Память мозга: Память: способность мозга хранить и восстанавливать информацию

Содержание

Память: способность мозга хранить и восстанавливать информацию

Что такое Память?

Память можно определить как способность мозга удерживать и добровольно восстанавливать информацию. Другими словами, это способность, которая позволяет нам вспоминать произошедшие события, мысли, ощущения, понятия и взаимосвязь между ними. Несмотря на то, что больше всего с памятью связан гиппокамп, отнести воспоминания только к одному отделу мозга нельзя, поскольку в этом процессе задействованы множество областей нашего мозга. Эта способность является одной из когнитивных функций, наиболее страдающих при старении. К счастью, память можно тренировать с помощью когнитивной стимуляции и различных умных игр.

Программа CogniFit («КогниФит»), являющаяся лидером в области тренировки мозга, позволяет укрепить эту и другие важнейшие когнитивные способности. Входящие в программу умные игры были разработаны для стимулирования определённых нейронных паттернов активации. Повторение этих когнитивных паттернов помогает укрепить задействованные в памяти нейронные связи, а также содействует созданию новых синапсов, способных реорганизовать и/или восстановить наиболее ослабленные или пострадавшие когнитивные функции.

Память — чрезвычайно сложная когнитивная функция. В ней участвует огромное количество отделов мозга, и мы постоянно её используем. Существуют различные теории и исследования этой когнитивной способности. Можно подразделить память на различные виды по следующим критериям:

  • По времени, в течение которого удерживается информация: в данном случае речь идёт о сенсорной памяти, кратковременной памяти, рабочей памяти и долговременной памяти. Сенсорная память удерживает информацию в течение нескольких секунд, в то время как долговременная память, наоборот, может хранить информацию в течение практически неограниченного периода времени. Все виды памяти работают скоординированно для того, чтобы вся система функционировала корректно.
  • По типу информации: вербальная память отвечает за хранение вербальной информации (то, что мы читаем, или слова, которые мы слышим), в то время как невербальная память позволяет хранить остальные данные (изображения, звуки, ощущения и т.д.).
  • По задействованному органу чувств: в зависимости от используемого органа чувств, речь идёт о таких видах памяти, как зрительная память (зрение), слуховая память (слух), обонятельная память (обоняние), вкусовая память (вкус) и тактильная память (осязание).

Фазы памяти: процесс запоминания и воспоминания

Для того, чтобы вспомнить, что мы делали вчера, наш мозг должен произвести серию процессов. Каждый процесс необходим для доступа к воспоминаниям. Таким образом, нарушение любого из этих процессов не позволит нам вспомнить информацию. Чтобы создать воспоминание, наш мозг должен пройти через следующие фазы:

  • Кодирование: на этой фазе в нашу систему памяти с помощью восприятия мы добавляем информацию, которую мы запоминаем. Например, когда нам кого-то представляют по имени. Необходимо обратить внимание на эту информацию, чтобы закодировать её.
  • Хранение: чтобы удержать информацию надолго, мы сохраняем её в системе нашей памяти. Например, мы можем запомнить лицо человека и его имя.
  • Восстановление: когда мы хотим что-то вспомнить, то обращаемся к хранилищу памяти и восстанавливаем нужную информацию. Например, чтобы, увидев человека на улице, вспомнить, как его зовут.

Примеры памяти

  • Благодаря этой способности мы помним, где живём, как зовут наших родителей, лица наших друзей, что мы ели вчера на обед и даже какой город является столицей нашего государства.
  • Память позволяет нам вспомнить о собрании на работе, запомнить имя клиента или пароль на компьютере.
  • Учиться в школе или университете было бы невозможно без нашей системы хранения воспоминаний. Также нам было бы сложно запомнить дату экзамена или что мы запланировали сделать.
  • При вождении автомобиля данная способность помогает нам вспомнить нужный маршрут. Также с её помощью мы помним, где припарковали машину, да и сам процесс вождения.

Амнезия и другие расстройства памяти

Исследования нарушений данной когнитивной функции помогли выяснить, что на самом деле представляет из себя память и как она работает. Являясь сложнейшей когнитивной функцией, она может пострадать в разной степени и по разным причинам. С одной стороны, специфические поражения могут быть связаны с двойной диссоциацией систем памяти. Это означает, что может быть повреждена одна из систем, в то время как другие не пострадают (например, может быть нарушена долговременная память при нормальном функционировании кратковременной). С другой стороны, подобные расстройства могут быть связаны с нейродегенеративным заболеванием (деменции и болезнь Альцгеймера), приобретённым церебральным поражением (черепно-мозговые травмы, инсульт, инфекции и другие болезни), врождёнными проблемами (паралич мозга и другие синдромы), с психическими расстройствами и расстройствами настроения (шизофрения, депрессия и тревожность), потреблением различных веществ (наркотики и медикаменты) и т. д. Также отдельные виды памяти могут быть нарушены при таких расстройствах обучаемости, как СДВГ, дислексия или дискалькулия.

Наиболее распространённым расстройством памяти является потеря памяти, например, при болезни Альцгеймера. Потеря этой способности известна как амнезия. Амнезии бывают антероградные (неспособность приобрести новые воспоминания) и ретроградные (неспособность вспомнить прошлое). Также существуют расстройства, при которых нарушено содержание воспоминаний (фабуляции и конфабуляции), гипермнезии. Характерные для Синдрома Корсакова конфабуляции представляют собой непроизвольные ложные воспоминания, при которых забытая информация заменяется вымышленными фактами. Гипермнезии, в свою очередь, представляют собой непроизвольное и слишком детальное воспоминание малозначимых, несущественных деталей, что характерно, в частности, при посттравматическом стрессе.

Как можно измерить и оценить состояние нашей памяти?

Тестирование состояния нашей памяти очень полезно, поскольку она имеет важнейшее значение в учебной сфере (для того, чтобы понимать, будет ли ребёнок испытывать трудности с запоминанием пройденного материала и нуждается ли в дополнительной помощи), в медицине (для того, чтобы понимать, будет ли помнить пациент какие ему нужно принимать лекарства, может ли он быть самостоятельным или ему необходима помощь), на работе (для того, чтобы понимать, может ли человек занимать определённую должность) и в нашей повседневной жизни

С помощью комплексного нейропсихологического тестирования можно надёжно и эффективно измерить память и другие когнитивные функции. CogniFit («КогниФит») предлагает серию тестов, которые оценивают некоторые субпроцессы памяти, такие как кратковременная фонологическая память, контекстуальная память, кратковременная память, невербальная память, кратковременная зрительная память, рабочая память и распознавание. Тесты CogniFit («КогниФит») основаны на классическом Тесте на Длительное Поддержание Функции (CPT, Тест Коннера), Шкале Памяти Векслера (WMS), NEPSY (Коркман, Кирк и Кемп), Тесте Переменных Внимания (TOVA), Тесте на Симуляцию Нарушений Памяти (TOMM), Тесте «Лондонская башня» (TOL) и Задаче Визуальной Организации Хупера (VOT). С помощью этих тестов кроме памяти также можно измерить время отклика или реакции, скорость обработки информации, память на имена, зрительное восприятие, мониторинг, планирование, визуальное сканирование и пространственное восприятие.

  • Последовательный Тест WOM-ASM: на экране появится серия шаров с различными цифрами. Необходимо запомнить эту серию цифр, чтобы затем воспроизвести её. Сначала серия будет состоять только из одной цифры, затем количество цифр будет расти до тех пор, пока пользователь не совершит ошибку. Нужно будет повторить каждую представленную серию.
  • Тест-Расследование REST-COM: в течение короткого промежутка времени будут представлены объекты. Далее как можно быстрее нужно будет выбрать слово, соответствующее показанному изображению.
  • Тест Идентификации COM-NAM: объекты будут представлены с помощью изображения или звука. Необходимо ответить в каком формате объект был показан в последний раз и был ли показан вообще.
  • Тест на Концентрацию VISMEM-PLAN: на экране в случайном порядке появятся стимулы. Стимулы начнут загораться в определённой последовательности под звуковые сигналы. Необходимо обратить внимание как на звуки, так и на последовательность световых сигналов. Во время очереди игры пользователя нужно воспроизвести увиденный ранее порядок представления стимулов.
  • Тест на Распознавание WOM-REST: на экране появятся три объекта. Сначала нужно будет как можно быстрее вспомнить порядок представления этих объектов. Далее появятся четыре серии по три объекта, некоторые из которых будут отличаться от ранее увиденных. Необходимо восстановить первоначальную последовательность в том же порядке.
  • Тест на Восстановление VISMEM: в течение пяти-шести секунд на экране будет представлено изображение. За это время нужно постараться запомнить максимальное количество объектов на этом изображении. Затем картинка исчезнет, и пользователь должен будет выбрать верный вариант ответа из предложенных.

Восстановить, улучшить и стимулировать память

Все когнитивные способности, включая память, можно улучшить с помощью тренировки. CogniFit («КогниФит») даёт возможность делать это профессионально.

Пластичность мозга является основой для реабилитации памяти и других когнитивных функций. Мозг и его нейронные связи укрепляются за счёт использования функций, которые от них зависят. Таким образом, при тренировке памяти укрепляются нейронные связи задействованных отделов мозга.

CogniFit («КогниФит») состоит из опытной команды профессионалов, специализирующихся на изучении синаптической пластичности и процессов нейрогенеза. Это позволило создать персонализированную программу когнитивной стимуляции для каждого пользователя. Программа начинается с точной оценки памяти и других основных когнитивных функций. По итогам тестирования программа когнитивной стимуляции Cognifit («КогниФит») автоматически предложит персональную когнитивную тренировку для улучшения памяти и других когнитивных функций, которые, согласно оценке, в этом нуждаются.

Чтобы улучшить память, тренироваться нужно правильно и регулярно. CogniFit («КогниФит») предлагает инструменты оценки и реабилитации памяти и других когнитивных функций. Для корректной стимуляции необходимо 15 минут в день, два или три раза в неделю.

Эта программа доступна онлайн. Разнообразные интерактивные упражнения представлены в виде увлекательных умных игр, в которые можно играть с помощью компьютера. В конце каждой сессии CogniFit («КогниФит») представит подробный график прогресса когнитивного состояния.

Топливо для мозга. Четыре простых способа улучшить память

https://ria.ru/20190313/1551724880.html

Топливо для мозга. Четыре простых способа улучшить память

Топливо для мозга. Четыре простых способа улучшить память — РИА Новости, 13.03.2019

Топливо для мозга. Четыре простых способа улучшить память

Обычный человек за двадцать минут способен запомнить и воспроизвести последовательность из 25-30 не связанных между собой слов. Участники чемпионата мира по… РИА Новости, 13.03.2019

2019-03-13T08:00

2019-03-13T08:00

2019-03-13T08:00

наука

эксетерский университет

нейрофизиология

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21. img.ria.ru/images/155172/32/1551723218_0:175:3068:1901_1920x0_80_0_0_69d5ca881aa02513a240fe37775e6735.jpg

МОСКВА, 13 мар — РИА Новости, Альфия Еникеева. Обычный человек за двадцать минут способен запомнить и воспроизвести последовательность из 25-30 не связанных между собой слов. Участники чемпионата мира по памяти за пятнадцать минут осваивают случайный набор из трехсот текстовых элементов. Врожденные способности здесь ни при чем, уверяют ученые. Производительность памяти и скорость запоминания можно натренировать, если подойти к делу с умом.МыслеупражненияВ конце 2016 года ученые из Нидерландов, США и Германии обучали пять десятков добровольцев в возрасте от 24 до 27 лет запоминать последовательности из 72 слов. Участников эксперимента разделили на три группы. Первая тренировала кратковременную память. Вторая обучалась по методике так называемой локусной тренировки: элементы списка — в данном случае слова — связывались с определенным местом, ориентируясь на которое человек может правильно воспроизвести последовательность. Добровольцы из третьей команды не делали ничего. Они выступали в качестве контрольной группы. Перед обучением участники могли запомнить примерно 25-30 слов из 72-х. После шести недель интенсивных тренировок добровольцы, обучающиеся по локусной методике, правильно воспроизводили в среднем на 35 слов больше, чем прежде. Те, кто пытался улучшить кратковременную память, выучивали на 11 слов больше, а члены контрольной группы — примерно на пять слов.Четыре месяца спустя, в течение которых не было тренировок, добровольцев снова попросили пройти эти испытания. И опять лучшие результаты показали те, кто использовал локусный подход. Производительность их памяти увеличилась примерно на 22 слова по сравнению с уровнем в начале исследования. У первой группы никакой разницы с первоначальными показателями не было, а вот у тех, кто вообще никак не тренировался запоминать новые слова, результаты даже ухудшились.Сканирование мозга участников исследования показало, что у тех, кому удалось значительно улучшить свою память, изменились функциональные связи между нейронами: они стали более прочными. Речь идет о двух отделах головного мозга — медиальной префронтальной коре, которая активируется, когда люди соотносят новые знания с уже полученными, и правой дорсолатеральной части префронтальной коры, считающейся субстратом кратковременной памяти. Выброс гормоновПамять можно улучшить и обычными физическими упражнениями, показала работа британских и нидерландских ученых. Они попросили добровольцев запомнить ассоциации между изображениями и расположением меток на экране компьютера и воспроизвести их по памяти. На следующий день испытание повторили.Лучшие результаты показали те участники, которые занялись спортом через четыре часа после первого этапа эксперимента. Физические упражнения, выполненные сразу после запоминания материала, заметного влияния на производительность памяти не оказали. Авторы исследования предполагают, что спорт повышает выработку норадреналина и дофамина. Эти нейромедиаторы стимулируют активность гиппокампа — участка мозга, играющего ключевую роль в формировании долгосрочных воспоминаний из кратковременной памяти. Сто грамм для памятиСогласно исследованию ученых из Эксетерского университета (Великобритания), люди, употребившие алкоголь после обучения, запоминают информацию лучше трезвых.Исследователи попросили 88 человек в возрасте от 18 до 54 лет, не злоупотреблявших спиртным, выучить несколько десятков слов, которые были похожи на настоящие, но содержали лишние буквы. Затем испытуемые прошли тест, оценивающий количество запомненных элементов. После этого части добровольцев разрешили в течение двух часов выпить столько горячительного, сколько они считали нужным. На следующий день в крови всех участников замерили уровень алкоголя и попросили вновь пройти тест.Среди лидеров по количеству набранных баллов оказались те, кто накануне выпивал. Причем чем больше промилле было в организме испытуемых, тем лучше был результат теста. Ученые объясняют этот эффект возможным влиянием алкоголя на процессы, происходящие в мозге во время сна. Хотя уточняют, что это только предположение. Женское оружиеЧем чаще крысы занимаются сексом, тем лучше у них работает гиппокамп, обнаружили американские ученые из Принстонского университета. У человека эта область мозга играет ключевую роль в запоминании слов. Переносить результаты проведенного с грызунами эксперимента на людей нельзя, но некоторая корреляция наблюдается — по крайней мере, в отношении женщин. Канадские исследователи выяснили, что представительницы прекрасного пола, много времени уделяющие любовным утехам, лучше запоминают абстрактные слова. А вот память на лица от частоты секса не зависит, поскольку за нее отвечает другой отдел мозга. После пятидесяти лет занятия сексом одинаково хорошо сказываются на памяти независимо от пола. Согласно работе австралийского психолога Марка Аллена, частый секс позволяет пожилым людям поддерживать память на более высоком уровне.Ученый опросил о физической активности, сне, употреблении алкоголя, курении, предпочтениях в еде и интимной жизни около шести тысяч человек в возрасте 50 лет и старше. Затем участникам исследования предложили пройти тест, в ходе которого надо было запомнить и воспроизвести десять слов. Два года спустя и опрос, и задание на память повторили. Оказалось, что в целом за этот период качество памяти у всех участников ухудшилось, но те, кто продолжал вести активную половую жизнь, лучше запоминали материал.

https://ria.ru/20190117/1549468688.html

https://ria.ru/20181106/1532181609.html

https://ria.ru/20180515/1520574924.html

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2019

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdnn21.img.ria.ru/images/155172/32/1551723218_337:0:3068:2048_1920x0_80_0_0_e4b8888286ad3bf420a294a01354c692. jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

эксетерский университет, нейрофизиология

МОСКВА, 13 мар — РИА Новости, Альфия Еникеева. Обычный человек за двадцать минут способен запомнить и воспроизвести последовательность из 25-30 не связанных между собой слов. Участники чемпионата мира по памяти за пятнадцать минут осваивают случайный набор из трехсот текстовых элементов. Врожденные способности здесь ни при чем, уверяют ученые. Производительность памяти и скорость запоминания можно натренировать, если подойти к делу с умом.

Мыслеупражнения

В конце 2016 года ученые из Нидерландов, США и Германии обучали пять десятков добровольцев в возрасте от 24 до 27 лет запоминать последовательности из 72 слов. Участников эксперимента разделили на три группы. Первая тренировала кратковременную память. Вторая обучалась по методике так называемой локусной тренировки: элементы списка — в данном случае слова — связывались с определенным местом, ориентируясь на которое человек может правильно воспроизвести последовательность. Добровольцы из третьей команды не делали ничего. Они выступали в качестве контрольной группы.

Перед обучением участники могли запомнить примерно 25-30 слов из 72-х. После шести недель интенсивных тренировок добровольцы, обучающиеся по локусной методике, правильно воспроизводили в среднем на 35 слов больше, чем прежде. Те, кто пытался улучшить кратковременную память, выучивали на 11 слов больше, а члены контрольной группы — примерно на пять слов.

Четыре месяца спустя, в течение которых не было тренировок, добровольцев снова попросили пройти эти испытания. И опять лучшие результаты показали те, кто использовал локусный подход. Производительность их памяти увеличилась примерно на 22 слова по сравнению с уровнем в начале исследования. У первой группы никакой разницы с первоначальными показателями не было, а вот у тех, кто вообще никак не тренировался запоминать новые слова, результаты даже ухудшились.

Сканирование мозга участников исследования показало, что у тех, кому удалось значительно улучшить свою память, изменились функциональные связи между нейронами: они стали более прочными. Речь идет о двух отделах головного мозга — медиальной префронтальной коре, которая активируется, когда люди соотносят новые знания с уже полученными, и правой дорсолатеральной части префронтальной коры, считающейся субстратом кратковременной памяти.

Выброс гормонов

Память можно улучшить и обычными физическими упражнениями, показала работа британских и нидерландских ученых. Они попросили добровольцев запомнить ассоциации между изображениями и расположением меток на экране компьютера и воспроизвести их по памяти. На следующий день испытание повторили.

Лучшие результаты показали те участники, которые занялись спортом через четыре часа после первого этапа эксперимента. Физические упражнения, выполненные сразу после запоминания материала, заметного влияния на производительность памяти не оказали.

17 января 2019, 07:38НаукаУченые рассказали, как улучшить память и работу мозгаАвторы исследования предполагают, что спорт повышает выработку норадреналина и дофамина. Эти нейромедиаторы стимулируют активность гиппокампа — участка мозга, играющего ключевую роль в формировании долгосрочных воспоминаний из кратковременной памяти.

Сто грамм для памяти

Согласно исследованию ученых из Эксетерского университета (Великобритания), люди, употребившие алкоголь после обучения, запоминают информацию лучше трезвых.

Исследователи попросили 88 человек в возрасте от 18 до 54 лет, не злоупотреблявших спиртным, выучить несколько десятков слов, которые были похожи на настоящие, но содержали лишние буквы. Затем испытуемые прошли тест, оценивающий количество запомненных элементов.

После этого части добровольцев разрешили в течение двух часов выпить столько горячительного, сколько они считали нужным. На следующий день в крови всех участников замерили уровень алкоголя и попросили вновь пройти тест.

Среди лидеров по количеству набранных баллов оказались те, кто накануне выпивал. Причем чем больше промилле было в организме испытуемых, тем лучше был результат теста. Ученые объясняют этот эффект возможным влиянием алкоголя на процессы, происходящие в мозге во время сна. Хотя уточняют, что это только предположение.

6 ноября 2018, 11:05НаукаУченые выяснили, как чистота речи влияет на память

Женское оружие

Чем чаще крысы занимаются сексом, тем лучше у них работает гиппокамп, обнаружили американские ученые из Принстонского университета. У человека эта область мозга играет ключевую роль в запоминании слов. Переносить результаты проведенного с грызунами эксперимента на людей нельзя, но некоторая корреляция наблюдается — по крайней мере, в отношении женщин. Канадские исследователи выяснили, что представительницы прекрасного пола, много времени уделяющие любовным утехам, лучше запоминают абстрактные слова. А вот память на лица от частоты секса не зависит, поскольку за нее отвечает другой отдел мозга. После пятидесяти лет занятия сексом одинаково хорошо сказываются на памяти независимо от пола. Согласно работе австралийского психолога Марка Аллена, частый секс позволяет пожилым людям поддерживать память на более высоком уровне.15 мая 2018, 11:01НаукаУченые впервые «закачали» память одного слизня в мозг другого моллюска

Ученый опросил о физической активности, сне, употреблении алкоголя, курении, предпочтениях в еде и интимной жизни около шести тысяч человек в возрасте 50 лет и старше. Затем участникам исследования предложили пройти тест, в ходе которого надо было запомнить и воспроизвести десять слов. Два года спустя и опрос, и задание на память повторили. Оказалось, что в целом за этот период качество памяти у всех участников ухудшилось, но те, кто продолжал вести активную половую жизнь, лучше запоминали материал.

