Реферат: Деятельность мозга

МГАТУ им. К.Э.Циолковского

                           1МТсв-30/95

                       ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МОЗГА.

        Каким образом данные о том,  что происходит в клетках

   морского моллюска,  или о синтезе белков в мозгу могутпро-

   лить свет на природу научения ипамяти у человека? Основные

   биохимические  механизмы  передачи  нервных импульсовочень

   сходны во всех нейронах у всех животных.Если они были сох-

   ранены эволюцией,  то кажется логичным предположить,  чтои

   клеточные механизмы научения и памяти, которыеиспользуются

   у  низших животных,  тоже сохранились.В несколькихэкспери-

   ментах, выполненых в последнее время,  ученые вводилифосфо-

   рилирующий  фермент,  ответственный  за  процесс наученияу

   моллюсков,  в нейроны головного мозга многихмлекопитающих.

   Фермент повышал возбудимость,  т.е. оказывал действиесход-

   ное с тем,  которое наблюдалось в мембранах нейронов умол-

   люсков. Играет ли эта клеточная реакция одну и ту же рольу

   кошки и у моллюска,  пока неизвестно, но знаниебиохимичес-

   ких механизмов научения у низших животных может служитьос-

   новой для изучения более сложно устроенных нервныхсистем.

        Однако эксперименты,  проводимые  только  наклеточном

   уровне,  вряд ли раскроют секрет,  как наш мозг запоминает

   партитуру симфонии Бетховена или даже простые сведения,не-

   обходимые для разгадки кроссворда. Нужно переходить науро-

   вень  мозговых  систем,  где  у человека десяткимиллиардов

   нейтронов соединены между собой запутанным,  ноупорядочен-

   ным  образом.  На высших животных проводятся экспериментыс

   обучением и различными воздействиями на мозг.Психологичес-

   кие  исследование  на  здоровых  людях  позволяют выяснить

   кое-что о процессах переработки и хранения информации.Изу-

   чение  больных  с  различными видами амнезии, Развившимися

   после повреждения мозга,  доставляет особенно ценныесведе-

   ния об организации функций памяти.

        Почти сорок лет назад психолог Карл Лэшли-пионер воб-

   ласти экспериментального исследования мозга иповедения-по-

   пытался дать ответ на вопрос о пространственнойорганизации

   памяти в мозгу. Он обучал животных решению определеннойза-

   дачи,  а затем удалял один за другим различные участкикоры

   головного мозга в поисках мест хранения следов памяти. Од-

   нако независимо от того,  какое кол-во корковой ткани было

   удалено,  найти то специфическое место,  где хранятсяследы

   памяти-энграммы,- не удалось.

        Дальнейшие исследования  показали,  в  чемзаключалась

   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 дубли-

   руются.

        Один из учеников Лэшли,  Дональд Хебб,  продолжилдело

   своего  учителя  и  предложил  теорию происходящих впамяти

   процессов,  которая определила ход дальнейших исследований

   более  чем  на  три  десятилетия вперед.  Хебб ввелпонятия

   кратковременной и долговременной  памяти.  Он  считал, что

   кратковременная  память — это активный процессограниченной

   длительности, не оставляющий никаких следов, адолговремен-

   ная  память  обусловлена структурными изменениями внервной

   системе.

        Как полагал Хебб, эти структурные изменения моглибыть

   вызваны повторной активацией  замкнутых  нейтронных цепей,

   например  путей от коры к таламусу или гиппокампу иобратно

   к коре. Повторное возбуждение образующих такую цепьнейтро-

   нов приводит к тому,  что связывающие их синапсыстановятся

   функционально эффективными. После установления такихсвязей

   эти нейтроны образуют клеточный ансамбль, и любоевозбужде-

   ние относящихся к нему нейтронов  будет  активировать весь

   ансамбль. Так может осуществляться хранение информации иее

   повторное извлечение под влиянием каких-либо ощущений,мыс-

   лей или эмоций,  возбуждаюших отдельные нейтроныклеточного

   ансамбля. Структурные изменения, как считал Хебб,вероятно,

   происходят  в  синапсах  в  результате каких-либопроцессов

   роста или метаболических изменений, усиливающихвоздействие

   каждого нейтрона на следующий нейтрон.

        В теории клеточных ансамблей особое значение придава-

   лось тому,  что след памяти — это статическая«запись»,  не

   просто продукт изменений в структуре одной  нервной клетки

   или молекулы мозга. Понимание памяти как процесса,включаю-

   щего взаимодействие многих нейтронов,  — вот, по-видимому,

   наилучший путь неврологического объяснения того, чтоузнали

   психологи о нормальной переработке информации у человека.

        Для того  чтобы  успешно воспользоватся своейпамятью,

   человек должен проделать три вещ: усвоить какую-тоинформа-

   цию, сохранить ее и в случае необходимостивоспроизвести.Ес-

   ли вам не удается что-нибудь вспомнить, причиной можетбыть

   нарушение любого из этих трех процессов.

        Но память вовсе не так проста.  Мы усваиваем изапоми-

   наем не просто отдельные элементы информации); мыконструи-

   руем систему знаний, которая помогает нам приобретать,хра-

   нить  и  использовать обширный запас сведений.  Крометого,

   память-это активный процесс;  накопленные знаниянепрерывно

   изменяются,  проверяются и переформулируются нашиммыслящим

   мозгом; поэтому выявить свойства памяти не так легко.

        Память, по-видимому,  представлена несколькимифазами.

