Николай Курчанов - Поведение: эволюционный подход

В истории физиологии и психологии память является одним из наиболее активно изучаемых феноменов. Хотя в результате многолетних исследований накоплено огромное количество экспериментального материала, зафиксированы разнообразные изменения в клетках нервной системы, природа памяти не раскрыта. В настоящее время нет единой теории, объясняющей ее механизмы. Вместе с тем, именно в тайнах памяти скрываются тайны психики. С памятью неразрывно связан феномен сознания – одна из величайших загадок природы.

Вопрос природы памяти интересовал человека с самых древних времен. Где она «хранится»? Что служит ее единицей? В физиологии закрепилось и получило самое широкое распространение несколько абстрактное понятие энграммы. Энграмма– это совокупность изменений в нервной системе, связанных с фиксацией следа памяти. Термин «энграмма» был предложен английским биологом Дж. Янгом еще в 1950-е гг., но он до сих пор остается не более чем метафорой.

Сколько нейронов участвует в фиксации каждой энграммы? Связана ли память с одними и теми же нейронами или «циркулирует» от одних к другим? Где энграммы локализуются в структуре мозга? Принадлежат ли они одному определенному участку или разбросаны по всему мозгу? Является ли память единым процессом, или она представляет собой несколько самостоятельных процессов? Споры вокруг этих вопросов отражают противоречивость данных, полученных при изучении мозга.

Процесс закрепления энграмм получил название консолидации.Одной из структур мозга, необходимых для консолидации, является гиппокамп . Эта область старой коры переднего мозга ( архикортекса ) получает информацию (прямо или опосредованно) от всех органов чувств. Несмотря на разницу в организации мозга птиц и млекопитающих, у представителей обоих классов повышение способности к запоминанию связано с увеличением гиппокампа , что подтверждает его несомненную роль в механизмах памяти. Важную роль также играют миндалина и некоторые ядра таламуса . Но все эти структуры являются не «хранилищем» энграмм, а носителями систем, регулирующих их фиксацию и воспроизведение.

Эксперименты показали, что вследствие разрушения гиппокампа утрачивается способность вспоминать недавние события и запоминать новые, в то время как память на прежние события может сохраняться. Ее хранение связали с неокортексом , однако опыты по удалению участков неокортекса обученных крыс с целью обнаружения точной локализации энграмм оказались безрезультатными. Удаление более крупных участков коры давало выраженный эффект, но при этом происходила не потеря отдельных следов памяти, а ее общее ухудшение.

Следует подчеркнуть, что выводы из травмирующих экспериментов весьма ненадежны. Доминирующая тенденция нейрофизиологии экстраполировать наблюдения работы поврежденного мозга на выявление нормальных функций получила ироничное название «выявление функции по дисфункции». У истоков этого подхода находятся работы по исследованию поведения шотландского врача М. Холла (1790–1857) и французского анатома П. Флоранса (1794–1867). В настоящее время такой подход вызывает серьезную критику. Мозг – это структура с многообразными способами функционирования. При повреждении определенных зон мозга могут нарушиться оптимальные связи, но формируются новые «обходные» пути, поэтому память нельзя жестко привязывать к одному месту – она существует в динамичной форме. Более того, информация о разных свойствах объекта может храниться в разных участках мозга.

«Неуловимость» энграмм привела исследователей к мысли, что они представляют собой не «записи», а процессы, активируемые в ходе воспоминания. Скорее всего, такие процессы не носят строго локального характера, а «размазаны» по обширной нервной сети. Это может означать, что энграммы в разное время реализуются разными нейронными группами, а ансамбли задействованных нейронов постоянно меняются.

Большой резонанс в 1950–1960-е гг. вызвали эксперименты по «переносу» памяти и поиску «веществ-переносчиков». Доказательств «переноса» не получили. Рассмотренные кандидаты на роль «переносчиков», вероятнее всего, воздействуют на экспрессию генов, задействованных в формировании памяти. При этом они активируют способность к обучению, а не переносят сформированный навык.

Несмотря на многократные опровержения, идея «молекул памяти» продолжает притягивать к себе исследователей. Новый виток интереса к ней был обусловлен успехами иммунологии. Поиск общего между нейробиологической и иммунологической памятью привлекает многих ученых.

Важной вехой в разработке проблем памяти явились работы канадского психолога Д. Хебба (1904–1985). В книге «Организация поведения» он первый дал обоснованную версию механизма образования энграмм как изменения эффективности синапсов (Hebb D., 1949). Эта гипотеза до сих пор имеет наибольшее число приверженцев, хотя не является единственной.

Д. Хебб также выдвинул гипотезу двойственной природы памяти, разделив ее на кратковременную (КП) и долговременную (ДП). Он полагал, что КП не оставляет никаких следов, а ДП обусловлена структурными изменениями в нервной системе.

Проблема взаимосвязи КП и ДП на долгие годы определила направление исследований нейробиологов. Являются ли КП и ДП последовательными этапами единого процесса памяти либо независимыми параллельными процессами – ответ на этот волнующий вопрос не получен до сих пор. Многие нейрофизиологи стали сторонниками версии принципиальной несводимости КП и ДП, рассматривая исходную активацию как параллельный запуск механизмов КП и ДП. Сторонники коннекционистского подхода, наоборот, придерживались взглядов единства структурных элементов памяти, понимая под ними нейронные сети.

В пользу версии отличающихся механизмов КП и ДП часто преподносится явление ретроградной амнезии – потери памяти на события, предшествующие травме, при сохранности памяти на более ранние события. Это же явление мы наблюдаем в экспериментах и лечении электрошоком. Однако в других исследованиях показано, что шок не разрушает энграммы, а лишь затрудняет доступ к ним, поэтому снятие послешоковой амнезии возможно. Эксперименты по восстановлению памяти весьма многочисленны, но динамика восстановления представляется весьма сложной.