Объем человеческой памяти равен одному квадриллиону байт

Человеческая память может вместить 1 млн Гб информации, а слишком хорошая способность к запоминанию может представлять проблему для представителей творческих профессий, выяснили ученые. Отдел науки «Газеты.Ru» рассказывает о том, как ученые измерили объем памяти, и поясняет, почему хорошее настроение способствует забывчивости.

Человеческий мозг состоит приблизительно из 100 млрд нейронов, каждый из которых вступает в тысячи связей с другими. В конечном в головном мозге формируются около 100 трлн связей. Передача информации осуществляется за счет синапса — точки специализированного контакта нейронов. Когда два взаимодействующих участка нейронов одновременно активизируются, синапс становится более прочным. Выступающее образование на дендритах (ветвящийся отросток нейрона, необходимый для получения информации) — дендритный шипик — также увеличивается в размерах. Шипик обеспечивает контакт с другими клетками, а увеличивается для восприятия большего количества поступающих сигналов.

Шипики разного размера раньше сравнивались учеными с битами компьютерного кода, только вместо цифр 1 и 0 исследователи пользовались описательными характеристиками их размера.

Впрочем, о количестве всех возможным размеров шипика специалисты также не имели представления, ограничиваясь бытовыми понятиями «маленький», «средний», «большой».

Любопытное наблюдение заставило исследовательскую группу из Института биологических исследований Дж. Солка (Калифорния) пересмотреть существующие измерения. С полным описанием эксперимента и с текстом научной статьи можно ознакомиться в журнале eLife.

Изучая гиппокамп крысы (гиппокамп — это участок коры головного мозга, отвечающий за запоминание зрительных образов), ученые заметили, что один аксон (отросток нейрона, выступающий в роли кабеля-передатчика) может вступать в связь с двумя дендритными шипиками — принимающими информацию «антеннами». Исследователи предположили, что шипики будут принимать одинаковую информацию, так как она исходит от одного и того же аксона, а значит, они должны быть сходны по размеру и прочности. При различных характеристиках шипика информация, переданная от одного аксона, будет изменена.

Исследователи решили измерить объекты, формирующие синаптические связи. В результате оказалось, что шипики, воспринимающие информацию от одного аксона, различаются в размерах примерно на 8%. Всего ученые зафиксировали 26 вариантов величины шипика.

На основе этих данных исследователи заявили, что человеческая память может хранить информацию объемом около одного квадриллиона байт.

Квадриллион (1 000 000 000 000 000) байт без малого соответствует одному миллиону гигабайт. Для сравнения: средняя оперативная память компьютера составляет всего 8 Гб. В то же время каждому из нас прекрасно известно, что использовать память на 100% мы не можем: люди регулярно забывают о датах дней рождения своих друзей, школьники часами пытаются выучить наизусть стихотворение или запомнить параграф из учебника по истории.

При этом именно такая ситуация рассматривается как абсолютно нормальная, а вот людей с выдающейся памятью мы склонны характеризовать словом «феномен». Так, американец Ким Пик, ставший прототипом Рэймонда Бэббита из фильма «Человек дождя», обладал уникальной памятью:

ему удавалось хранить до 98% всей полученной информации.

Среди друзей Пик имел прозвище Kim-puter. В 2005 году в журнале Scientific American была опубликована статья, посвященная Киму Пику. Ученые предполагают, что феномен был вызван отсутствием мозолистого тела, соединяющего полушария мозга: нестандартные соединения нейронов в этом участке спровоцировали повышенные возможности использования памяти.

Если сейчас известно, насколько велики возможности нашей памяти, почему важные понятия и события продолжают из нее ускользать? На этот вопрос пытается ответить Пауль Ребер, исследователь проблем механизмов памяти в Северо-Западном университете (Эванстон, штат Иллинойс, США). Ученый не принимал участия в экспериментах исследовательской группы Института Солка.

«Емкость памяти не является проблемой — любой анализ количества нейронов приведет к осознанию огромного потенциала человеческого мозга. Но это неважно, поэтому наше восприятие мира проходит быстрее, чем фиксация образа в памяти», — комментирует ученый.

По мнению Ребера, окончательно практически невозможно подсчитать количество информации, способной храниться в человеческом мозге. Проблема заключается в том, что информации в разы больше, чем мы можем себе представить. В памяти каждый человек хранит не только факты, лица и важные навыки, но и основные функции, такие как говорение и движение, чувственное восприятие и выражение эмоций. Ученый уверен, что сейчас еще достаточно сложно перейти от вычисления силы синапсических связей до комплексного описания всех сложнейших мелких процессов между нейронами.

Тем не менее Робер высоко оценил работу своих коллег из Института Солка: «Данные экспериментов значительно увеличивают наши знания не только об объемах памяти, но, что более важно, они еще раз подтверждают, насколько сложно устроены механизмы человеческой памяти».

Полученные результаты уже можно использовать при создании энергосберегающих компьютеров, способных имитировать стратегии работы человеческого мозга при передаче данных.

Результаты проведенного эксперимента помогут и в клинических исследованиях заболеваний головного мозга, вызванных нарушением нормального синапса.

Вообще, исследованиями памяти ученые занимаются довольно давно, и иногда такие исследования дают весьма интересные результаты. Например, в 2011 году Элизабет Мартин из Миссурийского университета (Колумбия) смогла установить, что пребывание в хорошем настроении прямо влияет на нашу забывчивость. Полное описание эксперимента приводится в журнале Cognition and Emotion. Участники исследования были поделены на две группы: одни смотрели комедийное шоу, другие — инструкцию по установке настила.

Результаты теста на запоминание комбинации цифр после просмотров видео показали, что с ним хуже справились те, кто смотрел развлекательную передачу.

Мартин уверена, что именно хорошее настроение заставляет нас забыть о важном звонке после веселой вечеринки.

Коллеги Элизабет Мартин, психологи из Иллинойского университета, полагают, что способность запоминать большой объем информации не так уж и полезна, особенно если вы занимаетесь творческой деятельностью. Ученые считают, что высокая способность к запоминанию развивает математическое мышление и снижает творческий потенциал. Исследование

было опубликовано на сайте Ассоциации психологических исследований.

Пять лайфхаков для мозга, которые помогут улучшить память

1. Начинайте с ярких образов

Начнем с простого задания: запомнить новые семь чудес света. Для этого Деллис советует представить каждый из объектов как яркий, запоминающийся образ. Некоторые будут очевидными: например, для Великой Китайской стены можно просто представить стену. Чтобы запомнить Петру (Petra), можно представить своего питомца (pet).

«Очень эффективный способ — использовать яркие мысленные образы. Для этого нужно создать большие, многомерные воспоминания», — объясняет Джулия Шоу, психолог из Университетского колледжа Лондона и автор книги «Иллюзия памяти: запоминание, забывание и наука о ложной памяти». Эти мысленные образы должны быть как можно реальнее, чтобы их можно было чувствовать, обонять и видеть.

У этого есть научное объяснение. «Странные, пугающие и вызывающие эмоции образы лучше запоминаются, — объясняет Шоу. — Исследователи обнаружили, что амигдала — участок мозга, который важен для обработки эмоций — заставляет другие отделы мозга хранить воспоминания». Поэтому чем сильнее эмоции, связанные с образом, тем больше вероятность, что мы его запомним.

2. Поместите образы в какое-нибудь место

Следующий шаг — поместить яркие мысленные образы в хорошо знакомое место. Например, Деллис располагает каждое из чудес света в свое доме: Великая Китайская стена находится у входа, Статуя Христа-Искупителя — рядом с диваном. «Чем страннее, тем лучше», — говорит он. На кухне можно представить, как лама готовит еду.

Эта техника связывания образов с местами называется «чертоги разума», и она особенно полезна для запоминания порядка определенных элементов. «Техника «чертоги разума» основана на памяти о реальном месте. Это место, которое вы знаете — как правило, ваш дом или другая хорошо известная локация», — объясняет Шоу.

Если в списке всего семь пунктов, можно использовать относительно небольшое место. Но когда Деллису потребовалось запомнить 10 тысяч знаков числа Пи, ему пришлось разместить в «чертогах разума» весь его родной город Майами. Он разделил 10 тысяч знаков на 2 тысячи партий по пять знаков в каждой и расположил их в 10 районах.

«Нейровизуализационные исследования показали, что люди проявляют повышенную активность в [затылочно-теменной области] мозга, когда закрепляют воспоминания с помощью «чертогов разума», — говорит Шоу. — Это означает, что техника помогает задействовать отделы мозга, которые обычно связаны с другими органами чувств — теменная доля отвечает за навигацию, а затылочная доля — за видение образов».

Фото: Tatiana Shepeleva / Shutterstock  

3. Концентрируйтесь

Запомнить семь странных образов, соответствующих семи чудесам света, несложно. Но чтобы запомнить 10 тысяч знаков числа Пи, может потребоваться больше мотивации. «Я повторял себе: я хочу это запомнить, я хочу это запомнить, — говорит Деллис. — Это простая мантра, но она поможет сконцентрировать внимание на текущей задаче и лучше запомнить ее».

4. Разбивайте данные 

Если нужно запомнить очень большое число, например, Пи или длинную последовательность карт, очень помогает разбить его на части. Для каждых пяти знаков в числе Пи Деллис придумал изображение, которое он мог легко запомнить. «Запоминать слова легко, вы видите слово, и оно обычно вызывает в уме какие-то образы. Но такие вещи, как цифры, карты или даже имена, немного сложнее, — говорит он. — И у них есть системы, которые мы разработали и изучили, так что всякий раз, когда мы видим имя, номер или карточку, у нас уже есть изображение, заданное для нее».

Для Деллиса первые пять знаков числа Пи после запятой представлены Сэмом Ниллом в костюме Железного Человека («Просто так вышло», — говорит он). Вторую партию обозначает образ его друга, одетого как император из фильма «Гладиатор», с опущенным большим пальцем.

5. Повторяйте

После сортировки образов и заполнения чертогов разума убедитесь, что они сохранятся у вас в голове. «Большинство воспоминаний никогда не попадают в долговременную память, — говорит Шоу. — Поэтому так важно повторять информацию, превращать кратковременную память в долговременную».

К сожалению, простого решения не существует. Все сводится к повторению и упорным занятиям. «Чтобы стать чемпионом по запоминанию, мне приходилось работать над этим каждый день. Я усердно тренировался, и это стало для меня чем-то инстинктивным. И это пришло только с практикой», — заключил Деллис.

Источник.

Фото на обложке: Lia Koltyrina / Shutterstock

6 шагов для здоровья мозга и блестящей памяти

Невролог Дэвид Перлмуттер разработал программу, которая помогает сохранить эффективность мозга.

Полезные удовольствия

Развлечения и удовольствия полезны для мозга. Во-первых, это помогает снять стресс и снизить его негативное влияние на организм в целом. Во-вторых, занятия, которые требуют освоения новых навыков, способствуют созданию новых нейронов. А это запускает процесс омоложения мозга. Если вы регулярно находите время на интересные занятия, то меньше рискуете страдать от старческого маразма на пенсии.

Если вы все время тратите только на работу и серьезные дела, то лишаете мозг важного и полезного опыта.

Целебное чтение

Научный факт: отсутствие увлечений и хобби повышает риск возникновения болезней. Чтение книг, например, не только приносит удовольствие и помогает отвлечься, но и позволяет организму восстанавливаться и набираться сил. Чтение также стимулирует те зоны мозга, которые иначе остались бы невостребованными.

Чем больше читаете — тем вы сообразительнее.

Лишний вес мешает думать

Лишний вес приводит к проблемам с памятью (а вы же хотите обладать блестящей памятью?) и провоцирует преждевременное старение мозга. Ожирение стимулирует рост количества свободных радикалов и возникновение воспалений, что сокращает количество клеток мозга. Другими словами: если у нас лишний вес, то нам гораздо сложнее думать, учиться и работать. Дэвид Перлмуттер предлагает простое и понятное решение: измените свой рацион.

Продукты для острого ума

Обходите стороной полки с вредными для мозга продуктами. Сразу отправляйтесь к полезным: покупайте яйца, продукты с витаминами В и Е. Пока лето еще не закончилось, не пренебрегайте возможностью поесть ягоды.

Ученые доказали, что если ими кормить старую крысу, то она начнет выполнять трюки не хуже молодой. Например, черника и ежевика содержат антоцианины — мощные антиоксиданты, которые помогают защитить от свободных радикалов мелкие сосуды и улучшают мозговое кровообращение. Когда закончится сезон, можно использовать замороженные ягоды: найти их в магазине легко. А лучше заготовить самим.

Старайтесь съедать полчашки ягод два-три раза в неделю. Не забывайте.

Упражнения для мозга

В отсутствие нагрузки мышцы неизбежно слабеют. То же происходит и с мозгом. Если вам стало сложнее запоминать информацию, если вы не так сконцентрированы, как раньше, если ваши творческие силы уже не те — это явно указывает на то, что клетки мозга нуждаются в «тренировках».

Попробуйте такое упражнение на развитие памяти. Запоминайте группу животных, изображенных на картинке, в течение одной минуты. Дальше пока не читайте.

Теперь, не заглядывая в рисунок, запишите названия животных в алфавитном порядке. Ну как, получилось с первого раза? Если нет, продолжайте тренироваться.

Миф о сладеньком

Сладкое повышает уровень сахара в крови, что вызывает повреждение клеток мозга и провоцирует проблемы с памятью. В этом смысле так называемые натуральные виды сахара, коричневый сахар или мед, ничем не лучше обычного белого. Так что старайтесь как можно жестче ограничивать потребление сахара в любом виде. А то станете «беспамятной сладкоежкой».

Шесть причин прочесть книгу

Наш мозг обладает феноменальными возможностями, и вы можете ими в полной мере воспользоваться — нужно только дать ему необходимые средства. И немного поддержать его работоспособность. Это легко.

Вы узнаете о распространенных заболеваниях мозга
Поймете, находитесь ли вы в группе риска (есть подробный тест)
Узнаете, как возраст, рацион и стресс влияет на работу мозга
А также — какие продукты разрушают мозг
Поймете, как контролировать уровень стресса (это не сложно)
Внутри — тесты и упражнения, которые помогут оценить и улучшить работу мозга.

Информация с сайта blog.mann-ivanov-ferber.ru

Ученые предложили новое объяснение процессов, лежащих в основе рабочей памяти

Сотрудники Центра нейроэкономики и когнитивных исследований ВШЭ построили численную модель рабочей памяти и показали стабилизирующую роль гамма-ритма, а также важность быстрого взаимодействия между компонентами модели. Полученные результаты могут стать частью теоретического базиса для экспериментов по улучшению функций рабочей памяти при помощи неинвазивной стимуляции мозга. Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Neural Circuits.

Память человека устроена сложным образом и позволяет мозгу хранить информацию разное количество времени в зависимости от того, насколько долго необходимо обращаться к воспоминаниям. Для того чтобы действовать на основании информации, которая недоступна прямо сейчас органам восприятия, мозг человека использует рабочую (кратковременную) память. Она необходима нам для того, чтобы рассуждать и размышлять, для осознания сложной информации, а также для принятия решений.

Мозг человека постоянно электрически активен. Нейроны — клетки головного мозга, которые обмениваются друг с другом информацией с помощью коротких электрических импульсов. Во время удержания информации в рабочей памяти нейроны префронтальной коры входят в активное состояние с повышенной частотой порождения импульсов. Считается, что, помимо активности отдельных нейронов, для рабочей памяти также важна коллективная ритмическая активность нейронных сетей мозга в различных частотных диапазонах.

Среди видов ритмической активности мозга, наблюдаемых при использовании рабочей памяти, особый интерес представляют импульсы в гамма-диапазоне. Гамма-ритмом называются электрические колебания в мозге человека с частотами от 30 до 170 герц. Гамма-активность указывает на «включение» сетей нейронов и совпадает с моментами повышения частоты порождения импульсов этими сетями. В период удержания информации в рабочей памяти, когда сам стимул уже отсутствует, но информация о нем необходима для последующего решения, наблюдается повышенная интенсивность гамма-колебаний по сравнению с фоновым состоянием, не требующим удержания информации.

Сегодня существует множество численных моделей рабочей памяти, в основе большинства из которых лежат нейронные сети с несколькими стабильными состояниями. В самом простом случае у системы существует два устойчивых состояния: фоновое — с низкой частотой возникновения импульсов, соответствующее отсутствию информации в рабочей памяти, и активное — с высокой частотой порождения импульсов, соответствующее удержанию информации. Переход от фонового состояния к активному происходит под действием короткого внешнего импульса. Именно в этот момент предъявляется стимул, который необходимо будет удерживать. Современные данные показывают, что активное состояние стабильно лишь в течение небольшого временного интервала (это явление называют метастабильностью).

В своей статье авторы рассмотрели модель рабочей памяти, содержащую набор популяций нейронов, связанных друг с другом возбуждающими связями. В момент предъявления стимула часть нейронных популяций префронтальной коры считывают сигнал и объединяются в единую сеть. Нейроны разряжаются случайным образом, поэтому каждый нейрон в связанной сети фактически получает на вход некое подобие шума, который складывается из сигналов от всех элементов. Ученые смоделировали такое взаимодействие в виде общего случайного сигнала, подаваемого на вход части популяций. Стабильность удержания стимула в рабочей памяти оценивалась как среднее время, за которое популяция возвращалась в фоновое состояние после предъявления стимула.

Авторы показали, что информация о стимуле удерживается более устойчиво, если популяции нейронов получают на вход одинаковый шумовой сигнал, а не разные независимые сигналы. Также было обнаружено, что подача на вход гамма-ритма обеспечивала стабилизацию рабочей памяти, и усиливала различие между двумя группами популяций. Это повышало «четкость» удерживаемой в памяти информации.

Сегодня теоретическое понимание значения ритмов мозга для рабочей памяти отстает от накопленного экспериментального материала. Опубликованное сотрудниками НИУ ВШЭ исследование вносит дополнительный вклад в развитие теории контроля процессов, лежащих в основе рабочей памяти.

«Наша работа продолжает серию теоретических исследований связи колебательных процессов с рабочей памятью и расширяет имеющееся понимание этой связи. Например, классические работы в данной области указывают на дестабилизирующую роль внешних сигналов и важность медленного взаимодействия между нейронами для поддержания рабочей памяти, — комментирует младший научный сотрудник Института когнитивных нейронаук Никита Новиков. — Напротив, в своей работе мы продемонстрировали стабилизирующую роль внешнего сигнала и важность обеспечивающего их быстрого взаимодействия. В целом, полученные результаты могут стать частью теоретического базиса для экспериментов по улучшению функций рабочей памяти при помощи неинвазивной периодической стимуляции мозга».

Проблемы с памятью и вниманием после ковида? 5 простых советов, чтобы восстановиться

От 18 до 21% перенесших коронавирус сталкиваются с нарушениями памяти, 16% — с плохой концентрацией внимания. Нарушения могут сохраняться в течение 6 недель и дольше. Такие цифры приводят ученые, изучавшие продолжительность стойких симптомов у переболевших1,2. В этой статье — 5 простых советов, как улучшить память и концентрацию внимания после ковида.


Вылечить коронавирус — это только полдела. Не менее важно справиться с его последствиями. Рассеянность, неспособность сосредоточиться, нарастающая забывчивость – все эти жалобы после ковида очень распространены.

Как коронавирус вызывает проблемы с памятью и вниманием

Почему возникают проблемы, затрагивающие интеллект, пока неизвестно. Ученые предполагают, что основной причиной, нарушающей нормальную работу мозга, являются тромбовоспаления. Они могут приводить к кислородному голоданию.

Коронавирус поражает практически все органы человека, в том числе и внутреннюю оболочку сосудов, вызывая ее повреждение и воспаление. Предполагается, что все это вызывает высвобождение активных веществ, повышающих свертывание крови и провоцирующих образование тромбов. Проще говоря, в транспортной системе нашего организма образуются пробки, из-за чего кровяным клеткам становится трудно передвигаться и доставлять живительный кислород. А поскольку самый крупный потребитель кислорода у нас мозг, то и страдает в первую очередь он.

