Реферат: Деятельность мозга

МГАТУ им. К.Э.Циолковского

                          1МТсв-30/95

                      ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МОЗГА.

        Каким образомданные о том,  что происходит в  клетках

   морскогомоллюска,  или о синтезе белков в мозгумогут про-

   лить свет на природунаучения ипамяти у человека?  Основные

   биохимические  механизмы передачи  нервных импульсов очень

   сходны во всехнейронах у всех животных.Если они были сох-

   раненыэволюцией,  то кажется логичнымпредположить,  что и

   клеточные механизмынаучения и памяти, которые используются

   у  низших животных,  тоже сохранились.В нескольких экспери-

   ментах, выполненых впоследнее время,  ученые вводили фосфо-

   рилирующий  фермент, ответственный  за  процесс научения у

   моллюсков,  в нейроны головного мозга многихмлекопитающих.

   Фермент повышалвозбудимость,  т.е. оказывал действиесход-

   ное с тем,  которое наблюдалось в мембранах нейронов умол-

   люсков. Играет лиэта клеточная реакция одну и ту же роль у

   кошки и умоллюска,  пока неизвестно, но знаниебиохимичес-

   ких механизмовнаучения у низших животных может служить ос-

   новой для изученияболее сложно устроенных нервных систем.

        Однакоэксперименты,  проводимые  только на клеточном

   уровне,  вряд ли раскроют секрет,  как наш мозг запоминает

   партитуру симфонииБетховена или даже простые сведения, не-

   обходимые дляразгадки кроссворда. Нужно переходить на уро-

   вень  мозговых систем,  где  у человека десятки миллиардов

   нейтронов соединенымежду собой запутанным,  но упорядочен-

   ным  образом. На высших животных проводятся эксперименты с

   обучением иразличными воздействиями на мозг. Психологичес-

   кие  исследование на  здоровых  людях позволяют  выяснить

   кое-что о процессахпереработки и хранения информации. Изу-

   чение  больных с  различными видами амнезии,  Развившимися

   после повреждениямозга,  доставляет особенно ценные сведе-

   ния об организациифункций памяти.

        Почти сороклет назад психолог Карл Лэшли-пионер в об-

   ласти экспериментальногоисследования мозга и поведения-по-

   пытался дать ответна вопрос о пространственной организации

   памяти в мозгу. Онобучал животных решению определенной за-

   дачи,  а затем удалял один за другим различныеучастки коры

   головного мозга впоисках мест хранения следов памяти.  Од-

   нако независимо оттого,  какое кол-во корковой ткани  было

   удалено,  найти то специфическое место,  где хранятся следы

   памяти-энграммы,-не удалось.

        Дальнейшиеисследования  показали,  в  чемзаключалась

   причина неудачиЛэшли:  Для научения и памяти важны  многие

   области и структурымозга помимо коры. Оказалось также, что

   следы памяти в корешироко разбросаны и многократно  дубли-

   руются.

        Один изучеников Лэшли,  Дональд Хебб,  продолжил дело

   своего  учителя и  предложил  теорию происходящих в памяти

   процессов,  которая определила ход дальнейших  исследований

   более  чем на  три  десятилетия вперед.  Хебб ввел понятия

   кратковременной идолговременной  памяти.  Он считал,  что

  кратковременная  память — этоактивный процесс ограниченной

   длительности, неоставляющий никаких следов, а долговремен-

   ная  память обусловлена структурными изменениями в нервной

   системе.

