, отмечается повышенная отвлекаемость. Гиппокамп является зоной конвергенции условных и безусловных стимулов, где мотивационное возбуждение гипоталамуса сопоставляется с информацией, поступающей из внешней среды, т.е. гиппокамп участвует в фиксации и извлечении информации из памяти. Ретикулярная формация оказывает активирующее влияние на структуры, участвующие в воспроизведении и фиксации следов памяти.

Запоминание любой информации начинается с развития элементарных процессов в нейронных комплексах головного мозга – выделение различных медиаторов в синапсах, возникновение постсинаптических потенциалов действия. Одной из первых гипотез о механизме кратковременной памяти была гипотеза реверберации (циркуляции) возбуждения по замкнутым цепочкам нейронов. Считают, что в замкнутых цепочках циркуляция длится в течение минут, сохраняя информацию в виде кода последовательности импульсов, передающихся от нейрона к нейрону.

Важную роль в формировании памяти играют нейропептиды, которые могут находится в пресинаптических мембранах в качестве сопутствующего медиатора. Различные медиаторы могут оказывать разные эффекты в процессах усвоения и хранения информации. Серотонин, например, ускоряет обучение и удлиняет сохранение навыков при положительном эмоциональном подкреплении (например, пищевом). Норадреналин, ускоряет обучение при отрицательном эмоциональном подкреплении (например, электрокожном). Заметно улучшают обучение и память эндогенные опиатные пептиды – эндорфины и энкефалины.

Известна молекулярная гипотеза памяти П.К. Анохина (1968), согласно которой биохимические процессы, протекающие на уровне цитоплазмы нейронов, вызывают динамические изменения генома нейрона, вызывая перестройку кода РНК, следствием чего является синтез адекватных для данной ситуации новых молекул белка, являющихся хранителем полученной информации. Допускают, что белковая молекула, в которой изменена структура РНК, становится чувствительной к специфическому «узору» входного импульсного потока, что обеспечивает процесс его узнавания (долговременная память).

Таким образом, механизмы памяти, реализуемые нейронными комплексами обширных областей мозга, в своём существенном проявлении являются механизмами исключительно высокоспецифичными. Несмотря на то, что имеется специализация отдельных структур в запоминании, хранении информации, в выработке адаптивных навыков, мозг функционирует как единое целое.

Выделяют несколько критериев, с помощью которых можно классифицировать память:

1. По формам восприятия информации

- двигательная – запоминание и воспроизведение движений. Лежит в основе обучения бытовым, спортивным, трудовым навыкам, письменной речи. (например, игра в теннис, плавание, вязание, игра на музыкальных инструментах и т.д.);

- эмоциональная – сохраняет пережитые человеком чувства. (например, человек может побледнеть при одном воспоминании о пережитом страхе);

- словесная – запоминание, сохранение и воспроизведение прочитанных, услышанных или произнесенных слов. (например, запоминание стихотворений, рассказов, песен и т.п.);

- образная – позволяет запоминать зрительные и слуховые образы, запахи, сопровождающие данную обстановку. (например, запоминание лиц людей, картин природы, мелодий).

2. По характеру целей запоминания

- Непроизвольная – благодаря которой формируется основная часть жизненного опыта человека;

- Произвольная – благодаря данному виду памяти человек получает профессиональные и другие специальные знания.

2. По продолжительности сохранения и закрепления информации

- сенсорная – связана с удержанием сенсорной информации (доли секунды), обеспечивает первичный анализ, имеет неограниченную ёмкость, является следствием того, что сенсорный след в нейронах в виде остаточного возбуждения занимает большее время, чем само воздействие;

- кратковременная – обеспечивает удержание и воспроизведение оперативной информации. Хранение информации в кратковременной памяти длится секунды, минуты. Ее объем составляет примерно 7 ± 2 единицы; запоминается то, что значимо для организма;

- промежуточная – процесс перевода кратковременной памяти в долговременную, продолжается минуты – часы. Следы кратковременной памяти становятся устойчивыми через 3 - 4 часа, но еще могут быть стерты экстремальными воздействиями (например, наркоз);

- долговременная – длительность составляет часы – годы, объем практически безграничен, устойчива к мозговым нарушениям.

У детей дошкольного и младшего школьного возраста преобладает механическая наглядно-образная память и лучше запоминаются яркие, сопровождающиеся всплеском эмоций впечатления. В процессе овладению речью значительно возрастает способность к усвоению абстракций и к формированию сложных смысловых ассоциаций.

Расстройства памяти (различные амнезии) весьма многообразны и не всегда связаны с органическим поражением головного мозга. Они могут быть вызваны переутомлением, невротическими состояниями и т.п.