При кислородном голодании обменные процессы в клетках мозга ухудшаются, мозговая ткань повреждается. Внешне это может проявляться как раз ухудшением памяти, расстройствами внимания, снижением интеллектуальных способностей. Хорошая новость: многие специалисты говорят об обратимости этих нарушений в большинстве случаев.

Рассказываем, что можно сделать, чтобы облегчить себе жизнь после ковида и помочь мозгу поскорее вернуться в нормальный рабочий режим.

Придерживаться четкого распорядка дня

В первую очередь поможет четкий распорядок дня. Его всегда нужно держать под рукой. Включите в него не только рабочие задачи, но и время на отдых, приемы пищи, пешие прогулки и сон. 


Полноценный отдых и общение помогут восстановиться быстрее, не отказывайте себе в них.

Делать дыхательную гимнастику и физические упражнения

Специалисты утверждают: в организме есть такой прекрасный процесс, как саногенез — самовосстановление. Чем можно ускорить этом процесс? Дыхательной гимнастикой и посильной физической нагрузкой, например, пешими прогулками или занятиями физкультурой на свежем воздухе.


Обувайтесь поудобнее и идите на прогулку. При ходьбе создаются достаточно большие волны давления для увеличения потока крови в мозг. Этот кровоток обеспечивает питание клеток мозга кислородом и глюкозой, что в свою очередь повышает настроение и улучшает память.

Разгружать память

Мозг может временно не справляться с потоком поступающей информации, поэтому лучше все записывать и, если нужно, делать конспекты.

Играть

Восстановлению привычных паттернов способствуют игры. Можно рисовать картинки, писать прописи, складывать паззлы. Большим потенциалом для восстановления работы мозга обладает игра в тетрис. Исследователи игры говорят о том, что она улучшает физическое состояние мозга и позволяет ему работать более эффективно, а также увеличивает емкость памяти.


К «эффекту тетриса» исследователи относят и положительное влияние игры на такие пространственные навыки, как восприятие предметов в пространстве, их мысленное вращение и пространственную визуализацию.  

Принимать современные натуральные препараты для поддержки ментального здоровья

Для тех, кто перенес коронавирус, имеет смысл поддержать работу мозга натуральными препаратами, улучшающими мозговое кровообращение и обменные процессы в нервной системе.

Для улучшения памяти, повышения концентрации внимания и интеллектуальных способностей можно принимать 100% натуральное3 лекарство Гинкоум от компании «Эвалар».

Гинкоум снижает тромбообразование, тем самым восстанавливает мозговое кровообращение, что помогает не только улучшить память, внимание, но и повысить умственную активность и скорость мышления. 

Клинически доказано, Гинкоум:

  • снижает вязкость крови и улучшает ее текучесть, тем самым препятствуя образованию тромбов — основной причины плохой памяти и даже инсультов; 

  • защищает стенки сосудов от повреждений, нормализует тонус артерий и вен;

  • защищает мозг от действия свободных радикалов.

1 Хэлпин С. Дж., Макивор С., Уайатт Г. и др. Симптомы после выписки и потребности в реабилитации у выживших после инфекции COVID-19: перекрестная оценка. J Мед Вирол 2020.
 2 Дель Брутто О, Ву С, Мера А, Рекальде и др. Снижение когнитивных функций у лиц с легкой симптоматической инфекцией SARSCoV2 в анамнезе: продольное проспективное исследование, посвященное когорте населения. Eur J Нейрол 2021.
3 Определение натуральности дается по действующим компонентам.

Где в мозгу хранятся воспоминания? — Институт мозга Квинсленда

Воспоминания не хранятся только в одной части мозга. Различные типы хранятся в разных, взаимосвязанных областях мозга. Для явных воспоминаний — которые относятся к событиям, которые произошли с вами (эпизодические), а также к общим фактам и информации (семантические) — существуют три важные области мозга: гиппокамп, неокортекс и миндалевидное тело. Имплицитные воспоминания , такие как моторные воспоминания, зависят от базальных ганглиев и мозжечка.Кратковременная рабочая память больше всего зависит от префронтальной коры.

Части мозга, участвующие в памяти (иллюстрация Левента Эфе)

Явная память

В эксплицитной памяти задействованы три области мозга: гиппокамп, неокортекс и миндалевидное тело.

Гиппокамп

В гиппокампе, расположенном в височной доле мозга, формируются и индексируются эпизодические воспоминания для последующего доступа. Эпизодические воспоминания — это автобиографические воспоминания о конкретных событиях нашей жизни, например о кофе, который мы пили с другом на прошлой неделе.

Откуда мы это знаем? В 1953 году пациенту по имени Генри Молисон хирургическим путем удалили гиппокамп во время операции в США по лечению эпилепсии. Его эпилепсия была вылечена, и Молезон прожил еще 55 здоровых лет. Однако после операции он смог сформировать только эпизодические воспоминания, которые длились считанные минуты; он был совершенно неспособен постоянно хранить новую информацию. В результате память Молисона в основном ограничивалась событиями, произошедшими за годы до операции, в далеком прошлом.Однако он все еще мог улучшать свои результаты при выполнении различных двигательных задач, хотя он не помнил, чтобы когда-либо сталкивался с ними или практиковал их. Это указывало на то, что, хотя гиппокамп имеет решающее значение для запоминания воспоминаний, он не является местом постоянного хранения памяти и не нужен для моторных воспоминаний.

Исследование Генри Молисона было революционным, потому что оно показало, что существует множество типов памяти. Теперь мы знаем, что неявное моторное обучение происходит не в гиппокампе, а в других областях мозга — базальных ганглиях и мозжечке.

Неокортекс

Неокортекс — самая крупная часть коры головного мозга, слой нервной ткани, образующий внешнюю поверхность мозга, отличающийся у высших млекопитающих своим морщинистым внешним видом. У людей неокортекс участвует в более высоких функциях, таких как сенсорное восприятие, генерация двигательных команд, пространственное мышление и язык. Со временем информация из определенных воспоминаний, которые временно хранятся в гиппокампе, может быть передана в неокортекс как общие знания — например, знание того, что кофе дает тонизирующее действие.Исследователи считают, что этот переход от гиппокампа к неокортексу происходит во время сна.

Амигдала

Миндалевидное тело, миндалевидная структура в височной доле мозга, придает эмоциональное значение воспоминаниям. Это особенно важно, потому что сильные эмоциональные воспоминания (например, связанные со стыдом, радостью, любовью или горем) трудно забыть. Постоянство этих воспоминаний предполагает, что взаимодействие между миндалевидным телом, гиппокампом и неокортексом имеет решающее значение для определения «стабильности» памяти, то есть того, насколько эффективно она сохраняется с течением времени.

Есть еще один аспект участия миндалевидного тела в памяти. Миндалевидное тело не просто изменяет силу и эмоциональное содержание воспоминаний; он также играет ключевую роль в формировании новых воспоминаний, конкретно связанных со страхом. Страшные воспоминания могут формироваться уже после нескольких повторений. Это делает «обучение страхом» популярным способом исследования механизмов формирования, консолидации и припоминания памяти. Понимание того, как миндалевидное тело обрабатывает страх, важно из-за его связи с посттравматическим стрессовым расстройством (ПТСР), от которого страдают многие наши ветераны, а также полицейские, парамедики и другие лица, пережившие травму.Тревога в учебных ситуациях также, вероятно, связана с миндалевидным телом и может привести к избеганию особенно сложных или стрессовых задач.

Исследователи

QBI, в том числе профессор Панкадж Сах и доктор Тимоти Бреди, считают, что понимание того, как воспоминания о страхе формируются в миндалевидном теле, может помочь в лечении таких состояний, как посттравматическое стрессовое расстройство.

Неявная память

В имплицитной памяти участвуют две области мозга: базальные ганглии и мозжечок.

Базальные ганглии

Базальные ганглии представляют собой структуры, расположенные глубоко внутри мозга и участвующие в широком спектре процессов, таких как эмоции, обработка вознаграждения, формирование привычек, движение и обучение. Они особенно вовлечены в координацию последовательностей двигательной активности, что необходимо при игре на музыкальном инструменте, танцах или игре в баскетбол. Базальные ганглии — это области, наиболее пораженные болезнью Паркинсона. Это проявляется в нарушении движений у пациентов с болезнью Паркинсона.

Мозжечок

Мозжечок, отдельная структура, расположенная в задней части основания мозга, играет наиболее важную роль в управлении мелкой моторикой, которая позволяет нам пользоваться палочками для еды или чуть мягче нажимать клавиши пианино. Хорошо изученным примером двигательного обучения мозжечка является вестибуло-окулярный рефлекс, который позволяет нам удерживать взгляд на определенном месте, когда мы поворачиваем голову.

Рабочая память

Префронтальная кора

Префронтальная кора (ПФК) — это часть неокортекса, расположенная в самой передней части мозга.Это самое последнее дополнение к мозгу млекопитающих, и оно участвует во многих сложных когнитивных функциях. Исследования нейровизуализации человека с использованием аппаратов магнитно-резонансной томографии (МРТ) показывают, что, когда люди выполняют задачи, требующие хранения информации в их кратковременной памяти, например определение местоположения вспышки света, префронтальная кора становится активной. Также, по-видимому, существует функциональное разделение между левой и правой сторонами префронтальной коры: левая более активна в вербальной рабочей памяти, тогда как правая более активна в пространственной рабочей памяти, например, в запоминании того, где произошла вспышка света.

 

Почему вы не помните, когда были ребенком — Квинслендский институт мозга

Вы когда-нибудь задумывались, почему вы не помните, что были ребенком? Или почему вы легко можете вспомнить все слова песни, которую выучили в подростковом возрасте, даже если это было 20 (или более) лет назад?

Ответы на эти вопросы могут заключаться в том, как развивается наша система памяти по мере того, как мы превращаемся из младенца в подростка и во взрослую жизнь. Наш мозг не полностью развит, когда мы рождаемся — он продолжает расти и изменяться в этот важный период нашей жизни.И по мере того, как развивается наш мозг, развивается и наша память. Давайте побродим по переулку памяти и посмотрим.

Воспоминания: от рождения до юности

Можете ли вы вспомнить свой первый день рождения? Ваш второй? Взрослые редко помнят события, произошедшие с ними до трехлетнего возраста, и имеют отрывочные воспоминания, когда дело доходит до событий, произошедших с ними в возрасте от трех до семи лет. Это явление известно как «детская амнезия».

Так почему же так трудно вспомнить, что ты был младенцем или малышом? Просто потому, что наши первые, третьи и даже седьмые дни рождения произошли давным-давно, и наши воспоминания естественным образом стерлись? Не обязательно.На самом деле у 40-летнего взрослого человека обычно очень сильные воспоминания о подростковом возрасте (подробнее об этом позже), который для него случился более 20 лет назад. С другой стороны, 15-летний вряд ли вспомнит что-то, что произошло, когда им было два года, даже если это произошло всего 13 лет назад.

Что помнят младенцы?

Раньше считалось, что причина, по которой мы мало что помним из своего раннего детства, заключается в том, что, будучи маленькими детьми, мы просто не способны сохранять устойчивые воспоминания о событиях.Вы не можете получить доступ к памяти, по логике, если ее нет!

Но оказывается, что младенцы и маленькие дети могут формировать воспоминания. Сюда входят как неявные воспоминания (такие как процедурные воспоминания, которые позволяют нам выполнять задачи, не думая о них), так и явные воспоминания (например, когда мы сознательно помним событие, которое с нами произошло).

Однако наша способность запоминать вещи в течение длительного периода времени постепенно улучшается в детстве.В экспериментах, в которых маленьких детей учили имитировать действие, например, шестимесячные дети могли помнить, что делать, в течение 24 (но не 48) часов, а девятимесячные могли помнить, что делать, в течение одного месяца (но не три месяца) спустя. К 20 месяцам младенцы все еще могут помнить, как выполнять задание, которое им показывали годом раньше.

Интересно, что недавние исследования на крысах показали, что, несмотря на очевидную потерю ранних эпизодических воспоминаний, скрытый след воспоминаний о раннем опыте сохраняется в течение длительного периода времени и может быть вызван более поздним напоминанием.Это может объяснить, почему ранняя травма может влиять на поведение взрослых и повышать риск психических расстройств в будущем.

Наш меняющийся мозг

Нейробиологи, изучающие память животных (таких как крысы и обезьяны), обнаружили, что младенческой амнезией страдают не только люди. Кажется, это свойственно животным, чей мозг, как и наш, продолжает развиваться после рождения.

При рождении мозг человеческого младенца составляет лишь четверть его взрослого размера. К двум годам он будет составлять три четверти размера мозга взрослого человека.Это изменение размера коррелирует с ростом нейронов, а также тестированием и сокращением связей (подробнее об этом позже). Так что же значит для нашей памяти тот факт, что наш мозг все еще развивается в младенчестве и раннем детстве?

Давайте посмотрим на гиппокамп — ту часть мозга, которая особенно важна для формирования эпизодических воспоминаний (воспоминаний о событиях, которые с нами происходили). Хотя многие части мозга продолжают развиваться и изменяться после нашего рождения, это одна из немногих областей, которая продолжает производить новые нейроны во взрослом возрасте.Когда мы маленькие, например, часть гиппокампа, называемая зубчатой ​​извилиной, находится в состоянии перегрузки, производя нейроны с большой скоростью. Эти новые нейроны затем интегрируются в цепи гиппокампа. Хотя производство новых нейронов продолжается во взрослом возрасте, скорость активности замедляется.

Ученые считают, что такая высокая скорость образования нейронов в детстве может способствовать более высокой скорости забывания, когда мы молоды. Как? Формируя новые связи с цепями памяти, массы новых нейронов могут разрушать существующие сети уже сформированных воспоминаний .

Память в подростковом возрасте

Хотя раннее детство уже давно признано важным периодом для развития мозга, раньше считалось, что все закончилось задолго до того, как мы достигли половой зрелости. Но теперь известно, что наш мозг продолжает развиваться и изменяться в период полового созревания и подросткового возраста. В частности, в это время в нашей префронтальной коре, которая важна для исполнительных функций, таких как контроль над нашим поведением, происходят важные изменения. И поскольку эти области нашего мозга продолжают изменяться и развиваться, то же самое происходит и с нашей памятью.

Удар воспоминаний

Слова банальной песни о любви, движения в Макарене, даже скучные, повседневные вещи — если это было частью нашего отрочества, мы, скорее всего, вспомним это 20, 30 или даже 40 лет спустя. Ряд исследований показал, что у взрослых старше 30 лет больше воспоминаний о подростковом и раннем взрослом возрасте, чем о любом другом периоде их жизни, до или после — явление, известное как «бугор воспоминаний».

Считается, что это потому, что, когда мы формируем новый образ себя, мы кодируем надежные и длительные воспоминания, которые имеют отношение к этому я.Другими словами, мы, скорее всего, предпочитаем воспоминания, которые укрепляют наши представления о том, кто мы есть. Поскольку подростковый возраст — это ключевой период для появления стабильного и стойкого «я», это также период, который мы чаще всего запоминаем.

Больше миелина в подростковом возрасте

Вы, наверное, слышали о «сером веществе». Серое вещество, часто используемое как своего рода сокращение для клеток мозга, в основном состоит из плотно расположенных нейронов.

Но загляните под этот «почвенный слой» мозга, и вы обнаружите, занимая почти половину его, массу коммуникационных кабелей (аксонов), которые соединяют нейроны в разных частях мозга.Это белое вещество. Кабели покрыты жирным веществом, называемым миелином, которое придает им белый цвет, который появляется на МРТ. Миелин действует как изоляция вокруг аксонов, позволяя сообщениям (в виде электрических сигналов) быстрее передаваться между областями мозга. Чем больше миелина, тем быстрее будут передаваться сообщения.

Благодаря технологии МРТ ученые смогли наблюдать, что происходит с миелином в нашем мозгу в детстве и подростковом возрасте. Они обнаружили, что в то время как сенсорные и моторные области мозга становятся полностью миелинизированными (покрытыми миелином) в первые несколько лет жизни, миелинизация в нашей лобной коре продолжается и в подростковом возрасте.

Синаптический рост и обрезка в период полового созревания

В первые несколько месяцев жизни наш мозг занят созданием огромного количества синапсов (связей между нейронами), пока в конечном итоге их не станет намного больше, чем у взрослых. В течение следующих нескольких лет эти связи постепенно обрываются. В зависимости от нашего опыта одни связи укрепляются, а другие исчезают, пока, в конце концов, плотность наших синапсов не достигнет уровня взрослых.

Но в нашей префронтальной коре кажется, что это происходит во второй раз.Когда мы достигаем половой зрелости, что соответствует бурному периоду роста и обучения в остальном теле, в мозгу возникает еще одна волна синаптической пролиферации. Затем, когда мы продвигаемся по подростковому возрасту, эти связи снова укорачиваются и реорганизуются. Это сокращение делает существующие связи более эффективными, поэтому оно необходимо для когнитивных процессов, таких как память.

Поскольку наша лобная и префронтальная кора продолжает развиваться таким образом в период полового созревания и подросткового возраста, мы можем ожидать соответствующего улучшения управляющих функций, связанных с памятью, которая связана с этими лобными областями нашего мозга.И действительно, это было так: эксперименты показали, что наша производительность при выполнении сложных задач на рабочую память продолжает улучшаться в подростковом возрасте, как и наша проспективная память (наша способность помнить о том, что нужно делать в будущем).

Вехи памяти от рождения до взрослой жизни

Рождение – 1
  • способность запоминать события на короткие промежутки времени (продолжительность времени постепенно увеличивается)
1 – 2
  • способность запоминать события все дольше и дольше
2 – 3 года
  • декларативная память (память на факты и события) улучшается
4 – 7 лет
  • проспективная память (воспоминание о том, что нужно делать в будущем) начинает проявляться
8 – 10 лет
  • улучшенное запоминание фактов
  • улучшено запоминание пространственных отношений
10 – 12 лет
  • долговременная память улучшает
  • повышение способности сознательно подавлять воспоминания
13 – 21 год
  • перспективная память улучшается
  • рабочая память улучшает

 

Авторы

Д-р Кеори Икеда, специалист по научной политике, Австралийский мозговой альянс
Хейли Тисдейл, аспирант, Канберрский университет

 

Статья перепечатана с разрешения www.nova.org.au.

Как наш мозг создает воспоминания | Наука

Воспоминания хранятся в области мозга, называемой гиппокампом, которая показана красным цветом на этой компьютерной иллюстрации. Фото Исследователи, Inc.

Сидя солнечным утром в уличном кафе в Монреале, Карим Надер вспоминает день восемь лет назад, когда два самолета врезались в башни-близнецы Всемирного торгового центра. Он закуривает сигарету и машет руками в воздухе, чтобы зарисовать сцену.

На момент нападения Надер был исследователем с докторской степенью в Нью-Йоркском университете. Собираясь на работу, он включил радио и услышал, как утренние шутки диск-жокеев переходят в панику, рассказывая о событиях, разворачивающихся в Нижнем Манхэттене. Надер побежал на крышу своего многоквартирного дома, откуда открывался вид на башни менее чем в двух милях от него. Он стоял там, ошеломленный, пока они горели и падали, думая про себя: «Ни за что, чувак. Это неправильный фильм».

В последующие дни, вспоминает Надер, он проходил через станции метро, ​​стены которых были покрыты записками и фотографиями, оставленными людьми, отчаянно ищущими пропавших близких.«Это было все равно что идти вверх по течению в реке печали», — говорит он.

Как и у миллионов людей, у Надера есть яркие и эмоциональные воспоминания о нападениях 11 сентября 2001 года и их последствиях. Но как специалист по памяти и, в частности, по податливости памяти, он знает лучше, чем полностью доверять своим воспоминаниям.

У большинства людей есть так называемые вспышки воспоминаний о том, где они были и что делали, когда произошло что-то важное: убийство президента Джона Ф.Кеннеди, скажем, или взрыв космического корабля «Челленджер». (К сожалению, ошеломляюще ужасные новости, кажется, появляются неожиданно чаще, чем ошеломляюще хорошие новости.) Но какими бы четкими и подробными ни казались эти воспоминания, психологи находят их на удивление неточными.

Надер, ныне нейробиолог из Университета Макгилла в Монреале, говорит, что память об атаке на Всемирный торговый центр сыграла с ним злую шутку. Он вспомнил, как 11 сентября видел по телевидению кадры, на которых первый самолет врезался в северную башню Всемирного торгового центра.Но он был удивлен, узнав, что такие кадры впервые вышли в эфир на следующий день. Очевидно, он был не одинок: исследование 569 студентов колледжей, проведенное в 2003 году, показало, что 73% разделяют это заблуждение.