        Как полагалХебб, эти структурные изменения могли быть

   вызваны повторнойактивацией  замкнутых  нейтронных цепей,

   например  путей от коры к таламусу или гиппокампу иобратно

   к коре. Повторноевозбуждение образующих такую цепь нейтро-

   нов приводит ктому,  что связывающие их синапсыстановятся

   функциональноэффективными. После установления таких связей

   эти нейтроныобразуют клеточный ансамбль, и любое возбужде-

   ние относящихся кнему нейтронов  будет  активировать весь

   ансамбль. Так можетосуществляться хранение информации и ее

   повторноеизвлечение под влиянием каких-либо ощущений, мыс-

   лей илиэмоций,  возбуждаюших отдельные нейтроныклеточного

   ансамбля.Структурные изменения, как считал Хебб, вероятно,

   происходят  в синапсах  в  результате каких-либо процессов

   роста илиметаболических изменений, усиливающих воздействие

   каждого нейтрона наследующий нейтрон.

        В теорииклеточных ансамблей особое значение придава-

   лось тому,  что след памяти — это статическая«запись»,  не

   просто продуктизменений в структуре одной  нервной  клетки

   или молекулы мозга.Понимание памяти как процесса, включаю-

   щего взаимодействиемногих нейтронов,  — вот,  по-видимому,

   наилучший путьневрологического объяснения того, что узнали

   психологи онормальной переработке информации у человека.

        Для того  чтобы успешно воспользоватся своей памятью,

   человек долженпроделать три вещ: усвоить какую-то информа-

   цию, сохранить ее ив случае необходимости воспроизвести.Ес-

   ли вам не удаетсячто-нибудь вспомнить, причиной может быть

   нарушение любого изэтих трех процессов.

        Но памятьвовсе не так проста.  Мы усваиваем изапоми-

   наем не простоотдельные элементы информации); мы конструи-

   руем системузнаний, которая помогает нам приобретать, хра-

   нить  и использовать обширный запас сведений. Кроме того,

   память-это активныйпроцесс;  накопленные знания непрерывно

   изменяются,  проверяются и переформулируются нашиммыслящим

   мозгом; поэтомувыявить свойства памяти не так легко.

        Память,по-видимому,  представлена несколькимифазами.

   Одна из них, крайненепродолжительная, — это непосредствен-

   ная  память, при которой информация сохраняется всего нес-

   колько секунд.Когда вы едите на машине и смотрите на проп-

   лывающийпейзаж,  вам удается удерживать в памятипредметы,

   которые вы толькочто видели,  в течение одной-двух секунд,

   не больше. Однаконекоторые объекты, к которым вы отнеслись

   с особымвниманием,  из непосредственной памятимогут  быть

   переведены вкратковременную память.

        Вкратковременной памяти информация может сохраняться

   в течениенескольких минут.  Представьте себе, чтопроисхо-

   дит,  когда кто-нибудь назвал вам номертелефона,  а у  вас

   нет под рукойкарандаша. Вероятно, вы запомните этот номер,

   если будетемысленно повторять его,  пока недоберетесь  до

   телефонногоаппарата. Но если что-то отвлечет ваше внимание

   — с вами заговорятили вы уроните монетку,  которую намере-

   вались положить вщель автомата,  — вы,  вероятно, забудете

   номер илиперепутаете цифры. Мы, очевидно, можем удержать в

   кратковременнойпамяти от 5 до 9 отдельных единиц запомина-

   емогоматериала.  Иногда возможна группировкатаких единиц,

   и тогда вамкажется, что мы способны запомнить больше.

        Некоторыеобъекты из кратковременной памяти переводят-

   ся  в долговременную,  где они могут сохраняться часами или

   даже на протяжениивсей жизни.  Мы знаем, что одной из сис-

   тем  мозга, необходимых для осуществления такого переноса,

   является гиппокамп.Эта функция гиппокампа выявилась, когда

   один больнойперенес операцию на мозге.  В литературе,пос-

   вященной описаниюего послеоперационного  состояния,  этого

   больного именуютинициалами Н.М. В каждой из височных долей

   мозга имеется поодному гиппокампу. Пытаясь облегчить тяже-

   лые эпилептическиеприпадки,  врачи удалили у Н.М. оба гип-

   покампа.  (После того, как стали ясны неблагоприятные пос-

   ледствия такогометода лечения, он больше никогда не приме-

   нялся.)

