Память

Память — это способность живых существ сохранять, накапливать и воспроизводить информацию о своём прошлом опыте. Это одно из ключевых свойств нервной системы, позволяющее длительно хранить данные о событиях внешнего мира и реакциях организма, а затем многократно использовать их для адаптивного поведения и осознанной деятельности. Память присуща животным с достаточно развитой центральной нервной системой и человеку.

В ходе эволюции объём памяти, длительность и надёжность хранения информации, а также способность к анализу сложных сигналов среды и выработке адекватных реакций возрастали по мере увеличения числа нейронов и усложнения структуры мозга:

• У кишечнополостных формируются лишь простые суммационные рефлексы.
• У большинства членистоногих и моллюсков память проявляется в форме привыкания — торможения готовых поведенческих программ или отдельных реакций, которые оказываются неэффективными в определённых условиях.
• Головоногие моллюски (например, осьминоги) по способности к обучению и сложности памяти сравнимы с птицами и млекопитающими.

В онтогенезе высших животных и человека возможности памяти (как по объёму, так и по сложности запоминаемых ситуаций) расширяются по мере созревания нейронов и миелинизации нервных волокон мозга.

Физиологические исследования выделяют два основных этапа формирования памяти, которым соответствуют два её вида: кратковременная и долговременная.

Кратковременная память

Характеризуется временем хранения информации от долей секунды до десятков минут. Она уязвима и может быть разрушена воздействиями, нарушающими согласованную работу нейронов (например, электрошок, наркоз, гипотермия). Считается, что в её основе лежат активные механизмы, поддерживающие повышенную возбудимость определённых нейронных систем, вероятно, за счёт следовых процессов в синапсах (локальных изменений ионного состава, интенсивности выброса медиатора, чувствительности постсинаптической мембраны).

Долговременная память

Отличается временем хранения информации, сравнимым с продолжительностью жизни организма, и устойчива к воздействиям, нарушающим кратковременную память. Переход от кратковременной памяти к долговременной (процесс консолидации) постепенен и связан с активацией сложных биохимических процессов.

Ключевую роль в «записи» информации в долговременную память у высших животных играет гиппокамп. Он функционирует как компаратор (блок сравнения) и детектор новизны, оценивая значимость поступающих данных. События, имеющие жизненно важное значение или вызывающие сильные эмоции, переводятся в долговременную память быстрее и закрепляются прочнее.

При формировании долговременной памяти связи между нейронами фиксируются за счёт устойчивых структурных и функциональных изменений в синапсах и, возможно, других ультраструктурах клетки. Эксперименты показывают, что «запись» каждого события распределена по обширным зонам мозга, а информация о разных событиях кодируется не только возбуждением разных нейронов, но и уникальными комбинациями совозбуждённых участков и клеток.

Поскольку нейроны у взрослых особей, как правило, не делятся, новые реакции и воспоминания формируются исключительно за счёт создания новых функциональных связей между уже существующими клетками мозга. Долговременные изменения эффективности синаптической передачи связывают с изменениями в биосинтезе и встраивании в мембрану специфических белков, от которых зависит чувствительность к медиатору. Активация синтеза РНК и белков при возбуждении нейронов является критическим звеном этого процесса — блокада синтеза белков или РНК затрудняет или полностью блокирует формирование долговременной памяти. Таким образом, в её основе может лежать структурная фиксация нейронных ансамблей.

Современный контекст

Общепринятой единой теории, объясняющей все механизмы памяти, до сих пор не существует. Гипотеза молекулярного кодирования, предполагавшая, что каждая поведенческая реакция или воспоминание кодируется уникальным пептидом, не подтвердилась. Исследованные пептиды оказались неспецифичными активаторами отдельных зон мозга, а не носителями конкретной информации. Тем не менее, изучение роли эндогенных пептидов и нейромодуляторов в процессах памяти остаётся крайне активной областью науки из‑за их высокой биологической активности.

Гипотезы, пытавшиеся напрямую перенести принципы генетической (хранение информации в последовательности нуклеотидов ДНК) или иммунологической памяти на нейробиологию, также не нашли экспериментального подтверждения.

Современный взгляд рассматривает память как системную функцию мозга, которая реализуется на множестве взаимосвязанных уровней — от восприятия и обработки сигналов нейронными сетями до глубоких цитохимических и ультраструктурных изменений в отдельных нейронах и их синаптических контактах.