Надер считает, что у него есть объяснение таким причудам памяти. Его идеи нетрадиционны для нейронауки, и они заставили исследователей пересмотреть некоторые из их самых основных предположений о том, как работает память. Короче говоря, Надер считает, что сам акт воспоминания может изменить наши воспоминания.

Большая часть его исследований посвящена крысам, но он говорит, что те же основные принципы применимы и к человеческой памяти. На самом деле, говорит он, человеку или любому другому животному может оказаться невозможным вызвать воспоминание в уме, не изменив его каким-либо образом. Надер считает, что некоторые типы памяти, такие как память вспышек, более подвержены изменениям, чем другие. Он говорит, что воспоминания, связанные с таким крупным событием, как 11 сентября, могут быть особенно уязвимыми, потому что мы склонны прокручивать их снова и снова в уме и в разговорах с другими, причем каждое повторение может изменить их.

Для тех из нас, кто дорожит своими воспоминаниями и любит думать, что они являются точным свидетельством нашей истории, мысль о том, что память в основе своей податлива, более чем тревожит. Не все исследователи считают, что Надер доказал, что сам процесс запоминания может изменять воспоминания. Но если он прав, это может быть не так уж и плохо. Возможно, даже удастся найти хорошее применение этому явлению, чтобы уменьшить страдания людей с посттравматическим стрессовым расстройством, которые страдают от повторяющихся воспоминаний о событиях, которые они хотели бы оставить в прошлом.

Надер родился в Каире, Египет. Его коптская христианская семья столкнулась с преследованиями со стороны арабских националистов и бежала в Канаду в 1970 году, когда ему было 4 года. Многие родственники также совершили поездку, так много, что подруга Надера дразнит его «саундтреком из тысячи поцелуев» на больших семейных собраниях, когда люди обмениваются обычными приветствиями.

Он учился в колледже и аспирантуре Университета Торонто, а в 1996 году присоединился к лаборатории Нью-Йоркского университета под руководством Джозефа Леду, выдающегося нейробиолога, изучающего влияние эмоций на память.«Одна из вещей, которые меня действительно поразили в науке, это то, что это система, которую вы можете использовать для проверки своих собственных представлений о том, как все работает», — говорит Надер. Даже самые заветные идеи в данной области могут быть подвергнуты сомнению.

Ученым давно известно, что запись воспоминаний требует настройки связей между нейронами. Каждое воспоминание настраивает какое-то крошечное подмножество нейронов в мозгу (всего в человеческом мозгу 100 миллиардов нейронов), меняя способ их общения. Нейроны посылают сообщения друг другу через узкие промежутки, называемые синапсами.Синапс похож на оживленный порт, полный механизмов для отправки и получения груза — нейротрансмиттеров, специальных химических веществ, которые передают сигналы между нейронами. Весь транспортный механизм построен из белков, основных строительных блоков клеток.

Одним из ученых, который сделал больше всего для понимания того, как работает память в микроскопическом масштабе, является Эрик Кандел, нейробиолог из Колумбийского университета в Нью-Йорке. За пять десятилетий исследований Кандел показал, как кратковременные воспоминания — те, что длятся несколько минут, — связаны с относительно быстрыми и простыми химическими изменениями в синапсе, которые делают его работу более эффективной.Кандел, получивший долю Нобелевской премии по физиологии и медицине 2000 года, обнаружил, что для создания памяти, которая длится часы, дни или годы, нейроны должны производить новые белки и, так сказать, расширять доки, чтобы заставить нейротрансмиттер-трафик работать. более эффективно. Долгосрочные воспоминания должны быть буквально встроены в синапсы мозга. Кандел и другие нейробиологи обычно полагали, что после того, как воспоминание сконструировано, оно становится стабильным и не может быть легко отменено. Или, как они выразились, память «консолидирована».

Согласно этой точке зрения, система памяти мозга работает как ручка и блокнот. На короткое время, прежде чем чернила высохнут, можно размазать написанное. Но после консолидации памяти она мало меняется. Конечно, с годами воспоминания могут тускнеть, как старое письмо (или даже сгорать, если поражает болезнь Альцгеймера), но в обычных обстоятельствах содержание воспоминаний остается неизменным, независимо от того, сколько раз его доставали и читали. Надер оспорит эту идею.

В тот момент, который оказался определяющим в его ранней карьере, Надер посетил лекцию, которую Кандел читал в Нью-Йоркском университете, о том, как записываются воспоминания. Надеру стало интересно, что происходит, когда воспоминание вызывается. Работа с грызунами, начатая еще в 1960-х годах, не согласовывалась с теорией консолидации. Исследователи обнаружили, что память может быть ослаблена, если давать животному электрический ток или лекарство, влияющее на определенный нейротрансмиттер, сразу после того, как они побудили животное вспомнить память.Это предполагало, что воспоминания уязвимы для разрушения даже после того, как они были объединены.

Если думать об этом с другой стороны, в работе предполагалось, что хранение старых воспоминаний для долговременного хранения после того, как они были вызваны, удивительно похоже на их создание в первый раз. Как создание новой памяти, так и избавление от старой, по-видимому, связано с созданием белков в синапсе. Исследователи назвали этот процесс «реконсолидацией». Но другим, в том числе некоторым известным экспертам по памяти, было трудно воспроизвести эти результаты в своих собственных лабораториях, поэтому эта идея не была реализована.

Надер решил пересмотреть концепцию с помощью эксперимента. Зимой 1999 года он научил четырех крыс, что пронзительный звуковой сигнал предшествует легкому удару электрическим током. Это было легко — грызуны усваивают такие пары после того, как столкнулись с ними всего один раз. После этого крыса замирает на месте, когда слышит сигнал. Затем Надер подождал 24 часа, воспроизвел тон, чтобы реактивировать память, и ввел в мозг крысы лекарство, которое не дает нейронам производить новые белки.

Если воспоминания закрепляются только один раз, когда они впервые создаются, рассуждал он, препарат не повлияет на память крысы о звуке или на то, как она будет реагировать на звук в будущем.Но если воспоминания должны хотя бы частично восстанавливаться каждый раз, когда они вызываются — вплоть до синтеза свежих нейронных белков, — крысы, которым вводили препарат, могли бы позже реагировать так, как будто они никогда не научились бояться тона и будут его игнорировать. Если это так, то исследование противоречило бы стандартной концепции памяти. Он признает, что это был долгий путь.

«Не тратьте время зря, это никогда не сработает», — сказал ему Леду.

Сработало.

Когда Надер позже тестировал крыс, они не замерли, услышав тон: они как будто совсем забыли об этом.Надер, который выглядит немного дьявольски в своей серьге и заостренных бакенбардах, все еще испытывает головокружение, рассказывая об эксперименте. С широко распахнутыми от волнения глазами он хлопает по столу в кафе. «Это безумие, да? Я зашел в офис Джо и сказал: «Я знаю, что там всего четыре животных, но это очень обнадеживает!»

После первоначальных выводов Надера некоторые нейробиологи высмеивали его работу в журнальных статьях и холодно относились к нему на научных встречах. Но данные вызвали более гармоничный отклик у некоторых психологов.В конце концов, их эксперименты уже давно предполагали, что память может быть легко искажена, даже если люди этого не осознают.

В классическом исследовании 1978 года под руководством Элизабет Лофтус, психолога из Вашингтонского университета, исследователи показали студентам колледжа серию цветных фотографий, изображающих аварию, в которой красный автомобиль Datsun сбивает пешехода на пешеходном переходе. Студенты ответили на различные вопросы, некоторые из которых были намеренно введены в заблуждение. Например, несмотря на то, что на фотографиях был изображен Datsun на знаке «стоп», исследователи спросили некоторых студентов: «Проезжала ли другая машина мимо красного Datsun, когда он остановился у знака «уступи дорогу»?»

Позже исследователи спросили всех студентов, что они видели — знак «стоп» или «уступи дорогу»? Студенты, которым задали вводящий в заблуждение вопрос, с большей вероятностью дали неправильный ответ, чем другие студенты.

По мнению Надера и его коллег, эксперимент подтверждает идею о том, что память переформируется в процессе ее вызова. «С нашей точки зрения, это очень похоже на реконсолидацию памяти», — говорит Оливер Хардт, научный сотрудник лаборатории Надера.

Хардт и Надер говорят, что нечто подобное может произойти и с памятью-вспышкой. Люди, как правило, хорошо помнят основные факты важного события — например, что в ходе терактов 11 сентября было угнано в общей сложности четыре самолета, — но часто неправильно помнят личные подробности, например, где они были и что делали в то время. .Хардт говорит, что это может быть связано с тем, что это два разных типа воспоминаний, которые реактивируются в разных ситуациях. Телевидение и другие средства массовой информации подкрепляют основные факты. Но при воспроизведении этого опыта другим людям могут возникнуть искажения. «Когда вы пересказываете это, память становится пластичной, и все, что присутствует вокруг вас в окружающей среде, может мешать первоначальному содержанию памяти», — говорит Хардт. В дни после 11 сентября, например, люди, вероятно, неоднократно пересказывали свои личные истории («где вы были, когда услышали новости?») в разговорах с друзьями и семьей, возможно, позволяя деталям историй других людей смешиваться со своими собственными. .

После первоначального эксперимента Надера десятки исследований с крысами, червями, цыплятами, медоносными пчелами и студентами колледжей показали, что даже давние воспоминания могут быть нарушены при воспроизведении. Цель Надера состоит в том, чтобы связать исследования на животных и те сведения, которые они дают о суетливых молекулярных механизмах синапсов, с повседневным человеческим опытом запоминания.

Некоторые эксперты считают, что он забегает вперед, особенно когда связывает человеческую память с данными, полученными на крысах и других животных.«Он немного преувеличивает», — говорит Кандел.

Дэниел Шактер, психолог из Гарвардского университета, изучающий память, согласен с Надером в том, что искажения могут возникать, когда люди реактивируют воспоминания. Вопрос в том, является ли реконсолидация, которую, по его мнению, убедительно продемонстрировал Надер в экспериментах на крысах, является причиной искажений. «Прямых доказательств того, что эти две вещи связаны, пока нет», — говорит Шактер. «Это интригующая возможность, за которой людям теперь придется следить.

В нескольких милях от его офиса в Монреале, в Институте Университета психического здоровья Дугласа, проводится реальная проверка теории Надера о реконсолидации памяти. Ален Брюне, психолог, проводит клиническое исследование с участием людей с посттравматическим стрессовым расстройством (ПТСР). Есть надежда, что опекуны смогут ослабить цепляющие воспоминания, которые преследуют пациентов днем ​​и вторгаются в их сны ночью.

Брюнет знает, насколько сильными могут быть травмирующие воспоминания.В 1989 году, когда он учился на степень магистра психологии в Монреальском университете, мужчина, вооруженный полуавтоматической винтовкой, вошел в инженерный класс кампуса, отделил мужчин от женщин и застрелил женщин. Боевик продолжил бойню в других классах и коридорах Политехнической школы университета, застрелив 27 человек и убив 14 женщин, прежде чем покончить с собой. Это была худшая массовая стрельба в Канаде.

Брюнет, находившийся в тот день на другом конце кампуса, говорит: «Для меня это был очень важный опыт.Он говорит, что был удивлен, обнаружив, как мало в то время было известно о психологическом воздействии таких событий и о том, как помочь людям, пережившим их. Он решил изучить травматический стресс и способы его лечения.

Даже сейчас, говорит Брюне, лекарства и психотерапия, обычно используемые для лечения посттравматического стрессового расстройства, не обеспечивают длительного облегчения для многих пациентов. «Есть еще много возможностей для открытия более эффективных методов лечения», — говорит он.

В первом исследовании Брюнета пациенты с посттравматическим стрессовым расстройством принимали лекарство, предназначенное для предотвращения реконсолидации пугающих воспоминаний.Препарат пропранолол уже давно используется для лечения высокого кровяного давления, и некоторые артисты принимают его для борьбы со страхом сцены. Препарат ингибирует нейротрансмиттер, называемый норэпинефрином. Одним из возможных побочных эффектов препарата является потеря памяти. (В исследовании, похожем на первоначальный эксперимент Надера с крысами, исследователи из лаборатории Леду обнаружили, что препарат может ослабить страшные воспоминания о высоком тоне.)

Пациенты в исследовании Брюне, опубликованном в 2008 году, примерно десять лет назад пережили травматическое событие, такое как автомобильная авария, нападение или сексуальное насилие.Они начали сеанс терапии, сидя в одиночестве в неприметной комнате с потертым креслом и телевизором. Девять пациентов приняли таблетку пропранолола и в течение часа читали или смотрели телевизор, пока препарат не подействовал. Десяти дали таблетку плацебо.

Брюне вошел в комнату и поговорил с пациентом, прежде чем сказать пациенту, что у него есть просьба: он хотел, чтобы пациент прочитал сценарий, основанный на предыдущих интервью с человеком, описывающий его или ее травматический опыт. Пациенты, все добровольцы, знали, что чтение будет частью эксперимента.«С некоторыми все в порядке, некоторые начинают плакать, некоторым нужно сделать перерыв», — говорит Брюне.

Неделю спустя пациенты с посттравматическим стрессовым расстройством слушали сценарий, на этот раз без приема препарата или плацебо. По сравнению с пациентами, принимавшими плацебо, те, кто принимал пропранолол неделей ранее, теперь были спокойнее; у них был меньший всплеск частоты сердечных сокращений, и они меньше потели.

Brunet только что завершил более масштабное исследование, в котором приняли участие почти 70 пациентов с посттравматическим стрессовым расстройством. Те, кто принимал пропранолол один раз в неделю в течение шести недель, читая сценарий своего травматического события, показали в среднем 50-процентное снижение стандартных симптомов посттравматического стрессового расстройства.У них было меньше ночных кошмаров и воспоминаний в повседневной жизни спустя долгое время после того, как действие препарата прошло. Лечение не стерло память пациентов о том, что с ними произошло; скорее, это, кажется, изменило качество той памяти. «Неделю за неделей эмоциональный тон памяти кажется все слабее», — говорит Брюне. «Они начинают меньше заботиться об этой памяти».

Надер говорит, что травматические воспоминания пациентов с посттравматическим стрессовым расстройством могут храниться в мозге почти так же, как воспоминания о тоне, предсказывающем шок, хранятся в мозгу крысы.В обоих случаях вызов памяти открывает ее для манипуляций. Надер говорит, что его воодушевила работа с пациентами с посттравматическим стрессовым расстройством. «Если есть шанс помочь людям, мы должны попробовать», — говорит он.

Среди множества вопросов, которые сейчас решает Надер, возникает вопрос о том, становятся ли уязвимыми все воспоминания при вызове или только определенные воспоминания при определенных обстоятельствах.

Конечно, есть еще больший вопрос: почему воспоминания так ненадежны? В конце концов, если бы они были менее подвержены изменениям, мы бы не страдали от смущения из-за неправильного запоминания деталей важного разговора или первого свидания.

Опять же, редактирование может быть еще одним способом учиться на собственном опыте. Если бы приятные воспоминания о ранней любви не были смягчены знанием катастрофического разрыва или если бы воспоминания о трудных временах не были компенсированы знанием того, что в конце концов все наладилось, мы могли бы не пожинать плоды этих с трудом заработанных жизненные уроки. Возможно, будет лучше, если мы сможем переписывать наши воспоминания каждый раз, когда вспоминаем их. Надер предполагает, что реконсолидация может быть механизмом мозга для переделки старых воспоминаний в свете всего, что произошло с тех пор.Другими словами, это может быть то, что удерживает нас от жизни в прошлом.

Грег Миллер пишет о биологии, поведении и неврологии для журнала Science . Он живет в Сан-Франциско. Жиль Мингассон — фотограф из Лос-Анджелеса.

Карим Надер, нейробиолог из Университета Макгилла в Монреале, бросил вызов ортодоксальным представлениям о природе воспоминаний.Жиль Мингассон Воспоминания хранятся в области мозга, называемой гиппокампом, которая показана красным цветом на этой компьютерной иллюстрации. Фото Исследователи, Inc. Микроскопические нервные клетки (окрашены зеленым) соединены в плотные сети, которые кодируют информацию.Фото Исследователи, Inc. Исследователи часто изучают «воспоминания-вспышки», наши, казалось бы, фотографические мысленные образы поразительных событий, таких как взрыв космического корабля «Челленджер» в 1986 году. Изображения точки доступа У большинства людей есть так называемые «вспышки воспоминаний» о том, где они были и что делали, когда произошло что-то важное, например, убийство президента Джона Ф.Кеннеди. Но какими бы четкими и подробными ни казались эти воспоминания, психологи находят их на удивление неточными. Изображения точки доступа Память о нападении на Всемирный торговый центр сыграла с Надером несколько шуток. Он вспомнил, как 11 сентября видел по телевидению кадры, на которых первый самолет врезался в северную башню Всемирного торгового центра.Но он был удивлен, узнав, что кадры впервые вышли в эфир на следующий день. Изображения точки доступа Воспоминания изменяют то, как нервы обмениваются сигналами в точках контакта, называемых синапсами. На этом изображении, увеличенном в тысячи раз, нервное волокно, показанное фиолетовым цветом, встречается с телом желтой клетки. Фото Исследователи, Inc.Память удивительно податлива, говорит Элизабет Лофтус, психолог из Калифорнийского университета в Ирвине. Жиль Мингассон В ходе классического эксперимента Лофтус обнаружил, что люди, увидевшие фотографии инсценированной автокатастрофы, могут неправильно вспомнить важные детали.Элизабет Лофтус Людей, которые видели машину на знаке «стоп», позже обманывали, заставляя думать, что они видели знак «уступи дорогу». Элизабет Лофтус Исследования психолога Алена Брюне показывают признаки помощи людям с посттравматическим стрессовым расстройством.Жиль Мингассон Пациенты, которые вспоминали о своей травме после приема препарата, нарушающего формирование памяти, чувствовали меньше беспокойства, когда позже им напоминали об этом событии. Помощник Брюне Елена Саймон демонстрирует. Жиль Мингассон Мозг Здоровье Инновации мысли

Рекомендуемые видео

Забытая часть памяти

Воспоминания делают нас теми, кто мы есть.Они формируют наше понимание мира и помогают нам предсказывать, что грядет. Уже более века исследователи работают над тем, чтобы понять, как формируются воспоминания, а затем фиксируются для воспроизведения в последующие дни, недели или даже годы. Но эти ученые, возможно, рассматривали только половину картины. Чтобы понять, как мы помним, мы должны также понять, как и почему мы забываем.

Примерно десять лет назад большинство исследователей считали, что забывание — это пассивный процесс, при котором неиспользованные воспоминания со временем распадаются, как фотография, оставленная на солнце.Но затем несколько исследователей, изучавших память, начали натыкаться на результаты, которые, казалось, противоречили этому постулату, существовавшему десятилетиями. Они начали выдвигать радикальную идею о том, что мозг создан для того, чтобы забывать.

Растущий объем работ, созданных за последнее десятилетие, предполагает, что потеря воспоминаний не является пассивным процессом. Скорее забывание кажется активным механизмом, который постоянно работает в мозгу. У некоторых — возможно, даже у всех — животных стандартное состояние мозга — не помнить, а забывать.И лучшее понимание этого состояния может привести к прорыву в лечении таких состояний, как тревога, посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР) и даже болезнь Альцгеймера.

«Что такое память без забвения?» — спрашивает Оливер Хардт, когнитивный психолог, изучающий нейробиологию памяти в Университете Макгилла в Монреале, Канада. «Это невозможно», — говорит он. «Чтобы иметь правильную функцию памяти, у вас должна быть забывчивость».

Биология забывания

Различные типы памяти создаются и сохраняются по-разному и в разных областях мозга.Исследователи все еще уточняют детали, но они знают, что автобиографические воспоминания — воспоминания о событиях, пережитых лично — начинают обретать устойчивую форму в части мозга, называемой гиппокампом, в часы и дни, следующие за событием. Нейроны общаются друг с другом через синапсы — соединения между этими клетками, которые включают крошечную щель, через которую могут быть отправлены химические мессенджеры. Таким образом, каждый нейрон может быть связан с тысячами других. Благодаря процессу, известному как синаптическая пластичность, нейроны постоянно производят новые белки для ремоделирования частей синапса, таких как рецепторы для этих химических веществ, что позволяет нейронам выборочно укреплять свои связи друг с другом.Это создает сеть клеток, которые вместе кодируют память. Чем чаще вспоминается воспоминание, тем сильнее становится его нейронная сеть. Со временем и благодаря постоянному воспоминанию память кодируется как в гиппокампе, так и в коре. В конце концов, он существует независимо в коре головного мозга, где его откладывают на длительное хранение.

