Основы психофизиологии
Шрифт:
2. Синаптическая пластичность зависит от времени совместной активации нейронов. Если активация предсинаптического и постсинаптического нейронов происходит в тесном временном окне, это приводит к более значительному усилению синапса.
3. Механизм долговременной потенциации (ДП) – основной механизм обучения и памяти. Долговременная потенциация проявляется как увеличение эффективности синаптической передачи после высокой частоты стимуляции.
Долговременная потенциация – укрепление синапсов за счёт импульсов. В результате возникают новые воспоминания и приобретается опыт. Долговременная потенциация считается одним из основных
а. Долговременная потенциация – форма синаптической пластичности, способности синапсов изменять свою силу. Частая активация синапса приводит к увеличению его эффективности благодаря ряду биохимических изменений в предсинаптической и постсинаптической клетках.
б. Основным механизмом, который ответственен за долговременную потенциацию, является активация NMDA-рецепторов на постсинаптической мембране. При достаточном уровне возбуждения и достижении определенного порога напряжения, кальциевые каналы этих рецепторов открываются, и ионы кальция начинают поступать в нейрон. Этот приток кальция инициирует каскад событий, который ведет к усилению синаптической передачи.
в. В ответ на увеличение концентрации кальция в клетке активируются различные киназы (ферменты, катализирующие фосфорилирование различных белков, добавляя к ним фосфатные группы от молекул аденозинтрифосфата (АТФ). Это изменение может активировать или деактивировать белки, изменяя их функциональное состояние и влияя на различные сигнальные пути в нейроне), такие как кальций/кальмодулин-зависимая киназа II (CaMKII) и протеинкиназа C, которые способствуют фосфорилированию рецепторов и других белков. Это увеличивает количество рецепторов для нейромедиаторов на постсинаптической мембране или улучшает их чувствительность, что ведет к усилению синапса.
г. Активация генов и синтез новых белков также играют важную роль в усилении и поддержании долговременной потенциации. Эти процессы помогают укреплять долгосрочные изменения в синапсах, необходимые для долговременной памяти.
Долговременная потенциация позволяет помнить информацию, которой организм оперировал недавно, (но при этом информация не была новой или значимой), а также увеличивает объем и скорость работы рабочей памяти.
4. На молекулярном уровне синаптическая пластичность включает изменения в высвобождении нейротрансмиттеров, чувствительности рецепторов на постсинаптической мембране и структурной адаптации синапсов (увеличение числа и размера постсинаптических плотностей).
– Префронтальная кора. Участвует в работе рабочей памяти и процессах принятия решений. Она помогает управлять информацией, необходимой для выполнения текущих задач, и регулирует процессы внимания.
– Теменная кора. Связана с запоминанием простых, моторных задач, сенсорной интеграции и пространственной ориентации. Также участвует в обработке и хранении воспоминаний, связанных с ощущениями и восприятием.
– Затылочная кора. Связана с обработкой и хранением визуальной информации.
– Височная кора. Важна для обработки аудиовизуальной информации и особенно речи. Эта область важна для хранения долговременной памяти и связана с распознаванием объектов и лиц.
– Мозжечок. Принимает участие в работе процедурной памяти и в обучении
– Базальные ганглии. Помогают управлять двигательными навыками, а также процессами запоминания, хранения и использования моторных навыков. Участвуют в формировании процедурной памяти, которая связана с навыками, привычками, формированием условных рефлексов.
– Миндалина. Связана с обработкой эмоциональных воспоминаний, участвует в формировании и хранении эмоциональной памяти.
– Гиппокамп – древний отдел мозга, имеет связи с височными отделами, тесно связан с височными долями. Имеет мощные входные и выходные связи с перегородкой в виде толстого пучка волокон (свода). Мощный вход в гиппокамп представлен волокнами из энториальной коры, куда поступают сенсорные сигналы от нейронов-детекторов и гностических единиц. Другой вход в гиппокамп берет начало в поясной извилине.
Функции гиппокампа:
1. Формирование воспоминаний. Гиппокамп один из главных центров, отвечающих за формирование долговременной памяти. Он принимает участие в процессах консолидации памяти, преобразуя кратковременные воспоминания в долговременные.
Случай пациента Г. М… Генри Молисон (1926–2008), известный также как «пациент Г.M.», является одним из самых известных клинических случаев в истории нейронауки. Его история сыграла ключевую роль в понимании функций гиппокампа. Генри Молисон страдал тяжелой формой эпилепсии, которая началась после травмы головы в детстве. В 1953 году, когда ему было 27 лет, в попытке излечить эпилепсию, нейрохирург Уильям Сковилл провел операцию, в ходе которой удалил большие участки медиальной височной доли, включая большую часть гиппокампа с обеих сторон. После операции Генри страдал тяжелой антероградной амнезией (не мог формировать новые воспоминания). Он помнил события и факты, произошедшие до операции, но не мог запоминать новую информацию после. Тем не менее, его кратковременная память и способность к обучению некоторым моторным задачам (процедурная память) оставались неповрежденными.
2. Пространственная ориентация. Гиппокамп играет ключевую роль в навигации и пространственной ориентации. Это подтверждается наличием «нейронов места».
В 2014 году Нобелевская премия по физиологии была присуждена за открытие «нейронов места» (GPS-система мозга). Премию разделили Джон О’Киф, Май-Бритт Мозер и Эдвард Мозер. Джон О’Киф в 1971 году открыл «нейроны места» в гиппокампе крыс. Он обнаружил, что определенные клетки активируются, когда животное находится в конкретной области окружающего пространства. Эти клетки помогают формировать когнитивную карту местности. Май-Бритт и Эдвард Мозеры в 2005 году открыли другой тип нейронов, которые назвали «клетками координатной сетки», в энториальной коре крыс. Эти клетки генерируют координатную сетку для точного позиционирования и навигации в пространстве.
3. Временная организация воспоминаний. Гиппокамп участвует в связывании отдельных событий во временные последовательности, что позволяет не только запоминать отдельные моменты, но и устанавливать между ними причинно-следственные связи.
4. Контекст воспоминаний. Гиппокамп помогает включать контекст в воспоминания, что позволяет отличать, одно и то же событие, происходящее в разных местах или в разное время. Это способствует более точному и детальному запоминанию информации.