Курс лекций: 10 тем нормальной физиологии

Краткосрочная память - отвечает за временное хранение информации, закодированной словесно (первичная память). Забывание в первичной памяти происходит в результате вытеснения старой информации новыми сигналами. Первичная память связана с мысленным повторением материала с целью запоминания и его интерпретации. Длительность этой памяти ограничивается несколькими секундами, материал стирается при его замене новым.

Долговременную память подразделяют на вторичную и третичную.

Вторичная память характеризуется значительной емкостью и длительностью. Информация, перешедшая во вторичную память, может быть извлечена через большой промежуток времени и она накапливается в соответствии с его значимостью. Забывание на уровне вторичной памяти связано, в основном, с влиянием на запоминание уже имеющейся или вновь поступающей информации. Согласно этой точке зрения, мы забываем потому, что много знаем.

Третичная память - навыки, постоянно сопровождающие жизнь человека: чтение, письмо, профессиональные навыки, которые практически не забываются. Третичная память характеризуется чрезвычайно малым временем извлечения.

Физиологические механизмы нервной памяти.

Локализация нервных механизмов.

Многочисленные опыты с локальным раздражением, с удалением отделов коры до сих пор не позволяют описать строго ограниченную область мозга, которую можно назвать центром памяти. Церебральный субстрат памяти устроен сложно, одним из его элементов является комплекс структур мозга, относящихся к кругу Пейпеса (гиппокамп - сосцевидные тела - передние ядра таламуса - кора поясной извилины - парагиппокампова извилина - гиппокамп). Оказалось, что при поражении этих структур наблюдается нарушение усвоения информации, страдает оперативная память, в то время как долговременная память сохраняется.

Это позволило сделать вывод, что в лимбической системе локализован субстрат нервной памяти; а также механизмы, участвующие в формировании кратковременной памяти. Наиболее часто нарушение этого субстрата наблюдается при электротравме, действии наркотических препаратов. Развивается симптом - ретроградная амнезия: невозможность воспроизвести информацию, которая воспринималась за 30-60 минут до действия травмирующего момента: текущая оперативная информация.

Лимбические структуры мозга ответственны за краткосрочную память и перевод в долгосрочную. Механизмы долгосрочной памяти объединяются понятием энграммы. Энграмма - функциональные и структурные изменения в ЦНС, возникающие при воздействии на органы чувств.

Экспериментально получены данные о том, что конечные долгосрочные механизмы памяти формируются в нейронах коры. При очаговых повреждениях коры часто возникает кратковременное выключение кортикальных нейронов и нарушение памяти. Определенный успех имели опыты с раздражением височной доли коры во время операций на мозге. У больных возникало воспроизведение очень подробных деталей. В настоящее время накапливаются данные о том, что главным субстратом памяти являются звездчатые клетки больших полушарий.

Характеристика процессов запоминания.

Информация из аппаратов краткосрочной памяти переносится в долгосрочную. Физиологическая основа - временные межнейронные взаимодействия.

Кратковременная память, вероятно, обеспечивается исключительно электрическими механизмами при взаимодействии нейронов. В основе лежит повторная многократная циркуляция импульсных разрядов по круговым цепям нервных клеток (Лоренте де Но, И.С.Беритов) - реверберация импульса. Реверберационная гипотеза кратковременной памяти допускает наличие замкнутых кругов циркуляции импульсного возбуждения как внутри КБМ, так и между корой и подкорковыми образованиями. Начиная со второй миллисекунды действия раздражителя, в нейронах лимбической системы появляются импульсы возбуждения, которые динамически распространяются по замкнутому кругу структур Пейпеса.

Процесс реверберации импульса, сопровождается структурными изменениями в соответствующих синапсах. Возбуждение может продолжаться от 2 до 12 минут. Этот механизм движения импульсов по замкнутому кругу - 1 стадия - электрическая.

