Допрос 52. Моделирование памяти

1. Частотная фильтрация и память

2. Математическое моделирование памяти

\. Концепция частотной фильтрации предполагает, что обработка инфор­мации в зрительной системе осуществляется через нейронные комп­лексы, наделенные свойствами двумерных пространственно-частотных фильтров. Такие фильтры осуществляют анализ параметров стимула по принципу, описываемому разложением Фурье.

При этом механизмы хранения энграмм находят своеобразное выраже­ние в концепции пространственно-частотного анализа. Предполагает­ся, что в памяти фиксируется только гармонический состав нервных импульсов, а узнавание знакомых объектов упрощается за счет того, что отношение частот внутри гармонического состава не зависит от аб­солютной величины импульса. Именно поэтому для оперативной памя­ти требуется столь малый объем.

В контексте этой модели конкретные механизмы функционирования памяти еще далеко не ясны, однако показано, что различные простран­ственные частоты по-разному взаимодействуют с памятью: высокочас­тотная информация сохраняется в кратковременной памяти дольше, чем низкочастотная. Кроме того, нейронные механизмы, формирую­щие основные функциональные свойства фильтров, их пространствен­но-частотную избирательность, по-видимому, различным образом пред­ставлены в долговременной памяти.

2. Математическое моделирование на уровне суммарной биоэлектрической активности мозга применяется и при изучении памяти. Исходя из пред­ставлений об импульсном кодировании сигналов в памяти и цикличнос­ти нейронных процессов А.Н. Лебедев предлагает математическую модель, которая, используя некоторые характеристики основного ритма ЭЭГ, альфа-ритма, позволяет количественно оценить объем долговременной памяти и некоторые другие ее характеристики.

Физиологическими основами памяти, согласно А.Н. Лебедеву, служат пачки нейронных импульсов, способные циклически повторяться. Каждая пачкаимпульсов - своеобразная "буква" универсального нейронного кода,Сколько разных пачек по числу импульсов в каждой, столько разныхбукв в нейронном коде. Пачки импульсов возникают друг за другом и образуют ограниченные цепочки - кодовые слова. Каждой цепочке, то есть каждому кодовому слову, соответствует свой, порождающий еe ансамбль нейронов.

Синхронные импульсы многих нейронов ансамбля возникают друг за другом с промежутками около 1 мс, составляя группу, которая и является минимальной кодовой единицей памяти.

В результате каждому приобретенному образу памяти (слову, предмету, явлению и т. п.) соответствует свой нейронный ансамбль. Нейроны ансамбля, хранящие один образ, активизируются согласованно и циклически. Колебания клеточных потенциалов, связанные с импульсацией нейронов, создают повторяющийся узор биопотенциалов. Причем каждому образу соответствует свой собственный узор.

Часть нейронов ансамбля может "замолкать" или включаться в работу другого ансамбля, другого образа. При этом ансамбль не только приобретает нейроны (повторение), но теряет их (забывание). Предполагается, что работу одного ансамбля может обеспечить число нейронов от 100 до 1000. Нейроны одного ансамбля не обязательно размещаются рядом, однако часть нейронов любого образа с необходимостью располагается в ретикулярной формации ствола и промежуточного мозга, другие нейроны размещаются в старой и новой коре, в ее первичных, вторичных и третичных зонах.

А.Н. Лебедев предполагает, что узоры, образованные волнами активности

какого-либо ансамбля, повторяются чаще всего через 100 мс, то есть после каждого нервного импульса клетка "отдыхает", восстанавливался в течение 10 мс. Это так называемая относительная рефрактерная фаза снижающая способность нейрона включаться в коллективную деятельность под влиянием притекающих к нему импульсов от других нейронов.

Использованные источники:

Марютина Т.М., Ермолаев О.Ю. Психофизиология: Учебное пособие. С. 94 - 96м

 

Вопрос 53. Биохимия памяти

1. "Молекулы памяти"

2. Медиаторные системы

3. Значение биохимических исследований памяти

Концепции биохимического кодирования индивидуального опыта в памя­ти опираются на две группы фактов:

образование в мозге при обучении новых биохимических факторов (на­пример "пептидов памяти");

возможность передачи приобретенной информации необученному моз­гу с помощью этих факторов.

Первые гипотезы, связывающие запечатление информации с биохими­ческими изменениями в нервной ткани, родились на основе широко изве­стных в 60-е гг. опытов Г. Хидена, когда было показано, что образование следов памяти сопровождается изменениями свойств РНК и белка в нейронах.

Выяснилось, что раздражение нервной клетки увеличивает в ней содер­жание РНК и оставляет длительные биохимические следы, сообщаю­щие клетке способность резонировать в ответ на повторные действия одних и тех же раздражителей.

Таким образом, было установлено, что РНК играет важную роль в ме­ханизмах формирования и сохранения следов памяти.

Однако в более поздних работах было показано, что в консолидации энграмм памяти ведущую роль играет ДНК, которая может служить хра­нилищем не только генетической, но и приобретенной информации, а РНК обеспечивает передачу специфического информационного кода. В настоящее время идея существования биохимических факторов, спо­собных к сохранению и переносу информации, большинством исследо­вателей воспринимается критически. Считается, что гипотеза молекуляр­ного кодирования индивидуального опыта не имеет прямых фактических доказательства.

Медиаторам - химическим посредникам в синаптической передаче ин­формации - придается большое значение в обеспечении механизмов долговременной памяти. Основные медиаторные системы головного мозга принимают самое непосредственное участие в обучении и формирова­нии энграмм памяти. Так, экспериментально установлено, что умень­шение количества норадреналина замедляет обучение, вызывает амне­зию и нарушает извлечение следов из памяти.

