Що відбувається в мозку? Організація пам'яті. Людська пам'ять
Що відбувається в мозку?
Дані про те, що діється в клітинах морського молюска, а також про те, яким чином відбувається синтез білків у людському мозку, допомагають розпізнати природу навчання й пам'яті в людини. У процесі досліджень з'ясувалося, що основні біохімічні механізми передачі нервових імпульсів однакові у всіх тварин.
Учені дійшли висновку, що якщо еволюція вирішила їх зберегти, то здається логічним, що й клітинні механізми навчання й пам'яті, які використовуються в нижчих тварин, також збереглися. Останнім часом проводилося кілька експериментів, серед яких був такий.
Дослідники ввели в нейрони головного мозку багатьох ссавців фосфорилювальний фермент, який відповідає за процес навчання в молюсків. Цей фермент збільшував збудливість у тварин, тобто викликав дію, подібну до дії у мембранах нейронів у молюсків.
Дотепер, однак, вчені остаточно не вирішили, наскільки правильним був проведений експеримент і чи буде одна й та сама реакція ідентичною в собаки й молюска. Однак знання біохімічних механізмів навчання в нижчих тварин допоможе дослідникам вивчати складніші нервові системи.
Дуже важко спрогнозувати результати експериментів, що проводяться на клітинному рівні. І до сьогодні дуже важко пояснити, яким чином наш мозок може запам'ятати партитуру симфонії Бетховена або ж прості відомості, які потрібні для розгадування кросворда. Для цього необхідно перенестися на рівень мозкових систем, де в людини зібрані десятки мільярдів нейронів, з'єднаних між собою певним, хоча й заплутаним, чином.
Тепер і на вищих тваринах учені проводять експерименти з навчанням і різними впливами на мозок. Дослідження психології здорових людей допомагає довідатися більше про процеси переробки й збереження інформації. Щоб зрозуміти організацію функцій пам'яті, учені намагаються досліджувати хворих із різними видами амнезії, які розвиваються після ушкодження мозку.
Організація пам'яті
Приблизно сорок років тому Карл Лешлі, який є піонером в області експериментального дослідження мозку й поводження, спробував розв'язати питання про просторову організацію пам'яті в мозку. Учений привчав тварин вирішувати певні завдання, а потім видаляв одну за одною різні ділянки кори головного мозку в пошуках місць збереження слідів пам'яті. Однак Лешлі, незважаючи на всі спроби, так і не вдалося знайти те місце, де, на його думку, повинні були знаходитися сліди пам'яті - енграми.
Надалі вчені знайшли причину невдачі Лешлі. Вони дійшли висновку, що для навчання й пам'яті важливими є не тільки кора мозку, але й багато ділянок і структур мозку окрім неї. Також з'ясувалося, що сліди пам'яті в корі широко розкидані й кілька разів дублюються. Один з учнів Лешлі, Дональд Хебб, продовжив справу свого вчителя і запропонував теорію процесів, що відбуваються в пам'яті, яка визначила хід подальших досліджень більше ніж на три десятиліття вперед.
Саме Хебб увів поняття довгострокової й короткочасної пам'яті. Він дійшов висновку, що короткочасна пам'ять - це активний процес обмеженої тривалості, який не зберігає ніяких слідів, а довгострокова пам'ять визначена структурними змінами в нервовій системі.
Хебб вважав, що ці структурні зміни могли бути породжені повторною активацією замкнутих нейронних ланцюгів, наприклад, шляхів від кори до таламуса або гіпокампа і назад до кори. Повторне збудження нейронів, що утворюють такий ланцюг, призводить до того, що синапси, які їх з'єднують, стають функціонально ефективними.
Після визначення таких зв'язків ці нейрони створюють клітинний ансамбль, і будь-яке порушення пов'язаних із ним нейронів активуватиме весь ансамбль. У такий спосіб може здійснюватися збереження інформації і її повторне діставання під впливом яких-небудь відчуттів, думок або емоцій, що збуджують деякі з нейронів клітинного ансамблю.
Структурні зміни, на думку Хебба, виникають, очевидно, у синапсах у результаті яких-небудь процесів росту або метаболічних змін, що збільшують вплив кожного нейрона на наступний нейрон.
Особлива увага в теорії клітинних ансамблів приділялася тому фактові, що слід пам'яті - це статичний "запис", а не просто продукт видозмін у будові однієї нервової клітини або молекули мозку.
Психологи зробили висновок, що пам'ять - це особливий процес, який містить у собі взаємодію багатьох нейронів.
Людська пам'ять
Людина може успішно користуватися своєю пам'яттю. Але для цього необхідно знати про існування трьох процесів. Вона повинна засвоїти інформацію, зберегти її у своєму мозку, а потім при необхідності відтворити. Таким чином, якщо людині не вдається згадати що-небудь, то причина одна: порушений один із трьох процесів. Однак не слід гадати, що пам'ять настільки проста.
Людина може засвоювати й запам'ятовувати не просто окремі елементи інформації. Вона моделює власну систему знань, яка здатна допомогти їй накопичувати, зберігати й використовувати величезний запас необхідних відомостей.
До того ж пам'ять є активним процесом, у результаті якого отримані знання постійно реконструюються, аналізуються і переосмислюються нашим мозком; з цієї причини виявити властивості пам'яті дуже важко.
