Физиология памяти

Страница: 2/3

хранением энграмм.

Важная роль в образовании устойчивых временных связей (

обучении ) принадлежит повышению эффективности синаптической

передачи.Некоторые пути повышения проводимости синапсов мы

обсудили ранее.Остановимся более подробно на функции т.н. ин-

формационных молекул.

В 50-ых годах шведский исследователь Хиден установил

тесную связь между степенью выработки двигательных навыков и

содержанием РНК в нейронах соответствующих моторных центров.В

ходе обучения содержание РНК в нейронах заметно повыша-

лось.Хиден обнаружил,что нейроны - самые активные продуценты

РНК в организме.В одном нейроне содержание РНК может коле-

баться от 20 до 20 000 пикограмм,причем ,нейроны,содержащие

наибольшее количество РНК ,оказывались ответственными за хра-

нение большого объема информации.На основании этих данных Хи-

ден высказал предположение,что именно молекула РНК является

главным нейрохимическим субстратом памяти.

Гипотезу Хидена развил Мак-Коннелл.Им были выполнены

знаменитые опыты на белых червях - планариях по "переносу па-

мяти".У планарий вырабатывали условный рефлекс избегания све-

та.Для этого их подвергали действию электрического тока,если

они попадали в освещенный участок специально сконструирован-

ной камеры.После выработки устойчивого навыка избегания света

планарий умерщвляли,размельчали и затем скармливали порошок

"обученных" планарий необученным.После этого у необученных

планарий появлялся навык избегания света.Однако,если порошок

" обученных" червей предварительно обрабатывали раствором

РНК-азы,а затем скармливали его другим необученным планари-

ям,то у них навык избегания света не появлялся.

Из результатов этих опытов Мак-Коннелл делал вывод о том

,что молекула РНК,являясь носителем информации в ЦНС,способна

передавать память на конкретные события.

Опыты Мак-Коннелла неоднократно пытались воспроизвести

многие исследователи.Результаты чаще не повторялись,одна-

ко,несомненно,что существует некая связь между накоплением

информации в нейронах и повышением в них содержания РНК.

Американский физиолог Унгар связывал хранение информации

в ЦНС с функцией целого ряда пептидов и белков.Он открыл,вы-

делил из мозга крыс и расшифровал структуру одного такого

нейропептида - скотофобина,состоящего из 15 аминокислот.Для

того ,чтобы отличить вновь синтезируемый при обучении пептид

от множества других,имеющихся в мозге ,Унгар вырабатывал у

крыс неестественный для них условный рефлекс - избегания тем-

ноты,Крыса ,как ночное животное,в норме избегает света и

стремится в экспериментальном открытом поле скрыться в ка-

кую-либо затемненную норку.Но как только она забиралась в

темную норку,она получала удар тока.В конце концов такая

крыса приучалась избегать темноты ,чем существенно отличалась

от своих сородичей,лишенных данного навыка.Из мозга обученных

крыс Унгар выделил особый пептид ( скотофобин : скотос - тем-

нота,фобия - страх),который никогда не встречался в мозге

нормальных животных.Однако вскоре выяснилось.что и скотофобин

не явился той молекулой памяти ,которая была бы способна за-

писывать ту или иную конкретную информацию.По своей структуре

скотофобин оказался похож на молекулу АКТГ,которая также об-

ладала способностью улучшать формирование памяти,но не явля-

лась специфичной ни для одного навыка.

В последние годы был открыт еще ряд веществ,влияющих на

образование и консолидацию энграммы.В частности,белки -100 и

14-3-2. Белок -100 взаимодействует с системой сократительных

белков и системой транспорта кальция в нейронах и глиальных

клетках ,а белок 14-3-2 участвует в процессах гликолиза в

нервных клетках.Установлено,что при различных видах обучения

количество этих белков в нейронах коры и гиппокампа значи-

тельно возрастает.

Некоторые гормоны также способны влиять на процессы фор-

мирования памяти.Так,вазопрессин улучшает обучение и консоли-

дацию следов памяти,а окситоцин,напротив,вызывает забывание

той или иной информации,амнезию.Эндорфины и энкефалины ухуд-

шают формирование условных рефлексов и запоминание,но улучша-

ют хранение уже имеющейся информации.

Имеется обширный экспериментальный и клинический матери-

ал об участии классических нейромедиаторных систем в механиз-

мах обучения и памяти,он изложен в специальной литературе.В

последние годы большое значение придается ГАМК-ергическим ме-

ханизмам в процессах памяти.ГАМК и ее аналоги существенно

улучшают обучение ,образование энграммы,улучшают воспроизве-

дение хранящейся информации.Это используется ,в частности,в

клинике.Для улучшения ряда интеллектуальных процессов исполь-

зуется аналог ГАМК - ноотропил.