Р.И. Кругликов (1986) разработал концепцию, в соответствии с которой в основе долговременной памяти лежат сложные структурно-химические преобразования на системном и клеточном уровнях головного мозга.

Показано, что под влиянием обучения увеличивается количество холи-норецепторов, то есть рецепторов, расположенных на теле нейрона и отвечающих за обнаружение медиатора ацетилхолина.

В процессе образования условного рефлекса повышается чувствительность соответствующих нейронов к ацетилхолину, что облегчает обучение, ускоряет запоминание и способствует более быстрому извлечению следа из памяти. В то же время вещества, препятствующие действию ацетилхолина, нарушают обучение и воспроизведение, вызывая амнезию (потерю памяти).

3. Биохимические методы, которые позволяют проникнуть в последовательность процессов, происходящих в синаптических мембранах с последующим синтезом новых белков, привлекают многих исследователей! памяти. На этом пути ожидаются новые яркие открытия. Предполагается, например, что для различных видов памяти в ближайшем будущем будут выявлены различия в биохимических процессах.

Тем не менее следует подчеркнуть, что интенсивные биохимические исследования привели к явной переоценке и автономизации клеточно-молекулярного уровня изучения механизмов памяти. Как указывает C. Роуз, эксперименты, проводимые только на клеточном уровне, слишком ограничены и, по-видимому, не способны ответить на вопрос, как мозг человека запоминает, например, сложные симфонические парти­туры или извлекает из памяти данные, необходимые для разгадывания простого кроссворда.

Для более полного знания специфики функционирования процессов памяти необходим переход на уровень сложных мозговых систем, где многие нейроны соединены между собой морфологическими и функциональными связями. При этом психофизиологические исследования на здоровых людях позволяют изучать процессы переработки и хранения! информации, а изучение больных с различного рода амнезиями, возникающими после повреждения мозга, позволяет глубже проникать в тайны памяти.

Использованные источники:

Марютина Т.М., Ермолаев О.Ю. Психофизиология: Учебное пособие. С. 96 - 99.

 

Вопрос 54. Эмоции

1. Понятие об эмоции
2. Характеристики эмоциональных явлений

 

Эмоции - особый класс психических процессов и состоянии, связанных с потребностями и мотивами, отражающих в форме непосредственных субъективных переживаний (удовлетворения, радости, страха и т. д.) значимость действующих на индивида явлений и ситуаций.

Сопровождая практически любые проявления жизненной активности человека, эмоции служат одним из главных механизмов внутренней регуляции психической деятельности и поведения, направленных на удовлетворение потребностей.

5. По критерию длительности эмоциональных явлений выделяют:

эмоциональный фон, или эмоциональное состояние - в большей степени отражает общее глобальное отношение человека к окружающей ситуа­ции, к себе самому и связано с его личностными характеристиками;

эмоциональное реагирование - кратковременный эмоциональный ответ на то или иное воздействие, имеющий ситуационный характер.

Наиболее существенными характеристиками эмоций являются их знак -эмоции бывают положительные и отрицательные - и интенсивность.

Использованные источник:

Марютина Т.М., Ермолаев О.Ю. Психофизиология: Учебное пособие. С. 160.

Лимбическая система

/. Понятие лимбической системы

2. История исследования лимбической системы

3. Структура и функции лимбической системы

1. Возникновение и протекание эмоций тесно связано с деятельностью модулирующих систем мозга, причем решающую роль играет лимби-ческая система.

Лимбическая система - это комплекс функционально связанных между собой филогенетически древних глубинных структур головного мозга, участвующих в регуляции вегетативно-висцеральных функций и пове­денческих реакций организма.

2. Термин "лимбическая система" ввел в 1952 г. Мак-Лин.

Однако еще ранее, в 1937 г., Папец предположил наличие "анатомичес­кого" эмоционального кольца. В него входили гиппокамп, свод, мамил-лярные тела, переднее ядро таламуса и поясная извилина.

Папец считал, что любая афферентация, поступающая в таламус, раз­деляется на три потока: движения, мысли и чувства. Поток "чувств" цир­кулирует по анатомическому "эмоциональному кольцу", создавая та­ким образом физиологическую основу эмоциональных переживаний.

3. В своих основных частях лимбическая система сходна у всех млекопита­ющих.

К лимбической системе принято относить:

• круг Папеца (основа лимбической системы): гиппокамп - свод - мамил-лярные тела - переднее ядро таламуса - поясная извилина - гиппокамп;

• некоторые ядра гипоталамуса;

• миндалевидное тело, или миндалину (клеточное скопление величиной с орех);

• обонятельную луковицу;

• тракт и бугорок;

• неспецифические ядра таламуса;

• ретикулярную формацию среднего мозга.

В совокупности эти морфологические структуры образуют единую гипо- таламо-лимбико-ретикулярную систему.

Центральной частью лимбической системы является гиппокамп.

Кроме того, существует точка зрения, что передняя лобная область является неокортикальным продолжением лимбической системы.

Нервные сигналы, поступающие от всех органов чувств, направляясь по нервным путям ствола мозга в кору, проходят через одну или несколько лимбических структур - миндалину, гиппокамп или часть гипоталамуса. Сигналы, исходящие от коры, тоже проходят через эти структуры; различные отделы лимбической системы по-разному ответственны за формирование эмоций. Их возникновение зависит в большей степени от активности миндалевидного комплекса и поясной извилины. Од­нако лимбическая система принимает участие в запуске преимуществен­но тех эмоциональных реакций, которые уже апробированы в ходе накопления жизненного опыта.

Существуют убедительные данные в пользу того, что ряд фунда­ментальных человеческих эмоций имеет эволюционную основу.

Использованные источники: Марютина Т.М., Ермолаев О.Ю. Психофизиология: Учебное пособие. С. 160- 162\