Консолидация следов памяти

Гиппокамп и медиальная часть височной доли играют роль в процессе закрепления, или консолидации, следов памяти. Под этим подразумеваются те изменения, физические и психологические, которые должны произойти в мозгу, для того, чтобы полученная им информация могла перейти в постоянную память. Гиппокамп и медиальная височная область участвуют в формировании и организации следов памяти, а не служат местами постоянного хранения информации.

Лэрри Сквайр высказал предположение, что в процессе усвоения каких-либо знаний височная область устанавливает связь с местами хранения следов памяти в других частях мозга, прежде всего в коре. Потребность в таких взаимодействиях может сохраняться довольно долго – в течение нескольких лет, пока идет процесс реорганизации материала памяти. Когда реорганизация и перестройка закончены, и информация постоянно хранится в коре, участие височной области в ее закреплении и извлечении становится ненужной.

39. Нейрохимические механизмы памяти. “Ранние” и “поздние” гены. “Перенос” памяти.

Электрофизиологияеские процессы + вторые посредники (цАМФ, ИФ, ДАГ, NO и др.) => биохимические реакции => активация синтеза медиаторов, рецепторов ионных каналов = нейрохимическая память.

Нейрохимические основы памяти

Память – сложный и еще не достаточно изученный процесс, включающий фазы запечатления, хранения и извлечения поступающей информации. Все эти фазы тесно связаны между собой, и нередко их очень трудно разграничить при анализе функций памяти.

Виды биологической памяти: 1. Генетическая;

2. Эпигенетическая; 3. Иммунологическая; 4. Нейрологическая (ее иногда называют психической или индивидуальной). В настоящее время нейрологическую память делят на три этапа:

1. Кратковременная память (длительность от нескольких миллисекунд до нескольких минут). 2. Промежуточный (от нескольких секунд до нескольких часов). 3. Долговременная память (годы, десятилетия и в течение всей жизни).

Нейрологическая память обладает сложной системной организацией и не имеет строгой локализации в определенных участках мозга. По современным представлениям, следы памяти (энграммы) фиксируются в мозге в виде изменений состояния синаптического аппарата, в результате которых возникает предпочтительное проведение возбуждения по определенным нервным путям.

После восприятия информации, в процессе ее запечатления и фиксации, в мозге протекает ряд последовательно сменяющихся нейрохимических процессов. На первых этапах, в стадии кратковременной памяти происходят изменения «быстрых» функций синапса, связанных с выбросом и сдвигом концентрации «классических» и пептидных медиаторов. В дальнейшем, в течение периода от нескольких секунд до нескольких суток происходит вовлечение широкого спектра нейрохимических процессов, включающих изменения в составе и структуре нейроспецифических белков, в частности изменения степени их фосфорилирования, а также модификацию синтеза РНК.

Для формирования пожизненной долговременной памяти необходим постоянный синтез новых биополимеров, который может быть осуществлен в случае устойчивых перестроек в функционировании участков генома. Последние могут происходить в результате либо структурных изменений ДНК, либо образования устойчивых циклов для постоянного синтеза репрессоров или дерепрессоров транскриптонов. Возможно также, что в формировании долговременной памяти принимают участие иммунологические механизмы, благодаря которым в мозге синтезируются антителоподобные соединения, способные в течение длительного времени модифицировать деятельность синапсов в определенных нервных путях. В механизмах формирования памяти принимают участие как «классические» медиаторы, так и большое число нейропептидов, выполняющих функции медиаторов и нейромодуляторов.

Психофизиология научения. "Ранние" и "поздние" гены.

В нервных клетках экспрессируются многие из генов, в частности, «непосредственные ранние гены». Непосредственные ранние гены были идентифицированы в культивируемых клетках во время изучения механизмов геномного ответа на действие факторов роста, запускающих процессы клеточного цикла. В ходе этих исследований была обнаружена группа генов, транскрипция которых активизировалась через несколько минут после добавления в культуру клеток факторов роста. Индукция их транскрипции происходила несмотря на подведение ингибиторов синтеза белка. Это означает, что транскрипция запускается механизмами, заранее готовыми для восприятия экстраклеточных стимулов. Характерной чертой данного механизма регуляции транскрипции является его двухфазность— на первой стадии экстраклеточные сигналы запускают активацию ранних генов, а затем кодируемые этими генами транскрипционные факторы изменяют экспрессию поздних генов, вызывая изменения программ деятельности клетки в ходе клеточного цикла и дифференцировки. В клетках мозга животных при обучении и при изменениях окружающей среды активируются два представителя семейства «ранних» генов- с-fos и с-jun. Новая гипотеза о роли экспрессии генов в процессах памяти была выдвинута К.В.Анохиным (1997, 2001). В отличие от более ранних молекулярных моделей памяти ее основой является двухфазность адаптивного ответа: новизна и рассогласование приводят к активации каскада «ранних» регуляторных генов, кодирующих транскрипционные факторы. В свою очередь продукты этих генов индуцируют экспрессию «поздних» морфорегуляторные генов, выступающих ключевыми участниками последующих процессов морфогенеза.

Ряд ученых из Польши, Германии и Советского Союза (в том числе известный исследователь памяти, ныне член-корреспондент РАН, заведующий отделом системогенеза Института нормальной физиологии РАМН профессор Константин Анохин) почти одновременно описали свойства двух групп генов. Выяснилось, что активация генов, которые назвали «ранними», происходит уже на этапе кратковременной памяти. Функция этих ранних генов — регулирование других генов, запускающих механизмы долговременной памяти. Если длительность и сила происходящих реакций в нейронной сети недостаточно высоки, то ранние гены не будут включать поздние. Если же порог по времени и силе будет высок, то ранние гены активируют поздние гены, ответственные за синтез новых белков. Эти белки укрепляют те синапсы, которые участвовали в запоминании, усиливая их эффективность.

Перенос памяти — рассматривавшаяся в 1960-1970-х годах возможность переноса памяти между организмами одного вида посредством молекул белка или РНК. Теория рассматривалась во многих странах мира, включая СССР. Некоторые эксперименты были опубликованы в весьма авторитетных журналах (Nature), но впоследствии названы авторами розыгрышами.