Теории памяти

Психологическое изучение механизмов памяти хронологически старше других. Самое большое распространение получили ассоциативные теории памяти. Предметы и явления действительности запечатлеваются и воспроизводятся не изолированно друг от друга, а в связи друг с другом, по выражению Сеченова «группами или рядами». Воспроизведение одних из них влечет за собой воспроизводство других, что обусловливается реальными объективными связями предметов и явлений. Под их воздействием возникают временные связи в коре мозга, служащие физиологической основой запоминания и воспроизведения. В психологии эти связи рассматривались как ассоциации. Одни из ассоциаций являются отражением пространственно-временных отношений предметов и явлений (ассоциации по смежности), другие отражают их сходство (ассоциации по сходству), третьи — противоположность (ассоциации по контрасту), четвертые — причинно-следственные отношения (ассоциации по каузальности).

отмечена еще Аристотелем. В XVIII—XIX вв. учение об ассоциации лежало в основе так называемой ассоциативной психологии, распространившей принцип ассоциации на все психические явления (Юм, Д.Джеймс, Спенсер). Подлинно научное обоснование принципа ассоциаций и раскрытие их закономерностей было дано И.М.Сеченовым и И.П.Павловым. По Павлову ассоциации — не что иное как временная связь, возникающая в результате одновременного или последовательного действия 2 или нескольких раздражителей.

Нейронные и биохимические теории памяти. Человеческий мозг во многом продолжает оставаться тайной. Его строение чрезвычайно сложно. Как же происходит приобретение новых знаний? Вероятно, оно должно сопровождаться какими-то структурными или химическими изменениями в мозгу. Существует немало популярных теорий, но все они носят умозрительный характер. Наука еще очень далека от того, чтобы дать действительно точное и исчерпывающее описание способа, каким нервная система накапливает информацию. Но эти теории являются полезными вехами на пути к пониманию системы памяти.

Существует почти полное единодушие относительно того, что постоянное хранение информации связано с химическими или структурными изменениями в мозгу. Практически все согласны с тем, что запоминание осуществляется посредством электрической активности, т.е. химические или структурные изменения в мозге должны каким-то образом влиять на электрическую активность. Если системы памяти являются результатом электрической активности, то, следовательно, мы имеем дело с нервными цепями, способными реализовать следы памяти. Из физиологии нам известно, что электрический импульс, переданный нейроном, проходит от тела клетки через аксон к телу следующей. Место, где аксон соприкасается со следующей клеткой, называется синапсом. На отдельном клеточном теле могут находиться тысячи синапсов. Существует 2 основных вида синапсов: возбудительные и тормозные.

На уровне возбудительного синапса происходит передача возбуждения к следующему нейрону, и на уровне тормозного — она блокируется. Для того, чтобы произошел разряд нейрона, может потребоваться довольно большое число импульсов, одного импульса, как правило, недостаточно. Но для простоты анализа представим, что единственный нервный импульс, поступающий на возбудительный синапс, может вызвать ответ новой клетки. Простейшая цепь, обеспечивающая память, представляет собой замкнутую петлю. Возбуждение последовательно обходит весь круг и начинает новый. Такой процесс называется реверберацией.

Поступающий сенсорный сигнал вызывает последовательность электрических импульсов, которая сохраняется неопределенно долгое время после того, как сигнал прекратится. Реверберирующая активность, вызванная сигналом, на самом деле не должна продолжаться бесконечно. Для кратковременной памяти должен существовать какой-то другой механизм. Что же приводит к прекращению реверберации? Существует несколько гипотез. Во-первых, подлинная ревер-берирующая цепь должна быть гораздо сложнее. Группы клеток в действительности расположены значительно более сложным образом. Фоновая активность этих нейронов, а также воздействия со стороны многочисленных, внешних по отношению к данной петле входов, в конечном итоге, .нарушают характер циркуляции импульсов. Во-вторых, еще один возможный механизм прекращения реверберации — появление новых сигналов, которые могут активно затормозить предшествующую реверберирующую активность. В-третьих, не исключается возможность некоторой ненадежности самих нейронных цепей, импульс, поступающий в одно звено цепи, не всегда может оказаться способным вызвать активность в следующем звене и, в конце концов, поток импульсов угасает. В-четвертых, реверберация может прекратиться вследствие какого-либо «химического» утомления в нейронах и синапсах.

Избирательная электрическая активация определенной нервной петли обеспечивает кратковременное запоминание. Как же представить в подобной схеме долговременную память? Согласно одной из популярных теорий, многократная электрическая активность в нейронных цепях вызывает химические или структурные изменения в самих нейронах, что приводит к возникновению новых нейронных цепей. Это изменение цепи называется консолидацией. Консолидация следа происходит в продолжение длительного времени. В основе долговременной памяти лежит постоянство структуры нейронных цепей.

Таким образом, кратковременная и долговременная память могут быть связаны с одними и теми же нервными элементами, с той разницей, что кратковременная память — это временная электрическая активность определенных нейронов, а долговременная память — постоянная структура тех же самых нейронов.