Нейробиологи часто называют это физическое представление памяти инграммой. Они считают, что каждая инграмма имеет ряд синаптических связей, иногда даже в нескольких областях мозга, и что каждый нейрон и каждый синапс могут быть вовлечены в несколько инграмм.

Многое до сих пор неизвестно о том, как создаются воспоминания и как к ним обращаться, и решение таких загадок отняло у исследователей памяти много времени. Для сравнения, то, как мозг забывает, в значительной степени упускалось из виду. Это замечательная оплошность, говорит Майкл Андерсон, изучающий когнитивную неврологию в Кембриджском университете, Великобритания. «Каждый вид, у которого есть память, забывает. Полная остановка, без исключения. Неважно, насколько прост организм: если они могут усвоить уроки опыта, уроки могут быть потеряны», — говорит он.«В свете этого я нахожу совершенно ошеломляющим, что нейробиология рассматривает забывание как запоздалую мысль».

Это не было в центре внимания Рона Дэвиса, когда он обнаружил доказательства активного забывания у плодовых мушек ( Drosophila melanogaster ) в 2012 году. Дэвис, нейробиолог из Исследовательского института Скриппса в Юпитере, Флорида, изучал тонкости формирования памяти в грибовидных телах мух (густые сети нейронов в мозге насекомых, в которых хранятся обонятельные и другие сенсорные воспоминания).Его особенно интересовало понимание влияния нейронов, вырабатывающих дофамин, которые связаны с этими структурами. Дофамин, нейротрансмиттер, участвует в регуляции множества поведенческих реакций в мозгу мухи, и Дэвис предположил, что этот химический посредник может также играть роль в памяти.

Любопытно, что Дэвис обнаружил, что дофамин необходим для того, чтобы забыть 1 . Он и его коллеги приучили трансгенных мух ассоциировать удары электрическим током с определенными запахами, тем самым приучив насекомых избегать их.Затем они активировали дофаминергические нейроны и заметили, что мухи быстро забыли ассоциацию. Тем не менее, блокирование одних и тех же нейронов сохраняло память. «Они регулировали способ выражения воспоминаний», — говорит Дэвис, по сути давая сигнал «забыть».

Дальнейшее исследование с использованием метода, позволившего исследователям контролировать активность нейронов у живых мух, показало, что эти дофаминовые нейроны активны в течение длительного времени, по крайней мере, у мух. «Мозг всегда пытается забыть уже полученную информацию, — говорит Дэвис.

От мух к грызунам

Несколько лет спустя Хардт обнаружил нечто подобное у крыс. Он исследовал, что происходит в синапсах нейронов, которые участвуют в хранении долговременной памяти. Исследователи знают, что воспоминания кодируются в мозгу млекопитающих, когда увеличивается сила связи между нейронами. Сила этой связи определяется количеством рецепторов определенного типа, обнаруженных в синапсе. Наличие этих структур, известных как АМРА-рецепторы, необходимо поддерживать, чтобы память оставалась неповрежденной.«Проблема в том, — говорит Хардт, — что ни один из этих рецепторов не является стабильным. Они постоянно входят в синапс и выходят из него и меняются часами или днями».

Лаборатория Хардта показала, что специальный механизм постоянно способствует экспрессии AMPA-рецепторов в синапсах. Но некоторые воспоминания все еще забыты. Хардт предположил, что AMPA-рецепторы также могут быть удалены, что говорит о том, что забывание является активным процессом. Если бы это было правдой, то предотвращение удаления AMPA-рецепторов должно предотвратить забывание.Когда Хардт и его коллеги, как и ожидалось, заблокировали механизм удаления AMPA-рецепторов в гиппокампе крыс, они обнаружили, что крысам не удается забыть местонахождение объектов 2 . Казалось, что для того, чтобы забыть некоторые вещи, крысиный мозг должен заранее разрушать связи в синапсе. Забывание, говорит Хардт, «это не отказ памяти, а ее функция».

Теперь известно, что нейротрансмиттер дофамин играет важную роль в памяти.Кредит: Альфред Пасека/SPL

Пол Франкленд, нейробиолог из Детской больницы в Торонто, Канада, также нашел доказательства того, что мозг запрограммирован на забвение. Франкленд изучал образование новых нейронов, или нейрогенез, у взрослых мышей. Давно было известно, что этот процесс происходит в мозгу молодых животных, но был обнаружен в гиппокампе взрослых животных лишь примерно 20 лет назад. Поскольку гиппокамп участвует в формировании памяти, Франкленд и его команда задались вопросом, может ли усиление нейрогенеза у взрослых мышей помочь грызунам запоминать.

В статье, опубликованной в 2014 году, исследователи обнаружили прямо противоположное: вместо улучшения памяти животных усиление нейрогенеза заставило мышей больше забывать 3 . Каким бы противоречивым это изначально ни казалось Франкленду, учитывая предположение, что новые нейроны будут означать большую способность (и потенциально лучшую) память, он говорит, что теперь это имеет смысл. «Когда нейроны интегрируются в гиппокамп взрослого человека, они интегрируются в существующую, устоявшуюся схему.Если у вас есть информация, хранящаяся в этой цепи, и вы начнете ее переделывать, доступ к этой информации будет затруднен», — объясняет он.

Поскольку гиппокамп — это не место хранения долговременных воспоминаний в мозгу, его динамическая природа — это не недостаток, а особенность, говорит Франкленд — то, что эволюционировало, чтобы помочь обучению. Окружающая среда постоянно меняется, и чтобы выжить, животные должны приспосабливаться к новым ситуациям. Позволить свежей информации перезаписать старую поможет им в этом.

Человеческая природа

Исследователи считают, что человеческий мозг может работать подобным образом. «Наша способность обобщать новый опыт частично связана с тем, что наш мозг участвует в контролируемом забывании», — говорит Блейк Ричардс, изучающий нейронные цепи и машинное обучение в Университете Торонто в Скарборо. Ричардс предполагает, что способность мозга забывать может предотвратить эффект, известный как переоснащение: в области искусственного интеллекта это определяется как когда математическая модель настолько хорошо сопоставляет данные, с которыми она была запрограммирована, что не может предсказать, какие данные могут быть следующими.

Точно так же, если бы человек вспомнил каждую деталь такого события, как нападение собаки, то есть не только внезапное движение, которое напугало собаку в парке, заставившее ее рычать и кусаться, но и висячие уши собаки, цвет футболки ее владельца и угол наклона солнца — им может быть сложнее обобщать опыт, чтобы предотвратить повторные укусы в будущем. «Если вы смоете несколько деталей, но сохраните суть, это поможет вам использовать ее в новых ситуациях», — говорит Ричардс.«Вполне возможно, что наш мозг немного контролирует забывание, чтобы не допустить переоснащения нашего опыта».

Исследования людей с исключительной автобиографической памятью или с ослабленной памятью подтверждают это. Люди с состоянием, известным как превосходная автобиографическая память (HSAM), помнят свою жизнь в таких невероятных подробностях, что могут описать одежду, которую они носили в любой конкретный день. Но, несмотря на их исключительную способность вспоминать такую ​​информацию, эти люди, как правило, не особенно совершенны и, по-видимому, имеют повышенную склонность к навязчивости, «именно это вы и ожидаете от кого-то, кто не может извлечь себя из конкретных случаев». — говорит Брайан Левин, когнитивный нейробиолог из Исследовательского института Ротмана в Baycrest Health Sciences в Торонто.

Однако люди с тяжелым дефицитом автобиографической памяти (SDAM) не могут ярко вспомнить определенные события своей жизни. В результате у них также возникают проблемы с представлением того, что может произойти в будущем. Тем не менее, по опыту Левина, люди с SDAM, как правило, особенно хорошо справляются с работой, требующей абстрактного мышления — вероятно, потому, что они не отягощены будничными вещами. «Мы думаем, что люди, использующие SDAM, благодаря своей практике отсутствия эпизодической памяти на протяжении всей жизни имеют возможность нарезать эпизоды», — говорит Левин.«Они умеют решать проблемы».

Интеграция новых нейронов (зеленые) в гиппокамп (красные полосы) ухудшает сохраненные воспоминания. Предоставлено: Джагруп Даливал.

Исследования забывчивости у людей без HSAM или SDAM также начинают показывать, насколько важен этот процесс для здорового мозга. Команда Андерсона глубоко изучила, как у людей происходит активное забывание, используя комбинацию функциональной магнитно-резонансной томографии и магнитно-резонансной спектроскопии, чтобы изучить уровни тормозного нейротрансмиттера ГАМК (γ-аминомасляная кислота) в гиппокампе.Сканируя участников, которые пытались подавить определенные мысли, исследователи обнаружили, что чем выше у кого-то был уровень ГАМК, тем больше область мозга, называемая префронтальной корой, подавляла их гиппокамп, и тем лучше они забывали 4 . «Мы смогли связать успешное забывание с определенным нейротрансмиттером в мозгу», — говорит Андерсон.

Пытаясь забыть

Лучше понимая, как мы забываем, через призму как биологии, так и когнитивной психологии, Андерсон и другие исследователи могут приблизиться к совершенствованию методов лечения тревоги, посттравматического стрессового расстройства и даже болезни Альцгеймера.

Работа Андерсона по измерению уровня ГАМК в мозге может указывать на механизм, лежащий в основе эффективности бензодиазепинов — успокаивающих препаратов, таких как диазепам, которые прописывают с 1960-х годов. Исследователям давно известно, что такие лекарства работают, усиливая функцию рецепторов ГАМК, тем самым помогая ослабить тревогу, но они не понимали, почему. Выводы Андерсона предлагают объяснение: если префронтальная кора приказывает гиппокампу подавлять мысль, гиппокамп не может ответить, если у него нет достаточного количества ГАМК.«Префронтальная кора является основной, посылая команды сверху для подавления активности в гиппокампе», — говорит Андерсон. «Если на земле нет войск, эти команды остаются без внимания».

Решающая роль ГАМК в подавлении нежелательных мыслей также влияет на фобии, шизофрению и депрессию. Различные симптомы этих состояний, в том числе воспоминания, навязчивые мысли, депрессивные размышления и трудности с контролем мыслей, связаны с гиперактивностью гиппокампа.«Мы думаем, что у нас есть ключевая механистическая структура, которая связывает воедино все эти различные симптомы и расстройства», — говорит Андерсон.

Исследование его группы также может иметь значение для лечения посттравматического стрессового расстройства, состояния, которое воспринимается как проблема слишком хорошего запоминания травматического эпизода, но в основе которого лежит проблема забывания. Лучшее понимание того, как помочь людям сделать травматические воспоминания менее навязчивыми, может помочь исследователям в лечении некоторых из самых трудноизлечимых случаев.Когда Андерсон и его коллеги изучили, что происходит, когда добровольцы подавляют нежелательные воспоминания — процесс, который он называет мотивированным забыванием, — они обнаружили, что люди, которые сообщали о более травматических переживаниях, особенно хорошо подавляли определенные воспоминания 5 . Понимание когнитивной психологии, лежащей в основе этой способности, а также умственной устойчивости, необходимой для ее развития, может помочь улучшить лечение посттравматического стрессового расстройства.

Хардт считает, что болезнь Альцгеймера также можно лучше понять как неисправность забывания, а не памяти.Он говорит, что если забывание действительно является хорошо регулируемой, врожденной частью процесса памяти, то имеет смысл, что нарушение регуляции этого процесса может иметь негативные последствия. «Что, если то, что на самом деле происходит, — это чрезмерно активный процесс забывания, который идет наперекосяк и стирает больше, чем нужно?» он спросил.

На этот вопрос еще предстоит ответить. Но все больше исследователей памяти переключают свое внимание на изучение того, как мозг забывает, а также как он запоминает. «Растет понимание того, что забывание — это совокупность отдельных процессов, которые следует отличать от кодирования, консолидации и извлечения», — говорит Андерсон.

В последнее десятилетие исследователи начали рассматривать забывание как важную часть целого. «Зачем нам вообще память? Как люди, мы лелеем эту фантазию о том, что важно иметь автобиографические детали», — говорит Хардт. «И это, наверное, совершенно неправильно. Память, в первую очередь, служит адаптивной цели. Он наделяет нас знаниями о мире, а затем обновляет эти знания». Забвение позволяет нам как личностям и как виду двигаться вперед.

«Эволюция достигла изящного баланса между достоинствами запоминания и достоинствами забвения, — говорит Андерсон. «Он посвящен как постоянству, так и устойчивости, а также избавлению от вещей, которые мешают».

8.2 Части мозга, участвующие в памяти – Введение в психологию

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Объясните функции мозга, связанные с памятью
  • Распознать роль гиппокампа, миндалевидного тела и мозжечка

 

   Хранятся ли воспоминания только в одной части мозга или во многих разных частях мозга? Карл Лэшли начал исследовать эту проблему около 100 лет назад, делая повреждения в мозге животных, таких как крысы и обезьяны.Он искал доказательства инграммы: группы нейронов, которые служат «физическим представлением памяти» (Josselyn, 2010). Сначала Лешли (1950) обучал крыс находить дорогу в лабиринте. Затем он использовал доступные в то время инструменты — в данном случае паяльник — для создания повреждений в мозге крыс, особенно в коре головного мозга. Он сделал это, потому что пытался стереть инграмму или первоначальный след памяти крыс о лабиринте.

Лэшли не нашел следов инграммы, и крысы все еще могли найти дорогу в лабиринте, независимо от размера или местоположения повреждения.Основываясь на созданных им повреждениях и реакции животных, он сформулировал гипотезу эквипотенциальности: если часть одной области мозга, отвечающая за память, повреждена, другая часть той же области может взять на себя эту функцию памяти (Lashley, 1950). ). Хотя ранние работы Лэшли не подтверждали существование инграммы, современные психологи добиваются успехов в ее обнаружении.

Многие ученые считают, что памятью занимается весь мозг. Однако после исследования Лэшли другие ученые смогли более внимательно изучить мозг и память.Они утверждали, что память находится в определенных частях мозга, и определенные нейроны можно распознать по их участию в формировании воспоминаний. Основными частями мозга, связанными с памятью, являются миндалевидное тело, гиппокамп, мозжечок и префронтальная кора.

 

Рисунок 8.07.  Миндалевидное тело участвует в формировании страхов и воспоминаний о страхе. Гиппокамп связан с декларативной и эпизодической памятью, а также памятью узнавания. Мозжечок играет роль в обработке процедурных воспоминаний, таких как игра на пианино.Префронтальная кора, по-видимому, участвует в запоминании семантических задач.

 

Долговременная память представляет собой заключительную стадию модели обработки информации, где информативные знания хранятся постоянно (идея постоянства памяти будет обсуждаться в следующем разделе). Воспоминания, к которым у нас есть сознательное хранение и доступ, известны как явная память (также известная как декларативная память) и кодируются гиппокампом, энторинальной корой и перигинальной корой, которые являются важными структурами лимбической системы .Лимбическая система представляет собой набор структур мозга, расположенных по обеим сторонам таламуса, непосредственно под корой головного мозга, и важна для множества функций, включая эмоции, мотивацию, долговременную память и обоняние.

В категории явных воспоминаний e эпизодические воспоминания представляют время, место, связанные эмоции и другую контекстуальную информацию, которая составляет автобиографические события. Эти типы воспоминаний представляют собой последовательности переживаний и прошлых воспоминаний, которые позволяют человеку образно путешествовать во времени, чтобы заново пережить или вспомнить событие, которое произошло в определенное время и в определенном месте.Было продемонстрировано, что эпизодические воспоминания в значительной степени зависят от нейронных структур, которые были активированы во время процедуры, когда переживалось событие. Готфрид и его коллеги (2004) использовали фМРТ-сканеры для наблюдения за активностью мозга, когда участники пытались вспомнить изображения, которые они впервые увидели в присутствии определенного запаха. При воспроизведении изображений, которые участники просматривали вместе с сопровождающим их запахом, области первичной обонятельной коры (приорформная кора) были более активны по сравнению с условиями без сочетания запахов (Gottfried, Smith, Rugg & Doland, 2004), что позволяет предположить, что воспоминания извлекаются путем повторной активации. области датчиков, которые были активны во время исходного события.Это указывает на то, что сенсорный ввод чрезвычайно важен для эпизодических воспоминаний, которые мы используем, чтобы попытаться воссоздать опыт того, что произошло.

Семантическая память  представляет собой второй из трех основных типов эксплицитной памяти и относится к общим знаниям о мире, которыми мы обладаем и которые мы накопили на протяжении всей жизни. Эти факты о мире, идеи, смыслы и понятия смешиваются с нашими переживаниями из эпизодической памяти и подчеркиваются культурными различиями. В области когнитивной нейробиологии существует множество взглядов на участки мозга, где хранятся семантические воспоминания.Одна точка зрения предполагает, что семантические воспоминания хранятся в тех же нейронных структурах, которые помогают создавать эпизодические воспоминания. Области, такие как медиальные височные доли, гиппокамп и свод, которые кодируют информацию и создают связи с областями коры, откуда к ним можно получить доступ в более позднее время. Другие исследования показали, что гиппокамп и соседние структуры лимбической системы более важны для хранения и извлечения семантических воспоминаний, чем области, связанные с двигательной активностью или сенсорной обработкой, используемой во время кодирования (Vargha-Khadem et al., 1997). Другие группы предположили, что семантические воспоминания извлекаются из областей лобной коры и сохраняются в областях височной доли (Hartley et al., 2014, Binder et al., 2009). В целом данные свидетельствуют о том, что многие области мозга связаны с хранением и извлечением явной памяти, а не с отдельными структурами.

Последняя основная группа памяти в категории эксплицитной памяти известна как Автобиографическая память . Эта система памяти состоит как из эпизодических, так и из семантических аспектов памяти и представляет собой набор воспоминаний, непосредственно связанных с личностью.Это может быть ваш внешний вид, ваш рост, конкретные значимые моменты в вашей жизни или общее представление о вашей самооценке. Конкретные места, где этот тип памяти хранится и к которым осуществляется доступ, особенно противоречивы из-за тесной связи между автобиографической информацией и сознательным опытом. Конвей и Плейделл-Пирс (2000) предложили модель, описывающую автобиографические воспоминания как преходящие ментальные композиции, хранящиеся в системе самопамяти, содержащей базу автобиографических знаний и текущие цели работающего «я».Согласно этому подходу, в системе самопамяти существуют процессы управления, которые модулируют способность ассоциировать информацию с базой знаний о себе путем постоянного редактирования сигналов, используемых для активации автобиографической памяти. Следовательно, на представления о себе и связанных с собой воспоминаниях может влиять контекст самовосприятия во время кодирования памяти. Современные исследования нейровизуализации показывают, что автобиографическая память распределена по многим сложным нейронным сетям, включая группы нейронов рекрутирования в медиальной и вентролатеральной префронтальной коре, а также в медиальной и латеральной височной коре, височно-теменном соединении, задней поясной коре и мозжечке. (Свобода, Э., McKinnon, M.C., Levine, B., 2006).

В отличие от описанных выше систем памяти, связанных с явным кодированием и процессами извлечения памяти, имплицитная память , как обсуждалось в предыдущем разделе, относится к воспоминаниям, которые приобретаются и вызываются бессознательно. Современные исследования предполагают, что мозжечок, базальные ганглии (группа подкорковых структур, связанных с произвольным моторным контролем, процедурным обучением и эмоциями, а также многими другими видами поведения), моторная кора и различные области коры головного мозга (Дхарани, 2014) связаны с хранением и извлечением имплицитной памяти.

АМИГДАЛА

    Миндалевидное тело является чрезвычайно важной структурой для создания и воспроизведения как явной, так и имплицитной памяти. Основная работа миндалевидного тела заключается в регулировании эмоций, таких как страх и агрессия. Миндалевидное тело играет роль в том, как хранятся воспоминания, поскольку на хранение информации влияют эмоции и стресс. Джоселин (2010) соединила нейтральный тон с ударом по ноге группе крыс, чтобы оценить страх крыс, связанный с обусловливанием звука. Это вызывало у крыс память о страхе.После обработки каждый раз, когда крысы слышали тон, они замирали (защитная реакция у крыс), что указывает на воспоминание о надвигающемся шоке. Затем исследователи вызвали гибель клеток в нейронах латеральной миндалины, которая является особой областью мозга, ответственной за воспоминания о страхе у крыс. Они обнаружили, что память о страхе угасла (память о страхе исчезла). Из-за своей роли в обработке эмоциональной информации миндалевидное тело также участвует в консолидации памяти: процессе переноса новых знаний в долговременную память.Миндалевидное тело, по-видимому, способствует кодированию воспоминаний на более глубоком уровне, когда событие эмоционально возбуждает. Например, с точки зрения модели глубины обработки Крейка и Локхарта (1972) недавние исследования показали, что воспоминания, закодированные изображениями, которые вызывают эмоциональную реакцию, как правило, запоминаются точнее и легче по сравнению с нейтральными изображениями (Xu et al., 2014). ). Кроме того, исследование фМРТ продемонстрировало более сильную связанную активацию миндалевидного тела и гиппокампа, в то время как кодирование предсказывает более сильную и более точную способность вспоминать память (Phelps, 2004).Большая активация миндалевидного тела, предсказывающая более высокие вероятности точного припоминания, предоставляет доказательства, иллюстрирующие, как ассоциация с эмоциональной реакцией может создавать более глубокий уровень обработки во время кодирования, что приводит к более сильному следу памяти для последующего припоминания.

