Нейронно-структурные модели памяти

Наряду с исследованием механизмов памяти, которые действуют уже на уровне отдельного нейрон, продолжается изучение уровневой организации процессов памяти, в частности роли, подкорковых структур в этих процессах.

Опыты с иссечением участков коры больших полушарий головного мозга и электрофизиологическими исследования показывают, что "запись" каждого события распределена по более или менее обширным зонам мозга (лешли).

Главная роль в образовании кратковременной памяти отводится лобным долям. Поэтому после удаления лобных долей подопытные животные перестают различать определённые раздражители, действующие короткое время, и наоборот - при тестах на кратковременную память аналогичные изменения обнаруживаются только в лобных отделах коры мозга.

В какой части мозга локализуются долговременная память?

Существенную роль здесь играют и некоторые подкорковые образования. Нейрофизиологи доказали, что за поддержание избирательной способности памяти, за предохранение её от ошибок отвечают глубокие структуры лобных долей. Можно предполагать, что подкорковые структуры участвуют в образовании динамического "пейсмейкерного" механизма в мозге. Закодированное возбуждение, порождаемое и направляемое пейсмейкерами, передаётся на другие звенья системы при обеспечении психической деятельности.

Опыты показали, что "кладовая долговременной памяти" находится скорее всего в височных отделах коры. Но наряду с той частью коры полушарий, которые "квалифицируются" как кладовая памяти к восприятию и хранению информации имеют отношение и остальные отделы коры. Височные доли коры являются самыми ответственными "архивариусами" долговременной памяти. Оба полушария осведомляются одновременно. Если выключить кору правого полушария, будет потеряна память на пространственные взаимосвязи, на лица, мелодии, абстрактные зрительные образы.

Исследования Г.Винокура показали (Winocur G. Anterograde and retrograde amnesia in rats with dorsal hippocampal or dorsemedial thalamic lesions // Behavioral Brain Research. 1990, 32, 145-154), что в процессах памяти, особенно в условиях неопределенности, очень важную роль играют лимбическая система и диэнцефалические структуры, в частности гиппокамп. Так, с помощью позитронно-эмиссионнной томографии удалось зафиксировать, что, когда люди воспроизводят по памяти слова, имена, образы или события, т.е. когда происходит обращение к декларативной памяти, то происходит активизация гиппокампа. Причем, при нарушениях левой части гиппокампа затрудняется воспроизведение вербальной информации, а при нарушениях правой - воспроизведение информации, связанной с визуальными образами и когнитивными картами. При полном разрушении гиппокампа стираются воспоминания лишь последнего месяца, но воспоминания об остальных событиях жизни сохраняются, что заставляет предположить, что гиппокамп выполняет роль временного хранилища, из которого информация попадает в другие участки мозга для постоянного хранения.

Также выявлено, что повреждение миндалины приводят к тому, что нарушается запоминание эмоциональных событий. В частности, у животных и людей с такими повреждениями не удается сформировать условный рефлекс страха на болевую ситуацию (Bechara A., Tranel D., Domaso H. et al. Double dissociation of conditioning and declarative knowledge relative to the amygdala and hippocampus in humans // Science. 1995, 269, 1115-1118).

Р.Стикголд и его коллеги подобрали группу из 27 добровольцев. Среди них были и новички игры в тетрис, и эксперты, и люди, страдающие амнезией - потерей памяти вследствие какой-то травмы или болезни. Как здоровые, так и страдающие амнезией говорили, что им снились падающие и крутящиеся блоки. Правда, им не снилась сама игра, а только сюжеты, каким-то образом связанные с механизмом тетриса. Именно после таких снов нормальные добровольцы значительно прогрессировали в игре. В отличие от них, добровольцы с амнезией не помнили, что они вообще играли в тетрис и не могли добиться улучшения своих навыков игры. По мнению доктора Стикголда, все это говорит о том, что "когда мозг формулирует сны, он делает это без связи с нашими знаниями о реальной жизни". Проблема людей, страдающих потерей памяти, состоит, видимо, в том, что при этом расстройстве плохо работает отдел головного мозга в основании височной части, называемый гиппокампом. Гиппокамп участвует в эмоциональных реакциях человека и в работе памяти. Существует предположение, что при расстройствах памяти мозг не обращается к гиппокампу для получения образов для снов. Однако именно здесь хранится информация о конкретных вещах или действиях. Поэтому люди с амнезией часто не помнят события и детали недалекого прошлого. В то же время они хорошо владеют общей информацией, так как она хранится уже в коре головного мозга. А кора не страдает при амнезии. Исследователи сделали вывод, что отдельные фазы сна необходимы мозгу, чтобы "разложить по полочкам" полученную за день информацию. "Множество фантастических, малообъяснимых снов, имеющих место в фазе быстрых глаз, - это попытки мозга найти перекрестное соответствие полученной информации с уже имеющейся. Иногда результат положительный, иногда нет", говорит доктор Стикголд. При этом если мозгу не удается никуда "всунуть" полученный опыт, то сны приобретают форму причудливых сюжетов. Возможно, именно они и являются самым ценным результатом работы мозга во время сна. Чем невероятнее сон, тем богаче становится имеющаяся в мозгу информация и опыт.

Серьёзно претендовать на роль подкорковой "кладовой памяти" может только гиппокамп (извилина полушария головного мозга, расположенная в основании височной доли), входящая в состав лимбической системы.

Участие гиппокампа в процессе запоминания было доказано в конце 19 века крупным русским невропатологом Е. С. Корсаковым. Он установил в клинических условиях, что у больных, у которых по той или иной причине были повреждены оба гиппокампа, изменений личности не наблюдалось: они адекватно реагировали на особые события. Но реакции этих больных были нормальными лишь до тех пор, пока протекало событие - раздражитель. Через несколько минут после окончания его действия больной о нём начисто забывал. Они не способны усваивать новую информацию.