Какие же механизмы участвуют в консолидации цепей памяти?

Существуют 2 гипотезы. Первая предполагает, что долговременная память заключена в структуре белковых молекул в каждом синапсе. И нервная информация переходит через синапти-ческую щель химическим путем. Согласно другой точке зрения долговременная память может быть результатом возникновения новых синапсов. Это означает, что всякий раз при заучивании нового материала в мозгу возникают физические изменения. Но микроскопической техникой эти изменения обнаружить не удается, в частности вследствие исключительной трудности наблюдения живых нервных клеток под микроскопом. Как бы ни происходило дело, ясно одно, что именно синапс является тем местом, где происходят перестройки.

После того, как были открыты химические процессы, лежащие в основе наследственности, возникла мысль, что те же самые механизмы могли бы участвовать в процессах запоминания. Генетическая информация, особая для каждого организма, заключена в гигантских молекулах ДНК. Передача ее происходит при помощи молекулы другой нуклеиновой кислоты РНК. И поскольку ДНК содержит генетическую память для каждого индивидуального организма, логично предположить, что она или РНК может также передавать и приобретенный опыт.

РНК, заключены в специфической последовательности органических оснований, присоединенных к остову молекулы, именно они служат матрицами для синтеза белков. Различная последовательность приводит к синтезу разных белков. Можно предположить, что эта последовательность изменяется в результате опыта, приобретенного животными при обучении. Сейчас доказано, что обучение действительно оказывает влияние на РНК.

Возникает вопрос: содержит ли измененная в результате обучения РНК информацию о характере возникшего навыка. Один из способов проверки: обучить животных выполнению определенной задачи, извлечь РНК из соответствующих частей нервной системы и попытаться использовать эту РНК для передачи полученных знаний другим животным. Это очень трудный путь. Учеными были получены очень противоречивые результаты. Опыты проводились на планариях (плоский червь). Если перерезать его пополам, то каждая половина регенерирует в целого червя. Сначала червя обучали выполнять какую-то задачу. Затем разрезали пополам, получая 2 идентичных животных. Когда половинки полностью регенерировали, приступали к проверке.

Гипотеза заключалась в следующем: если память кодируется химически, то обе половины сохраняют задачу в памяти, если запоминание хранится в нервных связях — головных ганглиях, то животное, регенерировавшее из хвостовой части, не будет обладать соответствующими навыками. Под действием электрического тока планария рефлекторно сокращается. Если сочетать удар электрического тока с яркой вспышкой света, то животное начинает сокращаться, даже если вспышка не сопровождается электрическим раздражителем. Результат проверки показал, что после перерезания и регенерирования обе половины «помнят» задачу. Этот результат поразителен. Ведь даже, если информация хранится в молекулах РНК, то каким образом она доходит до хвоста? То есть РНК, содержащая накопленную информацию, распространена у планарии по всему телу.

Проводилось также множество химических исследований. Вводились различные фармакологические вещества в ситуации обучения, либо стимулирующие, либо подавляющие синтез белка. Эти исследования выявили некоторые интересные аспекты функционирования памяти. Например, память легче всего нарушается под воздействием некоторых веществ, вводимых вскоре после обучения. Чем больше интервал между обучением и введением вещества, тем большая доза требуется для стирания следов. Нормальное функционирование нервной системы зависит от тщательно регулируемой химической среды, но какие-либо надежные выводы делать пока еще рано.

Наиболее волнующими экспериментами в последнее время были попытки перенести память одного животного к другому. Планарии охотно поедают друг друга. Если одну пла-нарию обучить сокращаться на свет, размельчить и скормить другой, то опыт первого частично передается другому червю (опыт Д.Мак-Коннела) Это вызвало необычный интерес публики и скепсис науки. Ведь планария — относительно примитивный организм. Однако в 1966 г. Дж.Унгар провел опыты по переносу памяти у крыс и мышей. У крыс громкий звук вызывает вздрагивание. В течение 9 дней их приучали не вздрагивать. Затем необученным мышам вводили диали-зованный гомогенат мозга, взятый у обученных доноров, после чего проверяли их реакцию на звук. Мышам, получившим такую инъекцию, потребовалось 1—2 дня для подавления реакции испуга — поразительный результат, если учесть, что на подавление реакции испуга у мышей, не получивших инъекций, затрачивается больше времени, чем у крыс.

В другом эксперименте одну группу животных приучали к громкому звуку, а другую — к обдуванию воздухом (тоже реакция вздрагивания). После инъекций у необученных животных появлялся перенос памяти в отношении лишь того воздействия, к которому был приучен донор. Однако окончательного ответа пока дать нельзя. Многие ученые довольно скептически относятся к подобным экспериментам. Если возможен перенос информации, хранящийся в памяти мозга, то возникает много новых загадок относительно природы памяти. Это означало бы, что специфические следы памяти кодируются в химических веществах, которые могут свободно перемещаться в организме и передаваться от одного животного к другому, даже от крыс к мышам.

Источник: 
Рогов Е.И., Общая психология. Курс лекций
Темы: