Физиологические основы памяти

Физиологические основы памяти



Виды памяти (Основные виды памяти)

Среди основных видов памяти различают образную, логическую, двигательную и аффективную память. При образной памяти воспроизведение происходит в виде чувственных представлений или образов зрительных, слуховых и других. Яркость таких представлений памяти у разных людей неодинакова.

Некоторые люди видят зрительные образы воспоминаний настолько яркими, что они почти не отличаются от реальных восприятий; у других же чувственные образы памяти бледны, схематичны и неполны. Хорошо развитой образной памятью часто обладают артисты, писатели, музыканты, художники.

Известный английский портретист Рейнольде в течение некоторого времени изучал позировавшего ему человека, а затем писал портрет по памяти в отсутствии оригинала, как бы списывая портрет со зрительного образа, имеющегося в данное время в его сознании. Иногда способность к воспроизведению очень ярких зрительных образов памяти (так называемый эйдетизм) наблюдается в качестве временного явления у детей.

Физиологические основы психики. Ч. 2

3. ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ ПАМЯТИ И ОБУЧЕНИЯ

Понятия «память» и «обучение» традиционно относят к поведенческим категориям, поскольку они характеризуют поведение организма как целого.

Память - это способность живых систем к закреплению, сохранению и последующему воспроизведению приобретенного опыта. По современным представлениям в памяти закрепляются не отдельные информационные элементы, а целостные системы знаний, позволяющие всему живому приобретать, хранить и использовать обширный запас сведений в целях эффективного приспособления к окружающему миру.

Обучение - совокупность процессов, в результате которых осуществляется приобретение индивидуального опыта, обеспечивающего приспособительную модификацию поведения человека и животных. В жизни память и обучение неразрывно связаны. Содержание памяти формируется в результате обучения, а успешность обучения в значительной степени определяется эффективностью процессов памяти, которые включают запечатление опыта, его хранение и воспроизведение. В совокупности память и обучение обеспечивают постоянное пополнение и изменение наших знаний, а также освоение новых навыков и умений.

«Пронизывая» все стороны существования человека, память имеет разные формы и уровни проявления и функционирования, причем соответственно каждый из видов памяти имеет свои физиологические механизмы. Рассмотрим основные виды памяти и их физиологические основы.

Во-первых, выделяются виды памяти, связанные с деятельностью разных анализаторов: зрительная, слуховая, тактильная, обонятельная, двигательная память. Следует отметить, что уровень развития этих видов памяти у разных людей различен. Не исключено, что последнее связано с индивидуальными особенностями анализаторных систем. Например, встречаются индивиды с необыкновенно развитой зрительной памятью. Это явление - эйдетизм -выражается в том, что человек в нужный момент способен воспроизвести во всех деталях ранее виденный предмет, картину, страницу книги и т.д.

Эйдетический образ отличается от обычных тем, что человек как бы продолжает воспринимать образ в его отсутствие. Предполагается, что физиологическую основу эйдетических образов составляет остаточное возбуждение зрительного анализатора. Хорошо развитая модально специфическая память нередко является профессионально важным качеством: например, слуховая память музыкантов, вкусовая и обонятельная - дегустаторов, двигательная - гимнастов и т.д.

Запечатление и воспроизведение картин окружающего мира связаны с синтезом впечатлений от разных анализаторов. В этом случае фиксируются сложные образы, объединяющие зрительные, слуховые и другие модально специфические сигналы. Такую память называют образной. Образная память гибка, спонтанна и обеспечивает длительное хранение следа. По некоторым представлениям ее морфологической основой служат сложные сети нейронов, включающие взаимосвязанные нейронные звенья, расположенные в разных отделах мозга. Поэтому выпадение какого-либо одного звена или нескольких звеньев образной памяти не способно разрушить всю ее структуру. Это дает образной памяти большие преимущества как в эффективности процессов усвоения и хранения, так и в объеме и прочности фиксации информации. Вероятно, что с подобными особенностями образной памяти связаны внезапные, нередко без всяких усилий, припоминания забытого материала.

Помимо образной выделяют также эмоциональную и словесно-логическую память. Эмоциональная память связана с запоминанием и воспроизведением эмоциональных переживаний. Эмоционально окрашенные воспоминания могут возникать как при повторном воздействии раздражителей, обусловивших это состояние, так и в отсутствии последних. Эмоционально окрашенное впечатление фиксируется практически мгновенно и непроизвольно, обеспечивая пополнение подсознательной сферы человеческой психики.

Также непроизвольно информация воспроизводится из эмоциональной памяти. Этот вид памяти во многом сходен с образной, но иногда эмоциональная память оказывается даже более устойчивой, чем образная. Ее морфологической основой предположительно служат распределенные нервные сети, включающие нейрональные группы их разных отделов коры и ближайшей подкорки.

Словесно-логическая (семантическая) - это память на словесные сигналы и символы, обозначающие как внешние объекты, так и внутренние действия и переживания. Ее морфологическую основу можно схематически представить как упорядоченную последовательность линейных звеньев, каждое из которых соединено, как правило, с предшествующим и последующим. Сами же цепи соединяются между собой только в отдельных звеньях. В результате выпадение даже одного звена (например, вследствие органического поражения нервной ткани) ведет к разрыву всей цепи, нарушению последовательности хранимых событий и к выпадению из памяти определенного объема информации.

3.1. Память кратковременная и долговременная. Физиологические основы разных видов памяти

Другим основанием для классификации памяти является продолжительность закрепления и сохранения материала. В этой связи память традиционно подразделяют на два вида.

1. Кратковременная память обеспечивает непродолжительное по времени запечатление материала. Длительность хранения в кратковременной памяти - несколько минут, при повторении материала может быть дольше. Объем такой памяти представлен широко известным числом Миллера 7+2 элемента.

2. Долговременная память (иногда ее называют декларативной памятью) обеспечивает продолжительное сохранение материала. Длительность хранения материала в такой памяти неопределенно долгая, объем велик, по некоторым мнениям, неограничен.

Первые исследования физиологических основ кратковременной и долговременной памяти связаны с именем Д. Хебба. Идея состояла в том, что кратковременная память - это процесс, обусловленный повторным возбуждением импульсной активности в замкнутых цепях нейронов, не сопровождающийся морфологическими изменениями. Долговременная память, напротив, базируется на структурных изменениях, возникающих в результате модификации межклеточных контактов - синапсов.

Например, так называемая реверберационная теория исходит из того, что в структурах мозга имеются замкнутые нейронные цепи. Они формируются благодаря тому, что отростки нервных клеток, по которым выходят из нейрона нервные импульсы (аксоны) образуют контакты не только с другими нейронами, но могут и возвращаться назад к телу своей же клетки. Благодаря такой структуре нервных контактов появляется возможность циркуляции нервного импульса по постепенно затухающим (реверберирующим) кругам возбуждения разной сложности. В результате возникающий в клетке разряд возвращается к ней либо сразу, либо через промежуточную цепь нейронов и поддерживает в ней возбуждение. Эти стойкие круги реверберирующего возбуждения не выходят за пределы определенной совокупности нервных клеток и рассматриваются как физиологический субстрат сохранения следов памяти. Именно в реверберационном круге возбуждения происходит переход из кратковременной в долговременную память. Так, синаптическая теория памяти утверждает, что при прохождении импульса через определенную группу нейронов возникают стойкие изменения синаптической проводимости в пределах определенного нейронного ансамбля, объединенной общими свойствми и задачами группы нейронов.

Один из наиболее авторитетных исследователей нейробиологических основ памяти - С. Роуз подчеркивает, что при усвоении нового опыта, необходимого для достижения каких-либо целей, происходят изменения в определенных клетках нервной системы. Эти изменения, выявляемые морфологическими методами с помощью световой или электронной микроскопии, представляют собой стойкие модификации структуры нейронов и их синаптических связей.

Экспериментально установлено, что повторная импульсация в нейроне, связанная с процессом запоминания, сопровождается значительными изменениями в мембране синапса нейрона, принимающего сигнал, которые обеспечивают состояние повышенной проводимости синапса при повторном проведении сигнала. Одновременно увеличиваются число и величина синапсов. Таким образом, экспериментально показаны морфологические изменения нейронов и их контактов, сопровождающие формирование следа памяти - энграммы (фиксированный, т.е. имеющий определенную морфологическую основу в виде модификаций межнейронных синаптических контактов информационный след в долговременной памяти.)

Особенно важен механизм перехода информации из краковременной в долговременную память. Он имеет специальное название - консолидация.

Таким образом, консолидация памяти - это процесс образования следа в долговременной памяти. Долговременная память переводит след памяти в устойчивое состояние, он обладает большой устойчивостью и может иногда сохраняться сколь угодно долго.

По современным представлениям фиксация следа в памяти осуществляется в три этапа. Сначала на основе деятельности анализаторов возникает сенсорный след (зрительный, слуховой, тактильный и др.). На втором этапе сенсорная информация направляется в высшие отделы головного мозга, где происходит анализ, сортировка и переработка сигналов, с целью выделения из них новой для организма информации. Есть данные, что одна из структур подкорки - так называемый гиппокамп в совокупности с определенной частью височной доли коры больших полушарий играет особую роль в процессе закрепления (консолидации) следов памяти. Речь идет о тех изменениях, которые происходят в нервной ткани при образовании энграмм. Гиппокамп, по-видимому, выполняет роль селективного входного фильтра, обеспечивающего избирательность. Он классифицирует все сигналы и «отбрасывает» случайные, способствуя оптимальной организации сенсорных следов в долговременной памяти. Он также участвует в извлечении следов из долговременной памяти под влиянием мотивационного возбуждения. Роль височной области предположительно состоит в том, что она устанавливает связь с местами хранения следов памяти в других отделах мозга, в первую очередь, в коре больших полушарий. Другими словами, она отвечает за реорганизацию нервных сетей в процессе усвоения новых знаний, когда реорганизация закончена, височная область в дальнейшем процессе хранения участия не принимает. На третьем этапе следовые процессы переходят в устойчивые структуры долговременной памяти.

В связи с проблемой памяти нельзя не упомянуть существование целого направления исследований, связанных с поиском биохимических факторов хранения следа. Исходным для этих работ было предположение, что все этапы формирования, удержания и воспроизведения энграмм можно представить в виде последовательности биохимических процессов. Однако, интенсивные биохимические исследования привели к явной переоценке и автономизации клеточно-молекулярного уровня изучения механизмов памяти.

Как отмечает С. 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 отклонениями (потеря памяти), возникающими после повреждения мозга, позволяют глубже проникать в тайны памяти.

Память нельзя рассматривать как нечто статичное, находящееся строго в одном месте или в небольшой группе клеток. Память существует в динамичной и относительно распределенной форме. Она представляет собой свойство целостного мозга. При этом мозг действует как функциональная система, насыщенная разнообразными связями, которые лежат в основе регуляции процессов памяти.

3.2. Память филогенетическая и онтогенетическая. Поведенческая активность врожденная и приобретенная

Существует также разделение памяти на филогенетическую и онтогенетическую. Филогенетическая память представляет видовую память, т.е. она отражает детерминированные генотипом врожденные или проявляющиеся по мере развития способности всех представителей того или иного вида опознавать и определенным образом реагировать на некоторые значимые для выживания всех представителей данного вида (ключевые) раздражители. В ее основе лежат безусловные рефлексы и инстинкты. Онтогенетическая память обеспечивает накопление и хранение информации, приобретаемой в ходе онтогенеза на основе различных механизмов научения.

На основе указанных двух видов памяти существуют два вида поведенческой активности: поведенческая активность врожденная и приобретенная.