В настоящее время лучше всего изучены проблемы хранения

информации в нейронах .Вопрос о том,каким образом происходит

"считывание" записанной информации,т.е.т как осуществляется

извлечение из памяти и воспроизведение той или иной информа-

ции,остается открытым.Можно лишь констатировать,что воспроиз-

ведение информации - активный процесс,затрагивающий те же

структуры мозга,что и реакция внимания,и его осуществление

сопряжено иногда со значительными умственными усилиями.

ФИЗИОЛОГИЯ СНА.

Сон - это особое состояние организма,характеризующееся

угнетением или даже "отключением" сознания,снижением всех ви-

дов чувствительности и общей двигательной активности.

Цикл сна-бодрствования является наиболее характерным

проявлением циркадианных биологических ритмов,свойственным

всем живым организмам.Циркадианные (околосуточные) биоритмы

связаны с периодом вращения Земли вокруг своей оси,период

этих ритмов ,таким образом,приблизительно равен 24 часам.Дол-

гое время полагали,что суточные ритмы являются лишь пассивным

отражением в деятельности живых организмов смены дня и но-

чи.Однако эксперименты,проведенные французом Мишелем Сифф-

ром,доказали существование эндогенных суточных ритмов в усло-

виях отсутствия внешних задатчиков времени,т.е. отсутствия

смены дня и ночи,в пещере.Сиффр провел в пещере,куда не про-

никал естественный свет,около 6 месяцев .Он регистрировал

каждый цикл - сон-бодрствование как 1 сутки.Результаты пока-

зали,что "сутки" Сиффра были несколько длиннее,чем 24 часа,но

они оставались в среднем в пределах 26-28 часов.Эти данные

свидетельствуют о том,что в ЦНС существует эндогенные задат-

чики (осцилляторы,водители ритмов) суточных ритмов.Роль эндо-

генных биологических часов у некоторых животных выполняет

эпифиз,у млекопитающих - супрахиазменные ядра гипотала-

муса,контролирующие смену цикла сон-бодрствование,температуру

кожи и уровень соматотропного гормона в крови.Возможно ,су-

ществуют и другие водители ритмов,однако их локализация в

мозге ока не установлена.В нормальных условиях эндогенные ос-

цилляторы суточных биоритмов взаимодействуют с внешними сре-

довыми сигналами,такими как внешнее естественное освещение )

наиболее важный),температура окружающей среды,время кормле-

ния.У человека существует еще один,очень важный внешний за-

датчик суточного ритма - будильник.

Итак , в цикле сон-бодрствование особое внимание иссле-

дователей всегда привлекал сон.Лишение (депривация) сна при-

водит на 10-15 сутки к гибели животных,т.е. сон является жиз-

ненно важной потребностью животных и человека.

Различают несколько стадий сна в зависимости от характе-

ра ЭЭГ .

1 фаза - бодрствование при расслабленном состоянии,на

ЭЭГ преобладает альфа-ритм ( 8-13 Гц.,50 мкв)

2 фаза - засыпание .Альфа-ритм подавляются тета-волны

(4-8 Гц.,150 мкв).Характерны т.н. веретена частотой 12-14 Гц.

3 фаза - неглубокий сон,на ЭЭГ наблюдается дальнейшее

снижение частоты ритма,вплоть до появления дельта-ритма (

0,5-3,5 Гц.,250-300 мкв)

4 фаза - умеренно глубокий сон.Дельта-волны и К-комп-

лексы.

5 фаза - глубокий сон,характерен дельта-ритм

6 фаза - парадоксальный сон,на ЭЭГ - бета-ритм , как в

состоянии бодрствования ( частота свыше 13 Гц.,25 мкV).

Длительность цикла П фаза - парадоксальный сон в среднем

составляет около 90 минут, за ночь происходит 3-5 кратное че-

редование этих циклов,причем длительность фазы парадоксально-

го сна в общей структуре сна составляет у взрослого человека

около 20-25 %.у младенца она равна 60 %.

Наиболее важным является разделение сна на ортодоксаль-

ный или медленный (дельта-сон) и парадоксальный или быстрый

сон,при котором на ЭЭг регистрируется бета-ритм,как в состоя-

нии бодрствования.Основные отличия этих двух фаз сна состоят

в следующем.Во время медленного сна у человека замедляется

пульс,снижается АД,урежается дыхание ,розовеет кожа,скелетные

мышцы находятся в определенном тонусе,который ниже по сравне-

нию с уровнем бодрствования,но тем не менее выражен.На ЭЭГ

регистрируется бета-ритм.Сон в эту фазу наиболее глубок.Как

правило,человеку в фазу медленного сна не снятся сны.Во время

Реферат опубликован: 16/06/2005 (7212 прочтено)