Цілком ймовірно, існує кілька фаз пам'яті. Одна з них, названа безпосередньою пам'яттю, триває протягом зовсім короткого часу. Під час цієї фази інформація зберігається всього кілька секунд. Коли; людина проїжджає на машині повз привабливі пейзажі, то в пам'яті вона зберігає отримане враження лише протягом однієї-двох секунд. Але якщо їй дуже сподобалися деякі об'єкти, яким було приділено більше уваги, то з безпосередньої пам'яті інформація переводиться на короткочасну.
Вже в короткочасній пам'яті інформація зберігається протягом декількох хвилин. Можна тільки уявити, що відбуватиметься в той період, коли необхідно запам'ятати щойно названий номер телефону. Щоб запам'ятати номер, людина намагається повторити його подумки кілька разів, якщо в неї немає із собою ручки або олівця. Але якщо в цей момент її відволікти якою-небудь фразою або дією, то вона обов'язково або забуде номер, або переплутає цифри.
Очевидно, людина може утримувати у своїй короткочасній пам'яті від 5 до 9 окремих одиниць матеріалу, що запам'ятовується. Трапляється, що такі одиниці групуються, і тоді люди впевнені, що здатні запам'ятати набагато більше.
Частина інформації може переводитися з короткочасної пам'яті в довгострокову, де зберігається протягом тривалого часу або навіть усе життя. Відомо, що гіпокамп є однією Із систем мозку, яка відповідає за здійснення такого перенесення інформації. Вдалося виявити таку особливість гіпокампа в результаті операції на мозку в одного хворого. У літературі, де є описи післяопераційного стану цього хворого, його називають ініціалами Η. Μ.
З'ясувалося, що в кожній зі скроневих часток мозку є по одному гіпокампу. Щоб полегшити важкі епілептичні припадки, лікарі вирішили видалити обидва гіпокампи. Згодом, після з'ясування несприятливих наслідків такої операції, цей метод не застосовувався. Коли операція завершилася, Н. М. міг існувати винятково в теперішньому часі. Він міг запам'ятовувати всі події, явища й предмети, лише на той час, поки вони могли втриматися в його мозку.
Якщо медсестрам доводилося вийти на кілька хвилин з палати, після повернення вони зустрічалися з людиною, яка їх абсолютно не пам'ятала. Однак Η. Μ. прекрасно пам'ятав ті події, що були до операції. Його пам'ять не втратила інформацію, що збереглася в мозку за три роки до операції. Однак і гут були прогалини. Часто амнезія поширювалася на події, що відбулися з хворим за 1-2 роки до операції, але не більше. Усе це зайвий раз підтверджує той факт, що сліди пам'яті зазнають зміни через певний проміжок часу.
Гіпокамп розташований у скроневій частці мозку. Згідно з деякими даними, гіпокамп і медіальна частина скроневої частки відіграють певну роль у процесі закріплення, або консолідації, слідів пам'яті. Маються на увазі ті зміни, фізичні й психологічні, котрі повинні виникнути в мозку, для того щоб отримана ним інформація могла перейти в постійну пам'ять. Навіть після того, як інформація вже надійшла в довгострокову пам'ять, деякі її частини можуть зазнавати перетворення і навіть забуватися, і тільки після цього реорганізований матеріал відправляється на постійне зберігання.
Відомо, що наш мозок зберігає набагато більше інформації, ніж ми потребуємо. А найголовніші труднощі полягають у тому, щоб витягти потрібну інформацію з пам'яті. У зв'язку з цим люди, які звикли до читання, ніколи не читають по буквах І навіть не читають окремі слова; їм зручніше читати групами слів.
Цілком імовірно, гіпокамп і медіальна скронева ділянка беруть участь у формуванні й організації слідів пам'яті. Тому вони не можуть бути місцем постійного зберігання інформації. Хворий Η. Μ., який втратив цю ділянку мозку, прекрасно міг відтворити події, що відбулися з ним більш ніж за 3 роки до операції. Це підтвердило, що скронева ділянка не є місцем тривалого збереження слідів. Але одночасно вона допомагає в їхньому формуванні, що підтверджує втрата в Н. М. пам'яті на ті події, які відбувалися в останні 3 роки до операції.
Такі ж самі дані були отримані, коли досліджували хворих, яких лікували електрошоковою терапією. Доведено, що електрошок характеризується руйнівною дією, і особливо на гіпокамп. Після цієї процедури хворі, за невеликим винятком, не можуть згадати ті події, які передували їхньому лікуванню. Зате пам'ять про більш ранні події повністю зберігається.
Леррі Сквайр висловив гіпотезу, що в процесі засвоєння яких-небудь знань скронева ділянка установлює зв'язок із місцями збереження слідів пам'яті в інших частинах мозку, насамперед у корі. Потреба в таких взаємодіях може зберігатися досить довго - протягом декількох років, поки йде процес реорганізації матеріалу пам'яті.
Сквайр припускав, що ця реорганізація безпосередньо залежить від фізичної перебудови нервової сітки. У той момент, коли перебудова й реорганізація закінчені, а інформація стабільно зберігається в корі мозку, участь скроневої ділянки в її закріпленні й відновленні стає непотрібною.
Лікар- невролог
Микола ЛЕВКІВСЬКІЙ
