Суть и механизмы «нейронных ловушек»
Физиологической и анатомической основой кратковременной памяти выступают специфические кольцевые цепи нервных клеток, которые исследователь Лоренте де Но назвал «нейронными ловушками».
Архитектоника этих цепей построена на взаимных связях аксонов. Механизм работы выглядит следующим образом:
- Возбуждение зарождается в одном нейроне и передается соседним клеткам внутри цепи.
- Через систему аксонных коллатералей (боковых ветвей) нервный импульс возвращается к первоначальной клетке.
- Возникает длительная циркуляция (реверберация) сигнала по замкнутому циклическому образованию.
Для поддержания этого непрерывного бега импульса необходима постоянная генерация возбуждающих постсинаптических потенциалов (ВПСП) в синапсах цепи. Механизм реверберации не ограничивается локальными участками, он способен захватывать весьма обширные области головного мозга.
Как прерывается реверберация? Циркуляция не может длиться вечно. Физиологическая остановка процесса происходит, когда в дело вступает тормозной нейрон. Под его влиянием на одной из клеток замкнутой цепи развивается тормозной постсинаптический потенциал (ТПСП), что мгновенно блокирует дальнейшую передачу импульса. Кроме того, разорвать реверберирующую цепь способны грубые внешние вмешательства, такие как электрошок. Это объясняет феномен потери кратковременной памяти после подобных воздействий.
Корково-подкорковые связи и пути циркуляции
Масштабные круги реверберации строятся на базе разветвленной системы коллатералей, отходящих от пирамидных нейронов коры головного мозга. Эти связи можно разделить на два крупных блока.
Внутрикорковые взаимодействия Они обеспечивают локальную обработку информации. Коллатерали пирамидных клеток направляются к ассоциативным нейронам в префронтальной и сенсомоторной зонах коры. Одновременно с этим существуют возвратные коллатерали, которые связывают нейроны с другими ассоциативными и проекционными областями коры.
Связи со структурами ствола Для более сложных процессов возбуждение выходит за пределы коры.
- Боковые ветви пирамидного тракта спускаются к подкорковым узлам — таламусу и ретикулярной формации ствола.
- Чтобы круг замкнулся, аксоны от этих стволовых структур поднимаются обратно в кору головного мозга.
- Важная анатомическая деталь: возвращающиеся волокна оканчиваются строго на нейронах 4-го слоя коры, откуда сигнал вновь передается на пирамидные клетки, запуская новый цикл реверберации.
Эмоциональная память и круг Пейпца
Классическим и наиболее изученным примером корково-подкорковой реверберации является система, отвечающая за формирование эмоциональной памяти. Эта система известна как «Большой лимбический круг», или круг Пейпца (назван в честь описавшего его нейроморфолога).
Циркуляция возбуждения в круге Пейпца имеет строгую последовательность и проходит через ключевые структуры лимбической системы:
- Зарождение импульса происходит в гиппокампе.
- По аксонам сигнал передается к мамиллярным (сосцевидным) телам гипоталамуса.
- Оттуда возбуждение следует к передним отделам таламуса.
- Следующей инстанцией становится поясная извилина.
- Из поясной извилины аксоны возвращаются обратно к гиппокампу, полностью замыкая кольцо.
Именно многократное прохождение нервных импульсов по этому анатомическому маршруту обеспечивает фиксацию эмоционально значимой информации и формирование кратковременной эмоциональной памяти.
Чтобы запомнить последовательность структур в круге Пейпца, используйте фразу: «Голодный Мамонт Топает по Поляне к Горам» (Гиппокамп → Мамиллярные тела → Таламус (передние отделы) → Поясная извилина → возврат в Гиппокамп).
Вопросы с занятий и экзамена
Что представляет собой концепция «нейронных ловушек»?
Это замкнутые кольцевые цепи взаимосвязанных нейронов, описанные Лоренте де Но. По их коллатералям возбуждение возвращается к исходной клетке, обеспечивая длительную циркуляцию импульса.
Почему при электрошоке нарушается кратковременная память?
Внешние воздействия, такие как электрошок, грубо разрывают реверберирующие цепи нейронов. Поскольку именно циркуляция импульса является субстратом кратковременной памяти, её прерывание ведет к потере недавних воспоминаний.
На каком слое коры замыкаются подкорковые круги реверберации?
Аксоны нейронов таламуса и ретикулярной формации, возвращаясь в кору головного мозга, оканчиваются на нейронах 4-го слоя, после чего вновь воздействуют на пирамидные клетки.
Какое физиологическое явление прекращает реверберацию?
Процесс останавливается при возникновении тормозного постсинаптического потенциала (ТПСП) на одном из нейронов цепи под влиянием тормозной нервной клетки.
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы формирования ВПСП и ТПСП в нейронных сетях
- Архитектоника и слои коры головного мозга
- Функции ретикулярной формации ствола мозга
- Физиология лимбической системы и гиппокампа
- Пирамидный тракт и его коллатерали
Разберите тему целиком в курсе «Физиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Реверберация возбуждения» 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.