В этом выступлении на TED Talk Стив Рамирес и Сюй Лю из Массачусетского технологического института рассказывают об использовании лазерных лучей для управления воспоминаниями о страхе у крыс.

ГИППОКАМП

   Формирование гиппокампа состоит из группы субструктур, включая гиппокамп, зубчатую извилину и субикулум, которые расположены внутри височной доли и имеют форму, аналогичную букве C.Вместе эти структуры представляют основные области мозга, связанные с формированием долговременных воспоминаний.

Кларк, Зола и Сквайр (2000) экспериментировали с крысами, чтобы узнать, как гиппокамп функционирует при обработке памяти. Они создали повреждения в гиппокампе крыс и обнаружили, что крысы демонстрировали ухудшение памяти при выполнении различных задач, таких как распознавание объектов и бег по лабиринту. Они пришли к выводу, что гиппокамп участвует в создании воспоминаний, особенно нормальной памяти распознавания, а также пространственной памяти (когда задачи памяти похожи на тесты на припоминание).Гиппокамп также проецирует информацию в области коры, которые придают воспоминаниям смысл и связывают их с другими битами информации. Кроме того, он также играет важную роль в консолидации памяти: процессе переноса нового обучения в долговременную память.

Травма этой области мешает формированию новых воспоминаний, но существенно не ухудшает их способность извлекать воспоминания, уже хранящиеся в виде долговременных воспоминаний (Hudspeth et al., 2013). Один известный пациент, известный в течение многих лет только как Х.М. удалили левую и правую височные доли (гиппокампы) в попытке помочь справиться с приступами, от которых он страдал в течение многих лет (Corkin, Amaral, Gonzalez, Johnson, & Hyman, 1997). В результате у него значительно пострадала декларативная (эксплицитная) память, и он не смог сформировать новые смысловые знания. Он потерял способность формировать новые воспоминания, но все еще мог помнить информацию и события, которые произошли до операции. Его история убедительно свидетельствует о том, что у людей гиппокамп в основном связан с консолидацией памяти.

мозжечок и префронтальная кора

    мозжечок играет большую роль в имплицитных воспоминаниях (процедурная память, моторное обучение и классическое обусловливание). Например, человек с повреждением гиппокампа по-прежнему будет демонстрировать условную реакцию, чтобы моргнуть, когда ему дают серию дуновений воздуха в глаза. Однако когда исследователи повредили мозжечок кроликов, они обнаружили, что кролики не способны выучить условную реакцию моргания (Steinmetz, 1999; Green & Woodruff-Pak, 2000).Этот эксперимент демонстрирует важную роль мозжечка в формировании имплицитных воспоминаний и условных реакций.

Недавние оценки количества нейронов в различных областях мозга показывают, что в коре головного мозга человека насчитывается от 21 до 26 миллиардов нейронов (Pelvig et al., 2008) и 101 миллиард нейронов в мозжечке (Andersen, Korbo & Pakkenberg, 1992). , однако мозжечок составляет примерно лишь 10% головного мозга (Siegelbaum et al., 2013). Мозжечок состоит из множества различных областей, которые получают проекции от разных частей головного и спинного мозга и проецируются в основном на двигательные системы мозга в лобных и теменных долях.

В дополнение к вкладу в имплицитную память, условные реакции, мелкую моторику, осанку и координацию, мозжечок также поддерживает внутренние представления внешнего мира, которые позволяют вам перемещаться по вашей гостиной, чтобы найти ключи в полной темноте, и профессиональные бейсболистов координировать свои движения, чтобы они могли ловить летающие мячи за пределами поля.

Другие исследователи использовали томографию мозга для измерения метаболических процессов, в том числе позитронно-эмиссионную томографию (ПЭТ), чтобы узнать, как люди обрабатывают и сохраняют информацию.Из этих исследований видно, что префронтальная кора активна во время различных задач, связанных с памятью. В одном исследовании участники должны были выполнить две разные задачи: либо найти букву a в словах (считается задачей восприятия), либо классифицировать существительное как живое или неживое (считается семантической задачей) (Kapur et al. , 1994). Затем участников спросили, какие слова они видели ранее, и они сообщили о гораздо лучшем воспоминании для семантической задачи по сравнению с перцептивной задачей.По данным ПЭТ, в левой нижней префронтальной коре при выполнении семантической задачи активация была намного сильнее. В другом исследовании кодирование было связано с активностью левой лобной доли, а извлечение информации — с правой лобной областью (Craik et al., 1999).

Другой широко распространенный взгляд на функцию префронтальной коры состоит в том, что она кодирует информацию, относящуюся к задаче, в рабочей памяти (Baddeley, 2003). Многие исследования показали большую активность префронтальной коры во время периодов задержки в задачах на рабочую память, демонстрируя процессы префронтальной репетиции, ведущие к переходу информации из кратковременной рабочей памяти в долговременную память (Wilson et al., 1993; Леви и Голдман-Ракич, 2000). В более поздних работах, оценивающих более высокую префронтальную активность во время задержки задач рабочей памяти, предполагается, что активность префронтальной коры во время этих периодов задержки может не быть нейронными сигнатурами кодирования долговременной памяти, но на самом деле может быть нисходящими сигналами, которые влияют на кодирование в задних сенсорных и ассоциативных областях. области, в которых сохраняются фактические представления рабочей памяти (Lara & Wallis, 2015).

НЕЙРОТРАНСМИТТЕРЫ

   Также, по-видимому, в процесс памяти вовлечены специфические нейротрансмиттеры, такие как адреналин, дофамин, серотонин, глутамат и ацетилхолин (Myhrer, 2003).Среди исследователей продолжаются дискуссии и споры о конкретной роли, которую играет каждый нейротрансмиттер (Blockland, 1996). Несмотря на то, что существует много споров об определении убедительных причинно-следственных связей между конкретными нейротрансмиттерами и конкретным поведением посредством экспериментального дизайна, исследователи могут использовать два общих метода, чтобы делать выводы об этих отношениях.

Первый метод известен как интервенционная стратегия. Фармакологические инструменты или повреждения/стимуляция используются на определенных нейротрансмиттерах и их рецепторах.Второй метод известен как корреляционный метод, при котором различные естественные состояния (неврологические заболевания, старение), которые влияют на различные системы нейротрансмиттеров, сравниваются на моделях человека или животных. Используя эти методы, последовательно было установлено, что несколько групп и путей нейротрансмиттеров важны для различных процессов памяти (Chapoutier, 1989; Decker and McGaugh, 1991). Повторяющаяся активность нейронов приводит к большему выбросу нейротрансмиттеров в синапсах и более сильным нейронным связям между группами нейронов, создавая консолидацию памяти.

Также считается, что сильные эмоции вызывают формирование сильных воспоминаний, а более слабые эмоциональные переживания формируют более слабые воспоминания; это называется теорией возбуждения (Christianson, 1992). Например, сильные эмоциональные переживания могут вызвать выброс нейротрансмиттеров, а также гормонов, укрепляющих память; поэтому наша память на эмоциональное событие обычно лучше, чем наша память на неэмоциональное событие. Когда люди и животные испытывают стресс, мозг выделяет больше нейротрансмиттера глутамата , который помогает запомнить стрессовое событие (Szapiro et al, 2003).Это обеспечивает функциональную основу явления, которое обычно называют флэш-памятью.

Глутамат

Ранние исследования функциональных свойств глутамата использовали соединение, известное как пролин, для изучения реакции сетчатки птиц. Черкин, Эккардт и Гербрандт (1976) обнаружили, что введение пролина снижает обучаемость и память у птиц, предполагая, что, поскольку пролин действует как антагонист глутамата (уменьшая высвобождение глутамата в синапсах), глутамат должен быть вовлечен в какой-то процесс, связанный с этим. к обучению и памяти.В дальнейших исследованиях использовались другие антагонисты глутамата, чтобы продемонстрировать, что в целом снижение количества глутамата в синапсе снижает способность к обучению и формированию воспоминаний. В ответ на это раннее исследование дальнейшие исследования обобщили критический процесс, связанный с обучением и памятью, известный как долгосрочная потенциация. Этот процесс основан на стимуляции глутаматных путей в головном мозге (Маленка и Николл, 1999). Кроме того, состояния человека, связанные с серьезными нарушениями обучения и памяти, как правило, связаны со значительным отсутствием глутаматных нейротрансмиттеров и рецепторов.Squire (1986) обнаружил сниженное количество рецепторов глутамата в гиппокампе у пациентов с амнезией, а Hyman и коллеги (1987) документально подтвердили, что резкое снижение количества глутаминэргических нейронов в энторинальной коре и гиппокампе представляет собой отличительную черту болезни Альцгеймера.

ГАМК (γ-аминомасляная кислота)

До открытия бензодиазепинов ГАМК относительно игнорировалась с точки зрения ее влияния на процессы обучения и памяти. В конечном итоге было обнаружено, что бензодиазепины управляют активностью ГАМК в одном из ее различных типов рецепторов (ГАМК A ), а также вызывают серьезные нарушения обучения (Lister, 1985).McGaugh (1989) использовал местное введение соединений, продуцирующих ГАМК (агонисты) или ингибирующих соединений (антагонисты), демонстрируя, что они могут избирательно вызывать нарушения или улучшения обучения и памяти в зависимости от того, использовали ли они агонисты ГАМК (нарушения обучения и памяти) или антагонисты ГАМК (нарушения обучения). и улучшения памяти). Этот объем исследований предполагает ингибирующий характер ГАМК. В частности, снижение ГАМК в синапсах или сильное торможение высвобождения ГАМК может увеличить скорость возбуждения между клетками, что приведет к более длительному потенцированию и, таким образом, к обучению и консолидации памяти.

Ацетилхолин

Исследования с использованием фармакологических методов для снижения количества ацетилхолина в синапсах (с помощью соединений, которые ингибируют ацетилхолин, или соединений, которые полностью блокируют ацетилхолиновые рецепторы) в задачах обучения человека и на животных моделях выявили когнитивные нарушения, связанные с обучением и памятью (Deutsch, 1983, Койл и др., 1983). Chapoutier (1989) дополнительно обнаружил, что ухудшение памяти у людей с болезнью Паркинсона коррелирует с функционированием ацетилхолина в лобной коре.Winson (1990) предоставил доказательства того, что функция ацетилхолина может модулировать ритмическую электрическую активность мозга (в частности, в тета- и гамма-частотах), которая важна для обеспечения оптимальной частоты возбуждения, приводящей к долгосрочной потенциации.

Катехоламины и серотонин

Катехоламиновые системы, такие как адреналин, норадреналин и дофамин, задействуются во время пространственного обучения и воспоминаний, а блокирование высвобождения ацетилхолина снижает функцию катехоламиновой системы (Brandeis, Brandys & Yehuda, 1989).Hatfield и McGaugh (1999) также продемонстрировали, используя задачу в водном лабиринте, что истощение норадреналина влияет на процессы консолидации, что делает след памяти менее стабильным (хуже позднее припоминание) и более восприимчивым к помехам. Было продемонстрировано, что другие химические соединения, которые действуют как нейротрансмиттеры для связывания с рецепторами, играют роль в консолидации памяти и воспроизведении (D’Hooge & De Deyn, 2001). закрепить долгосрочные воспоминания.

ЭМОЦИИ И ЛОЖНЫЕ ВОСПОМИНАНИЯ

     Память-вспышка  это очень подробное, исключительно яркое эпизодическое воспоминание об обстоятельствах, связанных с неожиданной, последовательной или эмоционально возбуждающей новостью. Однако даже воспоминания-вспышки могут терять точность с течением времени, даже в отношении очень важных событий. Например, по крайней мере в трех случаях, когда его спросили, откуда он узнал о терактах 11 сентября, президента Джорджа Буша-младшего.Буш ответил неточно. В январе 2002 г., менее чем через 4 месяца после терактов, тогдашнего президента Буша спросили, откуда он узнал о терактах. Он ответил:

Я сидел там, и мой начальник штаба — ну, во-первых, когда мы вошли в класс, я видел, как этот самолет влетел в первое здание. Был включен телевизор. И знаете, я подумал, что это ошибка пилота, и был поражен, что кто-то может совершить такую ​​ужасную ошибку. (Гринберг, 2004, стр. 2)

Вопреки тому, что вспоминал президент Буш, никто не видел падения первого самолета, кроме людей на земле возле башен-близнецов.Первый самолет не был снят на видео, потому что это было обычное утро вторника в Нью-Йорке, пока не врезался первый самолет.

Некоторые люди объясняли неправильное воспоминание Бушем об этом событии теориями заговора. Однако есть гораздо более мягкое объяснение: человеческая память, даже память-вспышка, может быть хрупкой. На самом деле память может быть настолько слабой, что мы можем убедить человека в том, что с ним произошло событие, даже если его не было. В ходе исследования участникам дали список из 15 слов, связанных со сном, но слова «сон» в нем не было.Участники вспомнили, что слышали слово «сон», хотя на самом деле они его не слышали (Roediger & McDermott, 2000). Исследователи, открывшие это, назвали теорию в честь себя и коллеги-исследователя, назвав ее парадигмой Диза-Редигера-Макдермотта .

ОБЗОР

   Начиная с Карла Лэшли, исследователи и психологи искали инграмму, которая является физическим следом памяти. Лэшли не нашел инграмму, но предположил, что воспоминания распределены по всему мозгу, а не хранятся в одной конкретной области.Теперь мы знаем, что три области мозга играют важную роль в обработке и хранении различных типов воспоминаний: мозжечок, гиппокамп и миндалевидное тело. Работа мозжечка заключается в обработке процедурных воспоминаний; в гиппокампе кодируются новые воспоминания; миндалевидное тело помогает определить, какие воспоминания хранить, и играет определенную роль в определении того, где хранятся воспоминания, в зависимости от того, имеем ли мы сильную или слабую эмоциональную реакцию на событие. Сильные эмоциональные переживания могут вызвать высвобождение нейротрансмиттеров, а также гормонов, которые укрепляют память, поэтому память на эмоциональное событие обычно сильнее, чем память на неэмоциональное событие.Об этом свидетельствует так называемый феномен вспышки памяти: наша способность запоминать важные жизненные события. Однако наша память на жизненные события (автобиографическая память) не всегда точна.

 

Каталожные номера:

Текст Openstax Psychology, написанный Кэтрин Дампер, Уильямом Дженкинсом, Арлин Лакомб, Мэрилин Ловетт и Марион Перлмуттер, под лицензией CC BY v4.0. https://openstax.org/details/books/psychology

 

 

Упражнения

Контрольные вопросы:

1. ________ — это еще одно название кратковременной памяти.

а. сенсорная память

б. эпизодическая память

в. оперативная память

д. неявная память

 

2. Емкость долговременной памяти ________.

а. один или два бита информации

б. семь бит плюс-минус два

в. ограниченный

д. практически безграничный

 

3. Три функции памяти ________.

а. автоматическая обработка, трудоемкая обработка и хранение

б. кодирование, обработка и хранение

в. автоматическая обработка, трудоемкая обработка и поиск

д. кодирование, хранение и поиск

 

4. Этот физический след памяти известен как ________.

а. инграмма

б. Эффект Лэшли

в. Парадигма Диза-Редигера-Макдермотта

д. эффект памяти фотовспышки

 

5. Исключительно ясное воспоминание о важном событии – это (а) ________.

а. инграмма

б. теория возбуждения

в. память фотовспышки

д. гипотеза эквипотенциальности

 

Вопросы критического мышления:

1. Что может случиться с вашей системой памяти, если вы повредите гиппокамп?

 

Вопросы личного заявления:

1. Опишите вспышку памяти о значимом событии в вашей жизни.

 

Глоссарий:

теория возбуждения

инграмма

гипотеза эквипотенциальности

Память-вспышка

 

Ответы на упражнения

Контрольные вопросы:

1. С

2. Д

3. Д

4. А

5.С

 

Вопросы критического мышления:

1. Поскольку ваш гиппокамп, по-видимому, является скорее областью обработки ваших явных воспоминаний, повреждение этой области может привести к тому, что вы не сможете обрабатывать новые декларативные (эксплицитные) воспоминания; однако даже с этой потерей вы сможете создавать имплицитные воспоминания (процедурную память, моторное обучение и классическую обусловленность).

 

Глоссарий:

теория возбуждения: сильные эмоции вызывают формирование сильных воспоминаний, а более слабые эмоциональные переживания формируют более слабые воспоминания

энграмма: физический след памяти

гипотеза эквипотенциальности:  некоторые части мозга могут заменить поврежденные части при формировании и хранении воспоминаний

вспышка памяти:  исключительно четкое воспоминание о важном событии

 

Человеческая память — факты и информация

С момента нашего рождения наш мозг бомбардируется огромным количеством информации о нас самих и окружающем мире.Итак, как нам сохранить все, что мы узнали и испытали? Воспоминания.

Люди сохраняют разные типы воспоминаний в течение разного периода времени. Кратковременные воспоминания длятся от нескольких секунд до часов, а долговременные – годами. У нас также есть рабочая память, которая позволяет нам удерживать что-то в уме в течение ограниченного времени, повторяя это. Всякий раз, когда вы повторяете себе номер телефона снова и снова, чтобы запомнить его, вы используете свою рабочую память.

Другой способ классификации воспоминаний — по предмету воспоминаний и тому, осознаете ли вы это.Декларативная память, также называемая явной памятью, состоит из воспоминаний, которые вы испытываете сознательно. Некоторые из этих воспоминаний являются фактами или «общеизвестными фактами»: такие вещи, как столица Португалии (Лиссабон) или количество карт в стандартной колоде игральных карт (52). Другие состоят из прошлых событий, которые вы пережили, например, день рождения в детстве.

Недекларативная память, также называемая имплицитной памятью, накапливается бессознательно. К ним относятся процедурные воспоминания, которые ваше тело использует для запоминания навыков, которым вы научились.Вы играете на музыкальном инструменте или катаетесь на велосипеде? Это ваши процедурные воспоминания на работе. Недекларативные воспоминания также могут формировать бездумные реакции вашего тела, например слюноотделение при виде вашей любимой еды или напряжение при виде чего-то, чего вы боитесь.

Игра на сопоставление памяти сравнивает вашу способность запоминать… с дополнительными стрессовыми факторами.

Обычно декларативную память формировать легче, чем недекларативную. Чтобы запомнить столицу страны, требуется меньше времени, чем для того, чтобы научиться играть на скрипке.Но недекларативные воспоминания сохраняются легче. Однажды научившись кататься на велосипеде, вы вряд ли забудете.

Типы амнезии

Чтобы понять, как мы что-то помним, невероятно полезно изучить, как мы забываем — вот почему нейробиологи изучают амнезию, потерю воспоминаний или способность к обучению. Амнезия обычно является результатом какой-либо травмы головного мозга, такой как черепно-мозговая травма, инсульт, опухоль головного мозга или хронический алкоголизм.

Существует два основных типа амнезии.Первая, ретроградная амнезия, возникает, когда вы забываете то, что знали до травмы головного мозга. Антероградная амнезия — это когда травма головного мозга ограничивает или останавливает чью-либо способность формировать новые воспоминания.

Наиболее известным примером антероградной амнезии является история Генри Молисона, которому в 1953 году удалили часть мозга в качестве крайней меры для лечения тяжелых припадков. Хотя Молисон, известный при жизни как Г. М., помнил большую часть своего детства, он не мог формировать новые декларативные воспоминания. Людям, работавшим с ним десятилетиями, приходилось заново представляться при каждом посещении.

Изучая людей, таких как H.M., а также животных с различными типами повреждений мозга, ученые могут проследить, где и как в мозгу формируются различные виды воспоминаний. Кажется, что краткосрочные и долговременные воспоминания формируются по-разному, равно как и декларативные и процедурные воспоминания.

В мозгу нет места, в котором хранятся все ваши воспоминания; разные области мозга формируют и хранят разные виды воспоминаний, и в каждой из них могут быть задействованы разные процессы.Например, эмоциональные реакции, такие как страх, находятся в области мозга, называемой миндалевидным телом. Воспоминания об усвоенных вами навыках связаны с другой областью, называемой полосатым телом. Область, называемая гиппокампом, имеет решающее значение для формирования, сохранения и воспроизведения декларативных воспоминаний. Височные доли, области мозга, которые H.M. частично отсутствуют, играют решающую роль в формировании и воспроизведении воспоминаний.