   Одна из них, крайне непродолжительная, — этонепосредствен-

   ная  память,  при которой информация сохраняется всегонес-

   колько секунд. Когда вы едите на машине и смотрите на проп-

   лывающий пейзаж,  вам удается удерживать в памятипредметы,

   которые вы только что видели,  в течение одной-двухсекунд,

   не больше. Однако некоторые объекты, к которым выотнеслись

   с особым вниманием,  из непосредственной памяти могут быть

   переведены в кратковременную память.

        В кратковременной памяти информация может сохраняться

   в течение нескольких минут.  Представьте себе, чтопроисхо-

   дит,  когда кто-нибудь назвал вам номер телефона,  а у вас

   нет под рукой карандаша. Вероятно, вы запомните этотномер,

   если будете мысленно повторять его,  пока не доберетесь до

   телефонного аппарата. Но если что-то отвлечет вашевнимание

   — с вами заговорят или вы уроните монетку,  которуюнамере-

   вались положить в щель автомата,  — вы,  вероятно,забудете

   номер или перепутаете цифры. Мы, очевидно, можем удержатьв

   кратковременной памяти от 5 до 9 отдельных единицзапомина-

   емого материала.  Иногда возможна группировка такихединиц,

   и тогда вам кажется, что мы способны запомнить больше.

        Некоторые объекты из кратковременной памятипереводят-

   ся  в долговременную,  где они могут сохраняться часамиили

   даже на протяжении всей жизни.  Мы знаем, что одной изсис-

   тем  мозга,  необходимых для осуществления такогопереноса,

   является гиппокамп. Эта функция гиппокампа выявилась,когда

   один больной перенес операцию на мозге.  В литературе,пос-

   вященной описанию его послеоперационного  состояния, этого

   больного именуют инициалами Н.М. В каждой из височныхдолей

   мозга имеется по одному гиппокампу. Пытаясь облегчитьтяже-

   лые эпилептические припадки,  врачи удалили у Н.М. обагип-

   покампа.  (После того,  как стали ясны неблагоприятныепос-

   ледствия такого метода лечения, он больше никогда неприме-

   нялся.)

        После операции Н.М.  стал жить только в настоящемвре-

   мени.  Он мог помнить события,  предметы  или  людей ровно

   столько,  сколько  они удерживались в его памяти.  Есливы,

   поболтав с ним, выходили из комнаты и через несколькоминут

   возвращались,  он  не  помнил,  что  видел васкогда-нибудь

   прежде.

        Н.М. хорошо те события в своей жизни, которыепроисхо-

   дили до операции.  Информация,  хранившаяся в егодолговре-

   менной памяти,-во всяком случае та,  которая уженаходилась

   там за один- три года до операции,-не  была  утрачена. Тот

   факт,  что амнезия у Н.М. распространялась на события,про-

   исшедшие за 1-2 года до операции,  но не на  более ранние,

   указывает на то,  что следы памяти, по-видимому,  могутпре-

   терпевать изменения спустя какое-то время после их образо-

   вание.

        Гиппокамп находится в височной доле мозга. Судя поне-

   которым данным, гиппокамп и медиальная часть височнойдоли,

   играют роль в процессе закрепления,  или консолидации,сле-

   дов памяти.  Под этим подразумеваюется те изменения, физи-

   ческие и психологические,  которые должны произойти в моз-

   гу, для  того чтобы полученная им информация могла перейтив

   постоянную память. Даже после того, как информация ужепос-

   тупила  в  долговременную память,  некоторые ее частимогут

   подвергаться преобразованию и  даже  забываться,  и только

   после  этого реорганизованный материал отправляется напос-

   тоянное хранение.  Наш мозг хранит намного больше информа-

   ции,  чем мы того хотим или в том нуждаемся.  Доступ кэтой

   информации и ее извлечение  из  памяти-вот  в  чем главная

   трудность.

        Привычные читатели никогда не читают по буквам илида-

   же  отдельными словами;  они охватывают одновременногруппы

   слов.

        По-видимому, гиппокамп и медиальная  височная область

   участвуют в формировании и организации следов памяти,  ане

   служат местами постоянного хранения информации. Н.М., уко-

   торого эта область мозга была разрушена,  хорошо помнилсо-

   бытия,  происшедшие более чем за 3 года до операции,  иэто

   показывает,  что  височная  область не является местомдли-

   тельного хранения следов. Однако, она играет роль в ихфор-

   мировании,  о  чем свидетельствуют потеря у Н.М.  памятина

   многие события,  происходившие в последние 3 года доопера-

   ции.

        Подобные данные получены и  при  исследовании больных

   после электрошоковой терапии (ЭШТ).  Известно, чтоэлектро-

   шок оказывает особенно разрушительное воздействие нагиппо-

   камп. После электрошока больные, как правило, страдаютчас-

   тичной амнезией на события,  происходившие в  течение нес-

   кольких  предшествующих лечению лет.  Память о болеедавних

   событиях сохраняется полностью.

        Лэрри Сквайр  (Squire,  1984)  высказалпредположение,

   что в процессе усвоения каких-либо знаний височная область

   устанавливает связь с местами хранения следов памяти вдру-

   гих частях мозга,  прежде всего в коре. Потребность втаких

   взаимодействиях  может сохраняться довольно долго — втече-

   ние нескольких лет, пока идет процесс реорганизацииматери-

   ала памяти.  По мнению Сквайра, эта реорганизация связанас

   физической перестройкой нервных сетей.  В какой-то момент,

   когда  реорганизация  и  перестройка закончены иинформация

   постоянно хранится в коре,  участие височной области  в ее

   закреплении и извлечении становится ненужной.

  -----------------------------------------------------------

                       Список литературы:

                Ф.Блум, А.Лейзерсон, Л.Хофстедтер

               «Мозг, разум, поведение», М., 1988