        После операцииН.М.  стал жить только в настоящем вре-

   мени.  Он мог помнить события,  предметы или  людей  ровно

   столько,  сколько они удерживались в его памяти. Если вы,

   поболтав с ним,выходили из комнаты и через несколько минут

   возвращались,  он не  помнил,  что видел вас когда-нибудь

   прежде.

        Н.М. хорошо тесобытия в своей жизни, которые происхо-

   дили дооперации.  Информация,  хранившаяся в его долговре-

   менной памяти,-вовсяком случае та,  которая уже находилась

   там за один- тригода до операции,-не  была  утрачена. Тот

   факт,  что амнезия у Н.М. распространялась насобытия, про-

   исшедшие за 1-2года до операции,  но не на  более ранние,

   указывает нато,  что следы памяти, по-видимому,  могут пре-

   терпевать измененияспустя какое-то время после их  образо-

   вание.

        Гиппокампнаходится в височной доле мозга. Судя по не-

   которым данным,гиппокамп и медиальная часть височной доли,

   играют роль впроцессе закрепления,  или консолидации,сле-

   дов памяти.  Под этим подразумеваюется те изменения,  физи-

   ческие ипсихологические,  которые должныпроизойти в  моз-

   гу, для  того чтобы полученная им информация моглаперейти в

   постоянную память.Даже после того, как информация уже пос-

   тупила  в долговременную память,  некоторыеее части могут

   подвергатьсяпреобразованию и  даже  забываться, и  только

   после  этого реорганизованный материал отправляетсяна пос-

   тоянноехранение.  Наш мозг хранит намногобольше  информа-

   ции,  чем мы того хотим или в том нуждаемся.  Доступ к этой

   информации и ееизвлечение  из  памяти-вот в  чем  главная

   трудность.

        Привычныечитатели никогда не читают по буквам или да-

   же  отдельными словами;  они охватывают одновременно группы

   слов.

        По-видимому,гиппокамп и медиальная  височная  область

   участвуют вформировании и организации следов памяти, а не

   служат местамипостоянного хранения информации. Н.М., у ко-

   торого эта областьмозга была разрушена,  хорошо помнил со-

   бытия,  происшедшие более чем за 3 года дооперации,  и это

   показывает,  что височная  область не являетсяместом дли-

   тельного храненияследов. Однако, она играет роль в их фор-

   мировании,  о  чемсвидетельствуют потеря у Н.М.  памяти на

   многиесобытия,  происходившие в последние 3года до опера-

   ции.

        Подобныеданные получены и  при  исследовании больных

   послеэлектрошоковой терапии (ЭШТ).  Известно,что электро-

   шок оказываетособенно разрушительное воздействие на гиппо-

   камп. Послеэлектрошока больные, как правило, страдают час-

   тичной амнезией насобытия,  происходившие в  течение нес-

   кольких  предшествующих лечению лет.  Память о более давних

   событияхсохраняется полностью.

        ЛэрриСквайр  (Squire,  1984) высказал предположение,

   что в процессеусвоения каких-либо знаний височная область

   устанавливает связьс местами хранения следов памяти в дру-

   гих частяхмозга,  прежде всего в коре. Потребностьв таких

  взаимодействиях  может сохранятьсядовольно долго — в тече-

   ние нескольких лет,пока идет процесс реорганизации матери-

   ала памяти.  По мнению Сквайра, эта реорганизация связанас

   физическойперестройкой нервных сетей.  Вкакой-то  момент,

   когда  реорганизация и  перестройка закончены иинформация

   постоянно хранитсяв коре,  участие височной области  в  ее

   закреплении иизвлечении становится ненужной.

  -----------------------------------------------------------

                       Список литературы:

               Ф.Блум, А.Лейзерсон, Л.Хофстедтер

              «Мозг, разум, поведение», М., 1988

еще рефераты
Еще работы по биологии