Ее подавляет электрошок, контузия, гипотермия (холод), синаптические яды (наркотик), что приводит к ретроградной амнезии. Данный процесс не подавляется, если в нервные клетки вводятся ингибиторы синтеза белка, что указывает на чисто мембранную основу этого механизма.

Мозг овладевает оперативной информацией и использует в текущей обстановке, на основе реверберации организуются кратковременные действия.

Начиная с 10 миллисекунды от начала действия раздражителя, наслаивается 2 стадия - консолидации или перехода информации в аппарат долгосрочной памяти, это промежуточная стадия запоминания. Она осуществляется путем иррадиации сигналов от глубинных структур по проводящим путям к коре больших полушарий. Частично подавляется электрошоком, механической травмой, ингибиторами синтеза РНК и синтеза белка.

В основе лежит не только электрическое возбуждение нервных клеток, но и нейрохимические механизмы синтеза белка.

3 стадия - формирование энграммы долговременной памяти.

Это стадия окончательного закрепления и хранения информации, возникает в результате консолидации и лежит в основе долгосрочной памяти.

Существует 3 теории, объясняющие механизм данной стадии: синаптическая; глиальная; биохимическая.

Согласно синаптической гипотезе основным морфологическим субстратом является межнейрональный синапс коры. Возможно 3 варианта:

В ходе запоминания образуются новые синапсы, при этом количество нейронов остается неизменным.

Из ранее нефункционировавших (резервных) синапсов формируются активные, функционирующие синапсы.

Синапсы все функционируют, но при закреплении информации часть из них теряет свои свойства.

Согласно теоретическим расчетам синаптический механизм памяти способен обеспечить 109 бит информации.

Глиальная теория.

Клетки нейроглии в 10 раз превышают количество нейронов. Предполагают, что эти клетки получают электрический сигнал от возбужденных нейронов коры, изменяют процесс синтеза белка, модифицируют его и таким образом сохраняют информацию о поступившем сигнале.

В рамках глиальной теории можно рассматривать и иммунохимический механизм И.П.Ашмарина, который основывается на признании роли активной иммунной реакции в консолидации, формировании долгосрочной памяти. В результате метаболических процессов на синаптических мембранах при реверберации возбуждения на стадии формирования кратковременной памяти образуются вещества, играющие роль антигена для антител, вырабатываемых в глиальных клетках. Связывание антитела с антигеном происходит при участии стимуляторов образования медиаторов или ингибитора ферментов, разрушающих, расщепляющих эти стимулирующие вещества.

Биохимическая теория.

Хиден в конце 50-х годов измерял содержание РНК в вытяжках из мозга крыс до и после обучения каким-то приспособительным навыкам. Концентрация РНК увеличивается в ходе обучения на 12%. Из мозга крыс, которых путем нанесения ударов электрическим током, научили избегать темных помещений, был выделен особый полипептид - скотофобин. При его введении контрольным крысам, мышам и рыбам, животные также начинали избегать темноты. Предполагают, что скотофобин оказывает положительное неспецифическое влияние на процесс научения.

Проводились эксперименты на планариях (плоские черви): скармливание необученным планариям массы, состоящей из тел обученных планарий (опыты Мак-Коннела). Планарии-каннибалы обучались значительно быстрее контрольных.

СОЗНАНИЕ, СОН, ГИПНОЗ, ИЗМЕНЕННЫЕ ФОРМЫ СОЗНАНИЯ

Простого определения понятию сознание нет.

В библии синонимом сознания является душа или дыхание жизни, существо духовное бессмертное, которое дал человеку БОГ. Для животных также имеется эквивалент сознания, как начало животной жизни.

Философы рассматривают сознание как специфическую для человека форму отражения действительности, которая возникла в результате коммуникативной - совместной деятельности людей. Животным в сознании философы зачастую вовсе отказывают, оставляя за ними видовые и индивидуальные стереотипы поведения, закрепленные генетически.

Самая простая физиологическая трактовка сознания основана на противопоставлении двух состояний - сна и бодрствования.

