Структурная и функциональная организация
С точки зрения нормальной физиологии, след памяти не является абстрактным понятием. Это реальная анатомическая и функциональная сеть. В процессе любого обучения в головном мозге возникает специфическое структурно-функциональное объединение клеток.
В состав этого ансамбля входят не только нейрональные элементы, но и клетки глии. Все они интегрируются в единую рабочую сеть посредством сложных синаптических механизмов. Если рассматривать этот процесс через призму теории функциональных систем, то выстраиваемая клеточная архитектура базируется на структурной основе аппарата акцептора результата действия. Это означает, что мозг формирует материальный субстрат для оценки будущих результатов на основе полученного опыта.
Молекулярные механизмы: как белки закрепляют опыт
Для того чтобы динамическое объединение разрозненных клеток стало возможным и устойчивым, требуется внутриклеточная перестройка. Базовый механизм этого процесса начинается в ядре клетки:
- Происходит активация генома нервных клеток.
- Запускается процесс экспрессии специфических генов.
- Начинается синтез особых белковых молекул, которые по своей природе являются преимущественно мембранными.
Ключевую роль в этих процессах играют такие молекулы, как адгезины и коннектины. После того как эти специфические белки синтезированы, они выполняют строго определенные функции:
- Интегрируются в специализированные области клеточных мембран нейронов.
- Значительно повышают чувствительность нервных клеток к приему той специфической информации, которая изначально послужила триггером для их генетической экспрессии.
- Обеспечивают абсолютную идентичность молекулярных свойств всех клеток, которые объединяются в формирующийся ансамбль памяти.
Физиология обучения: взаимодействие двух волн
Сам процесс закрепления информации (обучения) и построения энграмм протекает на нейронах, расположенных на самых разных уровнях головного мозга. Физиологически этот феномен объясняется встречным взаимодействием двух потоков возбуждения:
- Опорная волна. Этот поток возбуждения первично формируется текущим мотивационным состоянием организма. Мотивация создает базовый тонус и готовность нейронных сетей к восприятию.
- Направляющая предметная волна. Данный тип возбуждения возникает под воздействием различных подкрепляющих факторов, которые оказывают прямое или опосредованное влияние на рецепторный аппарат организма.
Именно в тот момент, когда опорная и направляющая волны встречаются и взаимодействуют на одних и тех же нервных клетках, происходит фиксация информации — извлекается так называемый «молекулярный опыт».
Гипоталамический пейсмекер — хранитель энграммы
В сложной системе формирования и удержания следов памяти критически важным, центральным звеном выступает гипоталамический пейсмекер. Его функциональное состояние определяет жизнеспособность всей нейрональной сети, хранящей опыт.
Физиологическая устойчивость этой системы поразительна. Если гипоталамический пейсмекер функционирует активно и без сбоев, то даже масштабное удаление или повреждение различных корковых и подкорковых отделов головного мозга не приводит к критическому нарушению работы данной функциональной системы. Однако существует единственное условие, при котором происходит полное и безвозвратное исчезновение сформированной энграммы памяти — это тотальное подавление активности самого гипоталамического пейсмекера.
Для понимания механизма запоминания представьте парусную лодку: «Опорная волна» (вода) — это ваша мотивация, без которой лодка стоит на месте, а «Направляющая предметная волна» (ветер в паруса) — это подкрепляющие факторы из среды. Только их взаимодействие позволяет двигаться вперед и накапливать «молекулярный опыт».
Вопросы с занятий и экзамена
В чем заключается функция адгезинов и коннектинов при формировании памяти?
Они встраиваются в мембраны нейронов, повышают их чувствительность к первичной информации и обеспечивают одинаковые молекулярные свойства всех клеток, входящих в энграмму.
Как теория функциональных систем описывает энграмму?
В рамках этой теории энграмма представляет собой ансамбль нейронов и глии, который строится на структурной основе аппарата акцептора результата действия.
Что приводит к полному исчезновению следа памяти?
Полное разрушение энграммы памяти происходит исключительно в случае подавления активности гипоталамического пейсмекера.
Что ещё разобрать по теме
- Этапы экспрессии генома при формировании следа памяти
- Свойства и виды мембранных белков: коннектины и адгезины
- Физиологическая роль аппарата акцептора результата действия
- Механизмы рецепторного подкрепления направляющей предметной волны
- Топография и функции гипоталамического пейсмекера
Разберите тему целиком в курсе «Физиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Энграмма памяти» и ещё 4 085 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 106 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Память»
Бесплатные видеоуроки: физиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.