Как формируются, хранятся и вызываются воспоминания

С 1940-х годов ученые предполагали, что воспоминания хранятся в группах нейронов или нервных клеток, называемых клеточными ансамблями.Эти взаимосвязанные клетки срабатывают как группа в ответ на определенный раздражитель, будь то лицо вашего друга или запах свежеиспеченного хлеба. Чем больше нейронов срабатывает вместе, тем больше укрепляются межклеточные связи. Таким образом, когда будущий стимул запускает клетки, более вероятно, что сработает вся сборка. Коллективная активность нервов транскрибирует то, что мы переживаем, как память. Ученые все еще работают над деталями того, как это работает.

Чтобы кратковременная память стала долговременной, ее необходимо укрепить для долговременного хранения. Этот процесс называется консолидацией памяти.Считается, что консолидация происходит за счет нескольких процессов. Один из них, называемый долговременной потенциацией, состоит в том, что отдельные нервы модифицируют себя, чтобы расти и общаться с соседними нервами по-разному. Это ремоделирование изменяет связи нервов в долгосрочной перспективе, что стабилизирует память. Все животные с долговременной памятью используют один и тот же базовый клеточный механизм; ученые разработали детали долговременного потенцирования, изучая калифорнийских морских слизней. Однако не все долговременные воспоминания обязательно должны начинаться с кратковременных воспоминаний.

Можем ли мы заменить плохие воспоминания хорошими или даже стереть определенные воспоминания, чтобы улучшить свое психическое здоровье? Нейробиолог и исследователь National Geographic Emerging Explorer 2015 года Стив Рамирез изобретает новые способы манипулирования воспоминаниями, надеясь, что его работа может однажды привести к новым методам лечения посттравматического стрессового расстройства, депрессии и болезни Альцгеймера. Предстоящие события в National Geographic Live В серии National Geographic Live вас ждут наводящие на размышления презентации ведущих современных исследователей, ученых, фотографов и артистов.Каждая презентация снимается перед живой аудиторией в штаб-квартире National Geographic в Вашингтоне, округ Колумбия. Новые клипы выходят в эфир каждый понедельник. Присоединяйтесь к нам онлайн, чтобы узнать больше от National Geographic Explorers! Facebook и Twitter

Когда мы вспоминаем, многие части нашего мозга быстро общаются друг с другом, в том числе области коры головного мозга, которые выполняют высокоуровневую обработку информации, области, которые обрабатывают необработанные входные данные наших органов чувств, и область, называемую медиальная височная доля, которая, по-видимому, помогает координировать процесс.Одно недавнее исследование показало, что в тот момент, когда пациенты вспоминали недавно сформированные воспоминания, рябь нервной активности в медиальной височной доле синхронизировалась с рябью в коре головного мозга.

Много тайн памяти осталось. Насколько точно воспоминания закодированы в группах нейронов? Насколько широко распространены в мозге клетки, кодирующие данное воспоминание? Как деятельность нашего мозга соотносится с тем, как мы воспринимаем воспоминания? Эти активные области исследований могут однажды дать новое представление о функциях мозга и о том, как лечить состояния, связанные с памятью.

Например, недавняя работа продемонстрировала, что некоторые воспоминания необходимо «реконсолидировать» каждый раз, когда они вызываются. Если это так, акт запоминания чего-либо делает это воспоминание временно податливым, позволяя ему усиливаться, ослабевать или иным образом изменяться. Воспоминания могут быть более легко затронуты лекарствами во время реконсолидации, которые могут помочь в лечении таких состояний, как посттравматическое стрессовое расстройство или посттравматическое стрессовое расстройство.

Обучение и память (Раздел 4, Глава 7) Неврология онлайн: Электронный учебник по неврологии | Кафедра нейробиологии и анатомии

Анализ анатомических и физических основ обучения и памяти — одно из величайших достижений современной нейронауки.Тридцать лет назад мало что было известно о том, как работает память, но теперь мы знаем очень многое. В этой главе мы обсудим четыре вопроса, занимающих центральное место в обучении и памяти. Во-первых, каковы различные типы памяти? Во-вторых, где в мозгу находится память? Одна возможность состоит в том, что человеческая память похожа на микросхему памяти в персональном компьютере (ПК), которая хранит всю память в одном месте. Вторая возможность заключается в том, что наши воспоминания распределены и хранятся в разных областях мозга.В-третьих, как работает память? Какие типы изменений происходят в нервной системе при формировании и сохранении памяти, существуют ли определенные гены и белки, которые участвуют в памяти, и как память может сохраняться на всю жизнь? В-четвертых, вопрос, который важен для многих людей, особенно с возрастом: как сохранить и улучшить память и как восстановить ее, если она нарушена?

7.1 Типы памяти

Психологи и нейробиологи разделили системы памяти на две широкие категории: декларативные и недекларативные (рис. 7.1). Декларативная система памяти — это система памяти, которая, пожалуй, наиболее знакома. Это система памяти, которая имеет сознательный компонент и включает воспоминания о фактах и ​​событиях. Такой факт, как «Париж — столица Франции», или событие, подобное предшествующему отпуску в Париже. Недекларативная память, также называемая имплицитной памятью, включает в себя типы систем памяти, которые не имеют сознательного компонента, но тем не менее чрезвычайно важны. Они включают воспоминания о навыках и привычках (т.например, езда на велосипеде, вождение автомобиля, игра в гольф, теннис или игру на фортепиано), явление, называемое праймингом, простые формы ассоциативного обучения [например, классическое обусловливание (павловское обусловливание)] и, наконец, простые формы неассоциативного обучения, такие как привыкание и сенсибилизация. Сенсибилизация будет подробно обсуждаться далее в этой главе. Декларативная память — это «знание того, что», а недекларативная память — это «знание того, как».

Рис. 7.1
Системы памяти в головном мозге. (Изменения Сквайра и Ноултона, 1994 г.)

7.2 Проверка памяти

Рисунок 7.2
Тест памяти распознавания слов.

Рисунок 7.3
Тест памяти распознавания объектов.

Всем интересно знать, насколько хорошо они помнят, поэтому давайте проведем простой тест на память.В тесте (рис. 7.2) будет представлен список из 15 слов, затем будет пауза и вас спросят, помните ли вы некоторые из этих слов. К сожалению, вы должны положить ручку для этого теста и не читать дальше в главе, пока не выполните тест.

Этот тест памяти называется тестом DRM в честь его создателей Джеймса Диза, Генри Редигера и Кэтлин Макдермотт. Это не должно было быть уловкой, но чтобы проиллюстрировать очень интересную и важную особенность памяти.Нам нравится думать, что память подобна тому, чтобы сделать фотографию и поместить эту фотографию в ящик картотеки, чтобы потом извлечь ее (вспомнить) как «воспоминание» именно в том виде, в каком она была помещена туда изначально (хранилась). Но память больше похожа на то, как сделать снимок, разорвать его на мелкие кусочки и разложить по разным ящикам. Затем воспоминание вызывается путем восстановления воспоминаний из отдельных фрагментов воспоминаний. Причина, по которой так много людей ошибочно полагают, что слово «сладкий» было в списке, заключается в том, что в списке было так много других слов, которые имели сладкий оттенок.«Провал» этого теста на самом деле неплохой результат. Люди с болезнью Альцгеймера обычно не говорят, что «сладкое» было в списке. Они не могут создавать нормальные ассоциации, связанные с воспроизведением воспоминаний.

Список слов дает представление об обработке и воспроизведении в памяти, но это не очень хороший тест на «сырые» способности памяти, потому что на нее могут влиять искажения и предубеждения. Чтобы избежать этих проблем, психологи разработали другие тесты памяти. Одним из них является тест на распознавание объектов (рис. 7.3) проверить декларативную память. Этот тест хорош еще и тем, что, как мы увидим позже, его можно использовать даже на животных. Тест включает в себя предоставление испытуемому двух разных объектов, и его просят запомнить эти объекты. Пауза, затем снова показываются два объекта, один из которых новый, а другой уже показывался ранее. Субъектов просят идентифицировать новый объект, и для этого им нужно вспомнить, какой из них был показан ранее. Несколько родственным тестом является тест на определение местоположения объекта, в котором испытуемых просят вспомнить местоположение объекта на двухмерной поверхности.

Примеры недекларативной памяти, такие как ассоциативное обучение, можно проверить, соединив один стимул с другим, а затем проверив, научился ли субъект создавать ассоциации между двумя стимулами. Классическим примером является парадигма, разработанная русским физиологом Иваном Павловым, которую теперь называют классической или павловской обусловленностью. При классическом обусловливании (рис. 7.4) новый или слабый раздражитель (условный раздражитель, УС), такой как звук, сочетается с таким раздражителем, как пища, которая обычно вызывает рефлекторную реакцию (безусловный ответ, УР; безусловный раздражитель, УЗ), такую ​​как слюноотделение.После достаточной тренировки с условными презентациями CS-US (которые могут быть единичным испытанием) CS способен вызывать ответ (условный ответ, CR), который часто напоминает UR (или какой-либо его аспект).

Рисунок 7.4
Классическая (Павловская) обусловленность.

7.3 Локализация памяти

Теперь обратимся к вопросу о том, где находится память.Существует три основных подхода.

  1. Визуализация.  Современные методы визуализации, такие как фМРТ (функциональная магнитно-резонансная томография) или ПЭТ (позитронно-эмиссионная томография), позволяют «увидеть» области мозга, которые активны во время определенных мозговых задач. Если человека поместить в сканер фМРТ и провести тест памяти, можно определить, какие области мозга активны, и эта активность предположительно связана с тем, где в мозгу обрабатывается и/или хранится память.

Рис. 7.5 ПЭТ-сканирование мозга
во время теста на определение местоположения объекта. (из A. M. Owen, et al., J. Cog. Neurosci. 8:6, 588-602, 1996.)

 

На рис. 7.5 показан пример ПЭТ-сканирования человека, выполняющего тест на определение местоположения объекта.Цветовой код таков, что более яркие и красные области указывают на повышенную активность мозга. Наиболее активной областью является гиппокамп. При обсуждении памяти неоднократно упоминается гиппокамп, потому что это основная часть мозга, участвующая в декларативной функции памяти. Эта иллюстрация ясно показывает, что гиппокамп участвует в памяти местоположения объекта. Но, как мы скоро увидим, это не место, где хранятся все воспоминания.

  1. Поражения головного мозга. В этой экспериментальной процедуре небольшие части мозга мышей или крыс удаляются хирургическим путем или химически инактивируются, и животных систематически исследуют, чтобы определить, повлияло ли поражение на какую-либо систему памяти.

  2. Болезни и травмы головного мозга. Здесь ученые используют в своих интересах людей, которые перенесли неудачные травмы головного мозга, например, в результате инсульта или опухоли головного мозга в определенной области мозга.Если у пациента обнаруживается дефицит памяти, вполне вероятно, что в этой памяти задействована область мозга, которая была повреждена.

Классическое исследование локализации памяти стало результатом операции, проведенной Генри Молейсону, пациенту, который в научном сообществе был известен только как «Г. М.» вплоть до своей смерти в 2008 году. Х. М. известен в литературе по неврологии, потому что его мозг дал важные сведения о локализации функций памяти. В 1950-х годах Х.У М. была диагностирована неизлечимая эпилепсия, и хотя существуют фармакологические методы лечения, в некоторых случаях единственным лечением является удаление части мозга, вызывающей припадки. Следовательно, гиппокамп H.M. был удален с двух сторон. На рис. 7.6 (справа) представлена ​​МРТ нормального человека, показывающая область гиппокампа, тогда как на рис. 7.6 (слева) показана МРТ пациента Х.М. после удаления гиппокампа.

Рисунок 7.6
Сканирование с отрубями H.M. (слева) и обычный человек (справа).(Авторское право © 1997 г. Сюзанны Коркин, используется с разрешения The Wylie Agency LLC.)

Перед операцией Х.М. обладал прекрасной памятью, но после операции Х.М. был очень сильный дефицит памяти. В частности, после операции способность Г. М. формировать любые новые воспоминания о фактах и ​​событиях была серьезно нарушена; ему было очень трудно выучить любые новые словарные слова; он не мог вспомнить, что произошло накануне. Итак, если Х.М. имел интервью на следующий день после предыдущего интервью, он почти ничего не помнит об интервью или событиях во время него.Это исследование ясно показало, что гиппокамп имеет решающее значение для формирования памяти. Но тогда как Х.М. имел большие трудности с формированием новых воспоминаний о фактах и ​​событиях, у него все еще были все его старые воспоминания о фактах и ​​событиях. В частности, у него были все его детские воспоминания и все его воспоминания до операции. Этот тип дефицита памяти называется антероградной амнезией . (Напротив, ретроградная амнезия относится к потере старых воспоминаний.) Исследования H.М. ясно указал, что, хотя гиппокамп имеет решающее значение для формирования новых воспоминаний, он не является местом хранения старых воспоминаний. Теперь известно, что эти старые воспоминания хранятся в других частях мозга, например, в лобной коре. Процесс преобразования первоначально лабильной памяти в более устойчивую форму называется консолидацией . Этот процесс включает в себя хранение памяти в другой части мозга, чем исходное место ее кодирования.

Х.М. был также интересен тем, что, хотя его способность формировать новые воспоминания о фактах и ​​событиях была серьезно нарушена, он мог формировать новые воспоминания о навыках и привычках. Хотя он мог формировать новые воспоминания о навыках и привычках, он не знал, что у него есть навыки! Он не осознавал память; он не мог заявить, что он у него есть. Это открытие ясно показало, что память о навыках и привычках формируется в гиппокампе на , а не на . В совокупности мы узнали из этих исследований H.М. и других больных, что память распределена по всей нервной системе, и в опосредовании разных видов памяти участвуют разные области мозга.

На рис. 7.7 обобщаются многолетние исследования анатомического локуса систем памяти. Медиальная височная доля и такие структуры, как гиппокамп, связаны с воспоминаниями о фактах и ​​событиях; полосатое тело связано с воспоминаниями о навыках и привычках; неокортекс участвует в прайминге; миндалевидное тело связано с эмоциональными воспоминаниями; и мозжечок с простыми формами ассоциативного обучения.Нижние отделы головного мозга и спинной мозг содержат еще более простые формы обучения. Таким образом, память не хранится в одном месте мозга. Он распределяется в разных частях мозга .

Рисунок 7.7
Системы памяти и их анатомические локусы. (Изменения Сквайра и Ноултона, 1994 г.)

7.4 механизма памяти

Модельные системы для изучения механизмов памяти

Рисунок 7.8
Aplysia californica и ее нервные клетки.

Многое из того, что было известно о нейронных и молекулярных механизмах обучения и памяти, было получено благодаря использованию так называемых «модельных систем», поддающихся клеточному анализу.Одна из таких модельных систем показана на рис. 7.8А. Aplysia californica встречается в приливных бассейнах вдоль побережья Южной Калифорнии. Это около шести дюймов в длину и весит около 150 граммов. На первый взгляд это бесперспективное существо, но нейробиологи использовали технические преимущества этого животного, чтобы получить фундаментальное представление о молекулярных механизмах памяти. Действительно, новаторские открытия Эрика Кандела с использованием этого животного были отмечены получением им Нобелевской премии по физиологии и медицине в 2000 году. Aplysia имеют три технических преимущества.

Во-первых, он демонстрирует простые формы недекларативного (имплицитного) обучения, такие как классическое (Павловское) обусловливание, оперантное обусловливание и сенсибилизация.

Во-вторых, Aplysia имеют очень простую нервную систему. По сравнению с сотнями миллиардов нервных клеток в человеческом мозгу, вся нервная система этого животного насчитывает всего около 10 000 клеток. Эти клетки распределены по разным ганглиям, как показано на рисунке 7.8Б. В каждом ганглии, подобном этому, всего около 2000 клеток, но они способны опосредовать или контролировать ряд различных видов поведения. Это означает, что любое поведение может контролироваться 100 нейронами или даже меньше. Можно изучить всю нейронную цепь, лежащую в основе поведения, а затем, после обучения животного, можно изучить нейронную цепь, чтобы определить, что изменилось в цепи, лежащей в основе памяти.

В-третьих, ганглии содержат очень большие нейроны.На рис. 7.8В показан ганглий под препаровальным микроскопом. Его диаметр составляет около 2 мм. Сферические структуры ганглиев представляют собой клеточные тела отдельных нейронов. Каждый нейрон идентифицируем и имеет уникальную локализацию и функцию. Связанное с этим преимущество заключается в том, что отдельные нейроны могут быть удалены и помещены в культуральную среду, где они могут выжить в течение многих дней. В самом деле, из ганглиев можно удалить несколько нейронов, и они восстановят свои нормальные синаптические связи, тем самым предоставив очень мощную экспериментальную систему для изучения физиологии нервных клеток и свойств связей между ними.На рис. 7.8C показан пример сенсорного нейрона (маленькая клетка справа) и моторного нейрона (большая клетка слева) в культуре. На микрофотографии можно увидеть тень микроэлектрода, проколовшего сенсорный нейрон, и тень микроэлектрода, проколовшего двигательный нейрон для проведения внутриклеточной записи.

Сенсибилизация, простая форма недекларативного обучения, поддающаяся детальному клеточному анализу

Рис. 7.9
Рисунок Aplysia (A) и график данных (B) сенсибилизации.

 

А. Б. С.

Рисунок 7.10
Рефлекторные реакции контрольного животного (А), животного, прошедшего сенсибилизирующий тренинг (В), и сенсибилизированного животного (С).

На рисунках 7.9 и 7.10 показано простое поведение животного и простая форма обучения, называемая сенсибилизацией. Животное тестируют, стимулируя его хвост слабым электрическим током (7.9) или слабым механическим постукиванием (7.10). Эти стимулы вызывают защитный рефлекс отдергивания тела, включая хвост и близлежащие участки, такие как жабры и мясистый носик, называемый сифоном. В ответ на тестовые стимулы, подаваемые каждые пять минут, отдергивания достаточно надежны.Каждый раз они имеют примерно одинаковую продолжительность (рис. 7.9В, С, 7.10А). Но если сильный вредный стимул (например, удар электрическим током) воздействовать на другую часть тела животного, например, на стенку его тела, последующие тестовые стимулы на хвост дают усиленную реакцию (рис. 7.9Б и 7.10Б). Это пример простой формы обучения, называемой сенсибилизацией. Его определяют как усиление реакции на тестовый стимул в результате воздействия на животное сильного, как правило, вредного раздражителя.В некотором смысле животное узнает, что оно находится в «пугающей» среде. Сенсибилизация — это повсеместная форма обучения, которой обладают все животные, включая человека.

Нервная цепь и механизмы сенсибилизации

  1. Нейронная цепь.  Мы можем воспользоваться большими нервными клетками Aplysia, и возможностью делать внутриклеточные записи с их помощью, чтобы проработать лежащую в основе нервную цепь. На рис. 7.11 в упрощенном виде показаны ключевые компоненты лежащей в основе нейронной цепи.Стимуляция кожи активирует сенсорные нейроны (СН) (здесь показан только один из них), которые образуют глутаматергические возбуждающие синаптические связи (треугольники) с моторными нейронами (МН). Если суммарный синаптический вход в моторные нейроны достаточно велик, моторные нейроны будут активированы, и потенциалы действия будут распространяться из ганглия, вызывая возможное сокращение мышцы. Таким образом, стимуляция кожи возбуждает сенсорные нейроны, сенсорные нейроны активируют моторные нейроны, а моторные нейроны сокращают мышцы.Кроме того, должно быть очевидно, что чем больше активация моторных нейронов, тем сильнее будет последующий рефлекторный ответ. Этот рефлекс у Aplysia подобен коленному рефлексу или рефлексу растяжения, опосредованному аналогичными схемами в спинном мозге позвоночных.

    Рис. 7.11
    Нейронная цепь защитного рефлекса отдергивания.


  2. Механизмы сенсибилизации. Сенсибилизирующие стимулы приводят к высвобождению нейротрансмиттера серотонина (5-НТ) (обозначен ячейкой, помеченной IN и окрашенной в фиолетовый цвет на рис. 7.11). 5-HT модулирует силу связи между сенсорным нейроном и двигательным нейроном. Потенциал действия в сенсорном нейроне до обучения вызывает небольшой возбуждающий постсинаптический потенциал (ВПСП) в двигательном нейроне (рис. 7.12А). Но после подачи сенсибилизирующего стимула потенциал действия в сенсорном нейроне приводит к увеличению синаптического потенциала в двигательном нейроне (рис.12С). Больший синаптический потенциал мотонейрона увеличивает вероятность того, что мотонейрон активируется в большей степени и вызовет большее сокращение мышцы (т. е. сенсибилизацию).

