Мозг. Как он устроен и что с ним делать - Илья Мартынов

После описанных выше исследований почти 50 лет никаких значимых подвижек в понимании этих процессов не происходило.

Нам уже известно, что нейрофизиолог Карл Лешли так и не обнаружил в мозге специализированного участка памяти. Но позднее, благодаря открытиям в медицине, на горизонте исследований действительно замаячили некоторые структуры, связанные с хранением информации.

Сегодня исследователи-физиологи выделяют особую структуру временной организации памяти. Давайте немного поговорим о ней, а потом перейдем к более существенным деталям. Рассмотрим ее работу на таком романтическом примере, как прикосновение человека, который вам симпатичен.

Допустим, есть коллега, который (которая) вам нравится. И вот однажды вы каким-то образом сталкиваетесь, и он (она) слегка касается вашей руки. Возможно, это случилось в лифте или в кафе на обеденном перерыве.

В этот момент в коже срабатывают рецепторы. Они передают сигнал в мозг.

Доли секунды прикосновение будет находиться в ведении иконической памяти. Ее еще называют перцептивной. Это своеобразный информационный след возбуждения в сенсорной системе осязания.

Что же дальше? Вот вы едете в лифте или идете из кафе. Вы прокручиваете этот момент в голове – ведь приятное было касание! И его (ее) рука словно вновь касается вас. Информация бегает по сетям вашего мозга какое-то время, пока вы не переключаетесь. Это кратковременная память.

Помните, мы говорили о нейронной модели стимула Соколова, когда обсуждали, как мы реагируем на стук в дверь?

Рабочий день закончился, и вдруг вы вновь вспоминаете то самое прикосновение. А потом на следующий день, собираясь на работу, вдруг еще раз… Потом на несколько дней или даже на неделю вы будто забываете про прикосновение. Но однажды вы вновь пересекаетесь с тем (той) же коллегой, просто взглядами. И в памяти вспыхивает, словно наяву, то же самое ощущение. В этот момент мы имеем дело уже с долговременной памятью.

Можно ли улучшить память?

На сегодняшней день остается нерешенной проблема развития (или улучшения, если хотите) памяти. Вы уже поняли, что она бывает краткосрочной и долгосрочной. Существует еще и среднесрочная – промежуточная между краткосрочной и долгосрочной. Мы не будем затрагивать великое множество самых разных классификаций, остановимся лишь еще на одном из видов. Есть такой вид памяти – обыденная. Именно ее мы задействуем в повседневной жизни. Это та самая память, которую мозг запускает, когда надо решить конкретную задачу.

Рис. 49. Схематическое изображение ключевых нейронов (чувствительный, двигательный) и органов (сифон и чернильный мешок) аплизии

К примеру, супруга пишет на листке список покупок, затем просит прочесть его и кладет в карман своему спутнику жизни. Он, как это часто бывает, по дороге из автомобиля список теряет. Приходит в супермаркет, гуляет по нему, гуляет и сначала покупает то, что вроде запомнил: «Были яйца, морковь, что-то еще… так, надо список достать». В какой-то момент он осознает, что потерял список. И начинает судорожно вспоминать его пункты, понимая, что получит выговор, если не купит того, что просила жена. И вот то, что он вспомнит из этого списка, и будет его обыденной памятью! Согласитесь, нам всем, вообще-то, полезно обладать хорошей обыденной памятью. Никто не хочет получать нагоняи из-за своей забывчивости. А теперь грустная новость: наука не знает ни одного безопасного способа улучшить эту злосчастную обыденную память. Почему?

Мы уже упоминали Нобелевского лауреата Эрика Кэндела. Он открыл клеточный механизм запоминания информации.

Кэндел выбрал в качестве объекта исследований аплизию – моллюска, которого еще называют морским зайцем. И сделал он это неспроста. Причин было две: крупные нервные элементы и относительно простое устройство нервной системы.

У аплизии аспекты памяти представляют собой простые рефлекторные дуги, состоящие из небольшого числа довольно крупных нервных клеток. Синапсы в них увидеть достаточно легко.

Для того чтобы в этом убедиться, достаточно взглянуть на рис. 49.

Во время эксперимента моллюску осторожно задевали сифон, вслед за этим моментально наносили сильный удар по хвосту. Для животного это несомненный стресс, и некоторое время оно реагирует на легкое прикосновение к сифону бурной защитной реакцией. Через небольшой промежуток времени (меньше часа) моллюск забывает. Это мы можем обозначить как кратковременную память (из нашей первой упомянутой классификации).

Но если подобную процедуру повторить несколько раз (семь, восемь и более), мы сформируем у моллюска стойкий рефлекс. Это вариант долговременной памяти.

Взгляните на рис. 50. Он позволит детальнее сориентироваться, что же происходит внутри клеток аплизии.

Рис. 50. Схема синапсов (контактов между нервными клетками) аплизии

На схеме мы видим модулирующий нейрон (получает информацию от хвоста), моторный (заставляет мышцы жабры, которая расположена рядом с чернильным мешком, работать и выбрасывать чернила) и сенсорный (или чувствительный, он получает сигнал от сифона). Для удобства мы пронумеруем синапсы.

Если в момент прикосновения к сифону модулирующий нейрон «молчит» (по хвосту не бьют), в синапсе 1 (между моторным и сенсорным) выбрасывается немного нейромедиатора. Этого количества не хватает, чтобы моторный нейрон возбуждался. Вообще, чтобы импульс прошел, нужно достаточно много медиатора (одной-двух молекул не хватит).

Однако удар по хвосту вызывает параллельный процесс – выброс нейромедиатора в синапсе 2 (между модулирующим и сенсорным). А это приводит к очень ощутимым изменениям в поведении синапса 1.

В окончании сенсорного нейрона синтезируется вещество цАМФ (циклический аденозинмонофосфат). Молекулы этого вещества активизирует регуляторный белок под названием протеинкиназа А.

Что же происходит дальше. В клетке много разнообразных систем. Многие нужны для амплификации (усиления сигнала). Скажем, одна молекула может активировать несколько больших биохимических каскадов (последовательных наборов превращений). Так вот, протеинкиназа А и является такой волшебной молекулой. Она активирует (как бы переводит в рабочую форму) ряд других белков таким образом, что синапс 1 (в ответ на прикосновение к сифону) начинает вырабатывать больше медиатора. А это в свою очередь приводит к тому, что моторный нейрон возбуждается. Это и есть кратковременная память. Пока в окончании сенсорного нейрона (в районе синапса) много активной протеинкиназы А, передача к мышцам чернильного мешка осуществляется эффективно.

Из-за синтеза протеинкиназы А происходит функциональное изменение синапса (он чуть лучше проводит импульс, но структурно пока не меняется), но его мощность невелика.