Во время сна сознания нет, а проснувшись, мы начинаем ощущать, мыслить, действовать, передавать свои ощущения с помощью слов другим людям.

Сознание, выраженное словами, называется вербальным или вербализованным.

Критерии сознания - для человека и животных:

1. Наличие внимания, способность сосредоточиться на каких-либо явлениях, объектах

(человек и животные).

2. Возможность прогнозировать результаты поведения, способность к умозаключениям

(человек и, с качественными отличиями, животные).

3. Осознание своего «Я» (Человек и, с качественными отличиями, животные);

4. Способность мыслить абстрактно и передавать мысли словами, т.е. передавать

информацию, не относящуюся к данному моменту (человек).

Нет оснований, по которым можно полностью отрицать наличие сознания у животных. У человека и животных наиболее значимые передаточные и приемные аппараты обмена информации разные. Например, для человека наиболее ценная информация может быть в словах, а для собаки - в интонациях голоса, запахе, малейших нюансах поведения.

Нейрофизиологическая основа сознания.

Известно, что сознание после пробуждения и сознание во время деятельности отличаются быстротой реагирования, способностью сосредоточить внимание на каком-либо объекте, мобилизовать ресурсы памяти. Т.е. уровни сознания, успешность обработки информации зависят от степени активации мозга (закон Йеркса-Додсона). При низкой активации мозга сознания нет (сон, наркоз, кома), с другой стороны, при очень высоком уровне активации сознание выключается в результате дезорганизации (эпилепсия). Возбужденный человек сбивается на бессвязную речь. Мало эмоциональный фон, монотонная работа приводит к пониженной активности мозга, что проявляются сонливостью.

Нейрональные процессы, определяющие уровни сознания.

-Активирующее воздействие ретикулярной формации на кору мозга.

-Активация ретикулярной формации подкорковыми структурами - парадоксальные реакции организма человека: условия для сна, а он бодрствует и формирование сна при обстоятельствах не вполне благоприятных.

-Воздействие на нейроны ретикулярной формации биологически активных веществ: медиаторов - норадреналина, адреналина, холинэргических препаратов, физостигмина, амфетомина (фенамина), серотонина. Например, серотонин способствует развитию медленноволнового (глубокого сна), инактивация серотонина приводит к развитию бессонницы.

-Межполушарная асимметрия - вербальный компонент сознания (речь, последовательная аналитическая обработка информации) обеспечивает левое полушарие, обработка информации как целое, производится правым полушарием.

Неосознаваемые психические явления связаны с подсознанием и с так называемыми автоматизированными навыками.

Автоматизированные навыки формируются на основе предшествующего опыта человека и могут вновь сделаться осознаваемыми при определенных условиях. (Примеры из жизни: «машинально», «автоматически» - действия человека, набор не того телефонного номера и т.д.).

Подсознание - представляет собой совокупность энергии либидо (полового влечения) и энергии агрессии. По Фрейду взаимоотношения подсознания и сознания осуществляются по принципу (закону) сохранения энергии. В случае, когда мысли и поступки человека не поддаются рациональному объяснению, его следует искать в конфликте между сознанием и сексуальным и агрессивным подсознанием.

Сексуальную и агрессивную энергию человек может направить на достижение более высоких целей - это явление Фрейд назвал сублимацией. Например, энергия либидо может трансформироваться в какую-либо хозяйственную деятельность, спорт, творчество.

Подсознание - это дополнительный резервуар психики, защищающий сознание от перегрузок, от непосильной работы. В сферу подсознания вытесняются (субъективно) тяжело переживаемые мотивационные конфликты.

Подсознание - неосознаваемые (интуитивные) этапы творчества. Творчество - это рекомбинация полученных ранее извне впечатлений без контроля сознания (по Симонову).

Физиологические механизмы сна и сновидений.

В состоянии сна связь человека с окружающим миром в значительной степени ослабляется, хотя и не исчезает полностью.

Спящий человек может проснуться под действием внешних раздражителей, имеющих важное для него значение.