Один из принципов обучения и памяти, выведенный из исследований этого простого животного, и этот принцип справедлив и для нашего мозга, заключается в том, что обучение включает изменения в силе синаптических связей между нейронами .Обучение происходит не за счет реорганизации нервной системы или роста новых нейронов. Что изменилось, так это то, что изменена сила ранее существовавшего соединения.

Теперь мы можем пойти дальше в этом анализе и задаться вопросом, какие биохимические механизмы лежат в основе обучения и памяти. Мы разделим обсуждение на две временные области памяти; кратковременная память и долговременная память. Мы уже обсуждали различные типы памяти, такие как декларативная и недекларативная память.Существуют также различные временные области памяти. Кратковременная память подобна памяти телефонного номера, которая длится несколько минут, а долговременная память — это воспоминания, которые длятся дни, недели или всю жизнь.

Рисунок 7.12A
До сенсибилизации. Сдвиньте синий шар, чтобы управлять анимацией.

Рис. 7.12B
Во время сенсибилизации. Сдвиньте синий шар, чтобы управлять анимацией.

Рисунок 7.12C
После сенсибилизации. Управляйте анимацией, перемещая синий шарик.

  1. Механизмы кратковременной сенсибилизации. Механизмы кратковременной памяти для сенсибилизации проиллюстрированы на рисунке 7.12Б. Сенсибилизирующий раздражитель приводит к высвобождению нейротрансмиттера 5-НТ. 5-HT связывает два типа рецепторов на сенсорном нейроне; один связан с системой DAG/PKC, а другой связан с циклической системой AMP/PKA. Это те же общие каскады, которые вы изучали в биохимии. Механизмы обучения развились, чтобы использовать некоторые биохимические механизмы, которые уже присутствуют во всех клетках, и использовать их специально для механизма памяти в нервных клетках. Протеинкиназы оказывают два типа действий.Во-первых, они регулируют свойства различных мембранных каналов (маленькие ворота на иллюстрации (рис. 7.12) представляют собой мембранные каналы, лежащие в основе инициации и реполяризации потенциала действия). Следовательно, после сенсибилизирующего стимула количество кальция, поступающего в синаптическое окончание во время потенциала действия и вызывающего высвобождение медиатора, будет увеличиваться. Кроме того, модуляция мембранных каналов приводит к повышению возбудимости сенсорного нейрона, в результате чего большее количество потенциалов действия будет вызываться тестовым раздражением кожи.Во-вторых, киназы регулируют другие клеточные процессы, участвующие в высвобождении медиатора, такие как размер пула синаптических пузырьков, доступных для высвобождения в ответ на приток Ca 2+ при каждом потенциале действия. Наконец, 5-НТ приводит к изменению свойств постсинаптического мотонейрона. В частности, 5-HT приводит к увеличению количества глутаматных рецепторов. Последствия этих процессов можно увидеть, сравнив силу синаптической связи, созданной ранее одним потенциалом действия (рис. 7.12А) и после (рис. 7.12С) сенсибилизации. Конкретные детали всех течений и процессов не имеют решающего значения. Однако важно знать общие принципы. Один из принципов заключается в том, что обучение предполагает использование систем вторичных мессенджеров. Здесь задействованы как системы протеинкиназы С (ПКС), так и системы протеинкиназы А (ПКА). Это достаточно общий принцип. В каждом когда-либо изученном примере обучения, будь то позвоночные или беспозвоночные, задействованы системы вторичных мессенджеров.Второй принцип состоит в том, что память включает модуляцию каналов нейронной мембраны . Они могут включать каналы, которые непосредственно регулируют высвобождение медиатора (например, каналы Ca 2+ в пресинаптических нейронах), каналы, которые регулируют возбудимость нейронов, и каналы, которые опосредуют синаптические ответы в постсинаптических нейронах. Третий принцип заключается в том, что циклический AMP является одним из важнейших вторичных мессенджеров, задействованных в памяти . Зная эту информацию, вы можете начать думать о том, как можно улучшить память, основываясь на ваших знаниях лежащей в ее основе биохимии.

Мы обсудили механизм кратковременной памяти. Это «кратковременно», потому что память преходяща, и это так, потому что основные биохимические изменения преходящи. Продолжительность памяти зависит от того, как долго фосфорилируются различные белки-субстраты (например, мембранные каналы). ПКА будет активирован только на короткое время после краткого стимула, потому что циклический АМФ будет деградировать, а уровень ПКА снизится. Протеиновые фосфатазы удаляют фосфатные группы белков-субстратов, которые «хранят» память.

Рис. 7.13
Структурные изменения сенсорных нейронов, связанные с длительной сенсибилизацией. (С изменениями из M. Wainwright et al., J. Neurosci. 22:4132-4141, 2002.)

  1. Механизмы длительной сенсибилизации.   Между кратковременной и долговременной памятью есть два основных различия. Долгосрочные воспоминания связаны с изменениями в синтезе белка и регуляции генов, тогда как кратковременные воспоминания этого не делают.И долговременные воспоминания во многих случаях связаны со структурными модификациями. На рис. 7.13 показаны примеры отростков двух сенсорных нейронов, заполненных красителем: один от нетренированного животного, а другой от обученного. Показаны толстый аксональный отросток нейрона и множество тонких ответвлений. Вдоль ветвей видны небольшие точечные вздутия или варикозы. Эти варикозы представляют собой пресинаптические окончания сенсорных нейронов, которые вступают в контакт с другими нейронами, такими как двигательные нейроны.(Моторные нейроны не видны, поскольку красителем были заполнены только сенсорные нейроны.) В части B на рис. 7.13 показан пример сенсорного нейрона, которому был введен краситель у нетренированного животного, а в части A показан нейрон, который заполняли красителем через 24 ч после сенсибилизирующего тренинга. Между этими двумя нейронами есть большая разница. Нейрон обученного животного имеет большее количество ветвей и большее количество синаптических варикозов, чем нейрон необученного животного.Следовательно, долговременная память включает в себя изменения в структуре нейронов, в том числе рост новых отростков и синапсов. Итак, в той мере, в какой вы вспомните что-нибудь об этом материале в памяти завтра, или на следующей неделе, или в следующем году, это будет потому, что в вашем мозгу начинаются структурные изменения в синапсах!

Рисунок 7.14
Гены, участвующие в долговременной сенсибилизации.

Учитывая, что долговременная память связана с изменениями в экспрессии генов, основная цель нейробиологов состоит в том, чтобы идентифицировать конкретные гены и белки, которые участвуют в долговременной памяти. На рис. 7.14 показаны некоторые гены и белки, участвующие в долговременной сенсибилизации. Обратите внимание, что цАМФ, один из вторичных мессенджеров, участвующих в кратковременной памяти, также участвует в индукции долговременной памяти.Но теперь, помимо своего влияния на фосфорилирование мембранных каналов, цАМФ через PKA фосфорилирует факторы транскрипции, такие как CREB ( c AMP r esponsive e lement b inding белок). Факторы транскрипции, такие как CREB, при фосфорилировании способны регулировать экспрессию генов, что приводит к изменениям экспрессии белков, важных для индукции и поддержания долговременных изменений синаптической силы и, следовательно, долговременной памяти.

Обратите внимание, что не существует единого «волшебного гена памяти» — скорее, индукция и поддержание памяти даже в одном нейроне включает в себя участие множества генов и белков, которые действуют синергетически, изменяя свойства нейронов и регулируя свойства нейрона и силу синапса. Также обратите внимание, что изменения в экспрессии генов не происходят сразу — существуют разные фазы. Некоторые изменения в экспрессии генов происходят рано, некоторые даже через 24 часа после обучения.

Долговременная потенциация (LTP): вероятный синаптический механизм декларативной памяти

Считается, что устойчивая форма синаптической пластичности, называемая долговременной потенциацией (ДП), участвует во многих примерах декларативной памяти. Он присутствует в гиппокампе, который, как известно, участвует в декларативной памяти. LTP можно изучать на препаратах срезов головного мозга, где к афферентным волокнам может быть нанесен электрический разряд (тестовый стимул), а результирующий суммарный ВПСП может быть зарегистрирован в постсинаптическом нейроне (рис.15А). Если проводящий путь стимулируется неоднократно (например, каждую минуту), амплитуда ВПСП остается постоянной (рис. 7.15Б).

Подача короткой последовательности высокочастотных (100 Гц) стимулов (например, столбняка) продолжительностью 1 с к афферентному нерву вызывает два типа усиления в постсинаптических нейронах. Во-первых, существует временное облегчение, называемое посттетанической потенциацией (ПТП), которое исчезает через несколько минут. Во-вторых, за PTP следует очень устойчивое усовершенствование EPSP, называемое LTP.LTP — это своего рода механизм, необходимый для хранения долговременной памяти (рис. 7.15B).

Рисунок 7.16
Анимация индукции и экспрессии LTP.

Рецептор глутамата типа NMDA имеет решающее значение для некоторых форм LTP, в частности LTP в синапсах CA3-CA1 в гиппокампе. Постсинаптические шипы нейронов СА1 имеют два типа рецепторов глутамата; Рецепторы глутамата типа NMDA и рецепторы глутамата типа AMPA (рис. 7.16А). Оба рецептора проницаемы для Na + и K + , но NMDA-тип имеет две дополнительные особенности. Во-первых, помимо того, что он проницаем для Na + , он также обладает значительной проницаемостью для Ca 2+ . Во-вторых, этот канал обычно блокируется Mg 2+ .

Даже если глутамат связывается с рецептором NMDA и вызывает конформационные изменения, оттока K + или притока Na + и Ca 2+ не происходит, потому что канал «закупорен» или заблокирован Mg 2+ .Таким образом, слабый тестовый стимул не откроет этот канал, так как он заблокирован Mg 2+ . Слабый тестовый стимул вызовет ВПСП, но этот ВПСП будет опосредован АМРА-рецептором. Как будто рецептора NMDA даже не было.

Теперь рассмотрим последствия доставки столбняка (рис. 7.16B). Во время столбняка происходит пространственное и временное суммирование ВПСП, продуцируемых множественными афферентными синапсами на общей постсинаптической клетке (рис. 7.15А). Следовательно, мембранный потенциал постсинаптического нейрона будет значительно деполяризован, в гораздо большей степени, чем деполяризация, вызванная единичным тестовым афферентным стимулом. Поскольку внутренняя часть клетки становится положительной при большом синаптическом входе, положительно заряженный Mg 2+ отталкивается внутренней положительностью и «выбрасывается» из канала. Теперь канал отключен, и Ca 2+ может проникнуть в позвоночник через незаблокированный рецептор NMDA. Ca 2+ , попадая в клетку, активирует различные протеинкиназы, которые затем запускают долговременные изменения.Одним из компонентов долговременных изменений является внедрение новых АМРА-рецепторов в постсинаптическую мембрану (рис. 7.16С). Следовательно, после столбняка медиатор, высвобождаемый из пресинаптического нейрона тестовым стимулом, будет связываться с большим числом рецепторов постсинаптического нейрона. Если больше рецепторов связано и, следовательно, открыто, будет произведен более крупный (потенцированный) ВПСП (т. е. ДП) (рис. 7.16С). Помимо увеличения количества постсинаптических AMPA-рецепторов, есть данные, что большее количество медиатора высвобождается из пресинаптических нейронов.Комбинация пресинаптических и постсинаптических эффектов будет действовать синергетически, увеличивая размер синаптического потенциала в постсинаптических нейронах. Обратите внимание, что этот пример синаптического механизма для декларативной памяти имеет некоторое сходство с синаптическим механизмом для примера недекларативной памяти (сенсибилизация), рассмотренным ранее. Хотя конкретные детали различаются, оба включают активацию систем вторичных мессенджеров и регуляцию мембранных каналов. Таким образом, на фундаментальном механистическом уровне, по-видимому, нет существенных различий между двумя основными классами систем памяти.Основное различие, по-видимому, заключается в области мозга и нейронной цепи, в которую встроен механизм обучения.

7.5 Расширение памяти

Рисунок 7.17
График данных улучшенной памяти у трансгенных мышей.

Зная некоторые гены и белки, участвующие в памяти, мы можем использовать эту информацию, чтобы попытаться проверить роль определенных белков в памяти, а также улучшить память.Одним из экспериментальных способов решения этой проблемы является использование трансгенной технологии, при которой интересующий ген может быть сверхэкспрессирован в организме животного путем введения его в яйцеклетку. Когда потомство становится взрослым, можно проверить его результаты в тестах на память. Пример такого подхода показан на рис. 7.17. Здесь роль рецептора NMDA исследовали Джо Циен и его коллеги, работавшие в то время в Принстонском университете. Если рецепторы NMDA важны для индукции LTP, а LTP важен для декларативной памяти, можно было бы ожидать, что животные, у которых было большее количество рецепторов NMDA, обучались бы с большей готовностью.Рецепторы NMDA были сверхэкспрессированы у мышей, и мышей тестировали в тесте распознавания объектов, который обсуждался ранее в этой главе.

Чтобы оценить эффективность мыши в задаче распознавания объектов, экспериментатор измеряет количество времени в течение некоторого предопределенного периода, которое мышь тратит на изучение одного объекта, по сравнению с количеством времени, которое мышь тратит на изучение другого объекта. Если мышь вспомнит, что она уже видела один из объектов ранее, она потратит больше времени на изучение нового.Как показано на рис. 7.17, через час после первоначального предъявления объектов мыши очень хорошо справляются с тестом. Действительно, они верны примерно в 100% случаев. Они знают новый объект. Однако через день производительность памяти довольно низкая, а через три дня еще хуже. К одной неделе мыши не проявляют памяти узнавания.

А как насчет мышей, получивших дополнительные рецепторы NMDA? Теперь через день после тренировки у них отличная память! Таким образом, дополнительные рецепторы привели к улучшению работы памяти.Это хорошая новость, но плохая новость заключается в том, что через неделю память не улучшилась. Этот несколько разочаровывающий вывод не должен вызывать удивления. Хотя рецепторы NMDA важны для памяти, это еще не все. Как указывалось ранее в этой главе, память включает в себя синергетическое взаимодействие нескольких генов и белков. Таким образом, для дальнейшего улучшения памяти необходимо будет манипулировать несколькими генами. В настоящее время это сделать сложно, но, вероятно, в ближайшем будущем это станет возможным.Также будет возможно сверхэкспрессировать интересующие гены в целевых областях человеческого мозга. Будущее лечения людей с нарушениями памяти выглядит многообещающим.

 

Эта анимация, созданная аспирантами Джулией Хилл и Наталией Розас Де О’Лафлин из аспирантской программы по неврологии Медицинской школы Макговерна при UTHealth, объясняет концепцию синаптической пластичности.В 2011 году он занял третье место в первом конкурсе видеороликов Общества нейронауки о мозге.

 

 

Проверьте свои знания

50-летний пациент с недавним повреждением гиппокампа в результате инсульта, вероятно, будет иметь все следующие дефициты, КРОМЕ:

A. Трудности в изучении новых фактов

B. Трудно описать недавнее событие

С.Сложность изучения нового словарного слова

D. Трудно вспомнить детское воспоминание

E. Трудности с запоминанием лица

50-летний пациент с недавним повреждением гиппокампа в результате инсульта, вероятно, будет иметь все следующие дефициты, КРОМЕ:

A. Трудности в изучении новых фактов Этот ответ НЕВЕРЕН.

Гиппокамп участвует в декларативной памяти, включая память на факты.

B. Трудно описать недавнее событие

C. Трудности в изучении нового словарного слова

D. Трудно вспомнить детское воспоминание

E. Трудности с запоминанием лица

50-летний пациент с недавним повреждением гиппокампа в результате инсульта, вероятно, будет иметь все следующие дефициты, КРОМЕ:

А.Трудности в изучении новых фактов

B. Трудно описать недавнее событие Этот ответ НЕВЕРЕН.

Гиппокамп участвует в декларативной памяти, включая память на недавние события.

C. Трудности в изучении нового словарного слова

D. Трудно вспомнить детское воспоминание

E. Трудности с запоминанием лица

50-летний пациент с недавним повреждением гиппокампа в результате инсульта, вероятно, будет иметь все следующие дефициты, КРОМЕ:

А.Трудности в изучении новых фактов

B. Трудно описать недавнее событие

C. Трудности в изучении нового словарного слова Этот ответ НЕВЕРЕН.

Гиппокамп участвует в декларативной памяти, включая память на словарные слова (семантическая память).

D. Трудно вспомнить детское воспоминание

E. Трудности с запоминанием лица

50-летний пациент с недавним повреждением гиппокампа в результате инсульта, вероятно, будет иметь все следующие дефициты, КРОМЕ:

А.Трудности в изучении новых фактов

B. Трудно описать недавнее событие

C. Трудности в изучении нового словарного слова

D. Трудно вспомнить детское воспоминание. Это ПРАВИЛЬНЫЙ ответ!

Гиппокамп участвует в формировании новых воспоминаний, но не в хранении старых воспоминаний после их консолидации.

Э.С трудом запоминаю лицо

50-летний пациент с недавним повреждением гиппокампа в результате инсульта, вероятно, будет иметь все следующие дефициты, КРОМЕ:

A. Трудности в изучении новых фактов

B. Трудно описать недавнее событие

C. Трудности в изучении нового словарного слова

D. Трудно вспомнить детское воспоминание

Э.Трудности с запоминанием лица Этот ответ НЕВЕРНЫЙ.

Гиппокамп участвует в распознавании объектов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Краткосрочная память может включать все следующие процессы, КРОМЕ:

А.Регуляция экспрессии генов

B. Активация систем второго мессенджера

C. Модуляция мембранных каналов

D. Модуляция выпуска передатчика

Краткосрочная память может включать все следующие процессы, КРОМЕ:

A. Регуляция экспрессии генов. Ответ ПРАВИЛЬНЫЙ!

Регуляция экспрессии генов связана с долговременной памятью, а не с кратковременной памятью.

B. Активация систем второго мессенджера

C. Модуляция мембранных каналов

D. Модуляция выпуска передатчика

Краткосрочная память может включать все следующие процессы, КРОМЕ:

A. Регуляция экспрессии генов

B. Активация систем второго мессенджера. Это НЕВЕРНЫЙ ответ.

Активация систем вторичных мессенджеров, таких как цАМФ, связана с кратковременной памятью.

C. Модуляция мембранных каналов

D. Модуляция выпуска передатчика

Краткосрочная память может включать все следующие процессы, КРОМЕ:

A. Регуляция экспрессии генов

Б.Активация систем второго мессенджера

C. Модуляция мембранных каналов Ответ НЕВЕРНЫЙ.

И потенциалозависимые, и передатчикоуправляемые каналы связаны с кратковременной памятью.

D. Модуляция выпуска передатчика

Краткосрочная память может включать все следующие процессы, КРОМЕ:

А.Регуляция экспрессии генов

B. Активация систем второго мессенджера

C. Модуляция мембранных каналов

D. Модуляция срабатывания передатчика. Это НЕВЕРНЫЙ ответ.

Изменения синаптической силы связаны с кратковременной памятью.

 

 

 

 

 

 

 

 

Классическое кондиционирование является примером:

А.Семантическая память

Б. Эпизодическая память

C. Неявная память

D. Декларативная память

E. Неассоциативная память

Классическое кондиционирование является примером:

A. Семантическая память Это НЕВЕРНЫЙ ответ.

Семантическая память — это тип декларативной памяти, тогда как классическая обусловленность — это тип недекларативной (имплицитной) памяти.

Б. Эпизодическая память

C. Неявная память

D. Декларативная память

E. Неассоциативная память

Классическое кондиционирование является примером:

А. Семантическая память

B. Эпизодическая память Это НЕВЕРНЫЙ ответ.

Эпизодическая память — это тип декларативной памяти, тогда как классическая обусловленность — это тип недекларативной (имплицитной) памяти.

C. Неявная память

D. Декларативная память

E. Неассоциативная память

Классическое кондиционирование является примером:

А. Семантическая память

Б. Эпизодическая память

C. Неявная память. Это ПРАВИЛЬНЫЙ ответ!

Д.Декларативная память

E. Неассоциативная память

Классическое кондиционирование является примером:

А. Семантическая память

Б. Эпизодическая память

C. Неявная память

D. Декларативная память Это НЕВЕРНЫЙ ответ.

Классическое обусловливание является примером недекларативной памяти.

E. Неассоциативная память

Классическое кондиционирование является примером:

А. Семантическая память

Б. Эпизодическая память

C. Неявная память

D. Декларативная память

E. Неассоциативная память Это НЕВЕРНЫЙ ответ.

Post A Comment

Ваш адрес email не будет опубликован.