Эстетическая медицина

Деятельность мозга

Материалы по медицине / Деятельность мозга

Страница 1

Каким образом данные о том, что происходит в клетках морского моллюска, или о синтезе белков в мозгу могут пролить свет на природу научения и памяти у человека? Основные биохимические механизмы передачи нервных импульсов очень сходны во всех нейронах у всех животных. Если они были сох ранены эволюцией, то кажется логичным предположить, что и клеточные механизмы научения и памяти, которые используются у низших животных, тоже сохранились. В нескольких экспериментах, выполненных в последнее время, ученые вводили фосфорилирующий фермент, ответственный за процесс научения у моллюсков, в нейроны головного мозга многих млекопитающих.

Фермент повышал возбудимость, т.е. оказывал действие сходное с тем, которое наблюдалось в мембранах нейронов у моллюсков. Играет ли эта клеточная реакция одну и ту же роль у кошки и у моллюска, пока неизвестно, но знание биохимических механизмов научения у низших животных может служить ос новой для изучения более сложно устроенных нервных систем.

Однако эксперименты, проводимые только на клеточном уровне, вряд ли раскроют секрет, как наш мозг запоминает партитуру симфонии Бетховена или даже простые сведения, не обходимые для разгадки кроссворда. Нужно переходить на уровень мозговых систем, где у человека десятки миллиардов нейтронов соединены между собой запутанным, но упорядоченным образом. На высших животных проводятся эксперименты с обучением и различными воздействиями на мозг. Психологические исследование на здоровых людях позволяют выяснить кое-что о процессах переработки и хранения информации. Изучение больных с различными видами амнезии, Развившимися после повреждения мозга, доставляет особенно ценные сведения об организации функций памяти.

Почти сорок лет назад психолог Карл Лэшли - пионер в области экспериментального исследования мозга и поведения - попытался дать ответ на вопрос о пространственной организации памяти в мозгу. Он обучал животных решению определенной за дачи, а затем удалял один за другим различные участки коры головного мозга в поисках мест хранения следов памяти. Однако независимо от того, какое кол-во корковой ткани было удалено, найти то специфическое место, где хранятся следы памяти - энграммы, - не удалось.

Дальнейшие исследования показали, в чем заключалась причина неудачи Лэшли: Для научения и памяти важны многие области и структуры мозга помимо коры. Оказалось также, что следы памяти в коре широко разбросаны и многократно дублируются.

Один из учеников Лэшли, Дональд Хебб, продолжил дело своего учителя и предложил теорию происходящих в памяти процессов, которая определила ход дальнейших исследований более чем на три десятилетия вперед. Хебб ввел понятия кратковременной и долговременной памяти. Он считал, что кратковременная память - это активный процесс ограниченной длительности, не оставляющий никаких следов, а долговремен ная память обусловлена структурными изменениями в нервной системе.

Как полагал Хебб, эти структурные изменения могли быть вызваны повторной активацией замкнутых нейтронных цепей, например путей от коры к таламусу или гиппокампу и обратно к коре. Повторное возбуждение образующих такую цепь нейтронов приводит к тому, что связывающие их синапсы становятся функционально эффективными. После установления таких связей эти нейтроны образуют клеточный ансамбль, и любое возбуждение относящихся к нему нейтронов будет активировать весь ансамбль. Так может осуществляться хранение информации и ее повторное извлечение под влиянием каких-либо ощущений, мыс лей или эмоций, возбуждающих отдельные нейтроны клеточного ансамбля. Структурные изменения, как считал Хебб, вероятно, происходят в синапсах в результате каких-либо процессов роста или метаболических изменений, усиливающих воздействие каждого нейтрона на следующий нейтрон.

В теории клеточных ансамблей особое значение придавалось тому, что след памяти - это статическая "запись", не просто продукт изменений в структуре одной нервной клетки или молекулы мозга. Понимание памяти как процесса, включающего взаимодействие многих нейтронов, - вот, по-видимому, наилучший путь неврологического объяснения того, что узнали психологи о нормальной переработке информации у человека.