15. Современное представление о механизмах кратковременной и долговременной памяти.

Механизмы памяти: электрофизиолог. процессы, биохим. реакции, структурные изменения в нейронах и синапсах.

1) Первичная электрофизиологическая память. Эта память кратковременная. Объем составляет примерно 7 ± 2 единицы. Длительность хранения информации составляет от нескольких секунд до 5 мин.

В основе механизма лежит кратковременная циркуляция возбуждения благодаря кратковременной синапт. потенциации. Начальной стадией усвоения любой информации является восприятие раздражителя. Информация как раздражитель воспринимается рецепторами органов чувств и кодируется в виде РП, который с помощью своего эл. поля обеспечивает возникновение нервных импульсов, передающихся в ЦНС. При сильных одиночных или многократно повторяющихся раздражениях в нейронных сетях мозга формируются нейрональные цепи, по которым могут циркулировать нервные импульсы Эта память стирается при различных воздействиях на ЦНС (механ. сотрясение, после чего ретроградная амнезия, электрошок).

Вторичная электрофизиологическая память. Основой механизма этого вида памяти является долговременная циркуляция возбуждения благодаря долговременной синапт. потенциации — до 10 — 15 ч. Одним из факторов, активирующих этот вид памяти - эмоция.

Долговременная потенциация чувствительна к электрошоку. Эл. разряд, проходящий через мозг, нарушает работу каналов с Mg-пробкой глутаматных NMDA-рецепторов, стирает с нейронных контуров текущую информацию. В результате человек забывает события (ретроградная амнезия), что может возникнуть и при различных травматических воздействиях, сопровождающихся сотрясением мозга, при попадании в организм некоторых токсинов, блокирующих передачу нервных импульсов в нейронных цепях, а также при воздействии на мозг ядов, нарушающих соотношение концентраций К⁺, Na⁺ и Са²⁺ внутри нейронов и вне их.

Объем хранящейся информации в круге Пейпеца можно определить индивидуально, вспомнив содержание текста спустя 5—10 ч после прочтения.

Наиболее плотная концентрация NMDA-рецепторов в мозге высших позвоночных обнаружена на входе в гиппокамп — ключевой структуре так называемого круга Пейпеца. Он является важнейшим структурно-функц. комплексом переднего мозга и в качестве основных структур включает собственно гиппокамп, выходящий из него свод, мамиллярные тела, передние ядра таламуса, ряд структур коры (важнейшая из них — поясная извилина) и зубчатую извилину, чьи аксоны заканчиваются в гиппокампе. Характерная черта круга Пейпеца — замкнутость на свои собственные ядра.

2) Нейрохимическая (промежуточная) память. В данный период происходит консолидация памяти — перевод хранения информации с помощью биохим. процессов в долговременную память. На стадии консолидации расширяется участие биохим. процессов. Активируется синтез медиаторов, рецепторов, ионных каналов; они запускаются с помощью электрофиз. процессов и вторых посредников (цАМФ, ИФ, ДАГ, NO и др.). В частности, активируются Са-зависимые ферменты в результате накопления ионов Са²⁺ в постсинапт. нейроне под действием глутамата, увеличивается синтез модуляторных пептидов.

В консолидации памяти важную роль играют нейропептиды, которые могут находиться в пресинапт. терминалях в качестве сопутствующих медиаторов. Например, дофамин часто выделяется окончаниями аксонов вместе с холецистокинином, энкефалином.

Консолидация памяти продолжаете не более 4 ч, и этим временем определяется длительность нейрохим.памяти. Объем можно определить индивидуально, например оценить, насколько точно можно пересказать содержание книги, прочитанной в течение 3 —4 ч.

3) Нейроструктурная (долговременная) память отличается особой длительностью: информация может сохраняться в течение всей жизни, ее объем практически не ограничен. Ее основой является синтез белка и она не нарушается при экстремальных воздействиях на мозг.

• Ультраструктурная память: определенные изменения происходят в синапсах. Под влиянием процесса обучения в ЦНС увеличиваются размеры пре- и постсинапт. мембран, кол-во медиаторов в пресинапт. аппарате, число активных зон в пресинапт. мембране, через которые высвобождается медиатор. Моноаминергические механизмы, связанные с подкреплением, активируют внутриклеточные постсинаптические процессы с участием циклических нуклеотидов — цАМФ и цГМФ.

Нейрохимические процессы сопровождаются увеличением размеров уже существующих синапт. окончаний в отростках нейронов; образованием новых синапт. контактов, разрастанием дендритов, ветвление аксонов. Видимые структурные изменения исчезают в течение месяца.

• Макромолекулярная память: информация хранится с помощью макромолекул. Х.Хиден считал, что под воздействием приходящей к нейрону импульсации происходят измене­ния в структуре молекулы информационной РНК, что приводит к синтезу белков с измененной аминокислотной последовательностью. При этом молекула белка становится чувствительной к специфическому узо­ру импульсного потока, т.е. она «узнает» афферентный поток импульсов.