Виды памяти и научения

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1. Виды памяти и научения 4

2.Физиологические теории памяти 8

3. Механизмы памяти 15

Заключение 21

Список литературы 22

Введение

   Одним из основных свойств  нервной системы является способность  к длительному хранению информации о внешних событиях. 

По  определению, память — это особая форма психического отражения действительности, заключающаяся в закреплении, сохранении и последующем воспроизведении  информации в живой системе. По современным  представлениям, в памяти закрепляются не отдельные информационные элементы, а целостные системы знаний, позволяющие  всему живому приобретать, хранить  и использовать обширный запас сведений в целях эффективного приспособления к окружающему миру. 

Память  как результат обучения связана  с такими изменениями в нервной  системе, которые сохраняются в  течение некоторого времени и  существенным образом влияют на дальнейшее поведение живого организма. Комплекс таких структурно-функциональных изменений  связан с процессом образования энграмм — т.е. следов памяти (термин, предложенный зоологом Дж. Янгом в 50-х гг.)¹.  
Память выступает также как своеобразный информационный фильтр, поскольку в ней обрабатывается и сохраняется лишь ничтожная доля от общего числа раздражителей, воздействующих на организм. Без отбора и вытеснения информации из памяти живое существо было бы, образно говоря, "затоплено" бесконечным потоком поступающих извне раздражителей. Результаты этого были бы так же катастрофичны, как и отсутствие способности к обучению и памяти.  
     

1. Виды памяти и научения

       Пронизывая все стороны существования  человека, память имеет разные  формы и уровни проявления  и функционирования.  
Существует также разделение памяти на генотипическую и фенотипическую. Первая — генотипическая, или филогенетическая, связана с безусловными рефлексами и инстинктами. Вторая — фенотипическая — обеспечивает обработку и хранение информации, приобретаемой в ходе онтогенеза на основе различных механизмов научения.  
В ходе совершенствования механизмов адаптации развились и упрочились более сложные формы памяти, связанные с запечатлением разных сторон индивидуального опыта.

Модально-специфические  виды. Мнестические процессы могут  быть связаны с деятельностью  разных анализаторов, поэтому существуют специфические виды памяти соответственно органам чувств: зрительная, слуховая, тактильная, обонятельная, двигательная. Следует упомянуть, что уровень  развития этих видов памяти у разных людей различен. Не исключено, что  последнее связано с индивидуальными  особенностями анализаторных систем. Например, встречаются индивиды с  необыкновенно развитой зрительной памятью. Это явление — эйдетизм — выражается в том, что человек  в нужный момент способен воспроизвести  во всех деталях ранее виденный предмет, картину, страницу книги и т.д².

  Эйдетический образ отличается  от обычных тем, что человек  как бы продолжает воспринимать  образ в его отсутствие. Предполагается, что физиологическую основу эйдетических  образов составляет остаточное  возбуждение зрительного анализатора.  Хорошо развития модально-специфическая  память нередко является профессионально  важным качеством: например, слуховая память музыкантов, вкусовая и обонятельная дегустаторов, двигательная гимнастов и т.д.

  Образная память. Запечатление и воспроизведение картин окружающего мира связаны с синтезом модально-специфических впечатлений. В этом случае фиксируются сложные образы, объединяющие зрительные, слуховые и другие модально-специфические сигналы. Такую память называют образной. Образная память гибка, спонтанна и обеспечивает длительное хранение следа³.  
По некоторым представлениям, ее морфологической основой служат сложные нейрональные сети, включающие взаимосвязанные нейронные звенья, расположенные в разных отделах мозга. Поэтому выпадение какого-либо одного звена или нескольких звеньев образной памяти не способно разрушить всю ее структуру. Это дает образной памяти большие преимущества как в эффективности процессов усвоения и хранения, так и в объеме и прочности фиксации информации. Вероятно, что с подобными особенностями образной памяти связаны внезапные, нередко безо всяких усилий припоминания забытого материала.  
Помимо этого иногда выделяют также эмоциональную и словесно-логическую память.

Эмоциональная память. Эмоциональная память связана  с запоминанием и воспроизведением эмоциональных переживаний. Эмоционально окрашенные воспоминания могут возникать  как при повторном воздействии  раздражителей, обусловивших это состояние, так и в отсутствие последних. Эмоционально окрашенное впечатление  фиксируется практически мгновенно  и непроизвольно, обеспечивая пополнение подсознательной сферы человеческой психики. Так же непроизвольно информация воспроизводится из эмоциональной  памяти. Этот вид памяти во многом сходен с образной, но иногда эмоциональная  память оказывается даже более устойчивой, чем образная. Ее морфологической основой предположительно служат распределенные нервные сети, включающие нейрональные группы их разных отделов коры и ближайшей подкорки⁴.

Словесно-логическая память. Словесно-логическая (или семантическая) - это память на словесные сигналы  и символы, обозначающие как внешние  объекты, так и внутренние действия и переживания. Ее морфологическую  основу можно схематически представить  как упорядоченную последовательность линейных звеньев, каждое из которых  соединено, как правило, с предшествующим и последующим. Сами же цепи соединяются  между собой только в отдельных  звеньях. В результате выпадение  даже одного звена (например, вследствие органического поражения нервной  ткани) ведет к разрыву всей цепи, нарушению последовательности хранимых событий и к выпадению из памяти большего или меньшего объема информации⁵.  
Другим основанием для классификации памяти является продолжительность закрепления и сохранения материала. Принято подразделять память на три вида⁶:

• иконическую, или сенсорную, память (ИП);
• кратковременную, или оперативную, память (КВП);
• долговременную, или декларативную, память (ДВП).

Иногда  последний вид памяти называется пропозиционной, вторичной или семантической. Считается, что каждый из этих видов  памяти обеспечивается различными мозговыми  процессами и механизмами, связанными с деятельностью функционально  и структурно различных мозговых систем.  
Длительность хранения в сенсорной, или иконической, памяти составляет 250-400 мс, однако по некоторым данным этот процесс может продолжаться до 4-х сек. Объем ИП при наличии соответствующей инструкции от 12 до 20 элементов. Длительность хранения в кратковременной памяти около 12 сек., при повторении дольше.. Длительность хранения в ДВП неопределенно долгая, объем велик, по некоторым представлениям, неограничен⁷.  
Подобную временную типологию памяти подтверждают эксперименты с животными по научению, в которых показано, что запоминание ухудшается, если сразу же за научением следует удар электрическим током (электроконвульсивный шок — ЭКШ), т.е. ЭКШ препятствует переносу информации из кратковременной памяти в долговременную.

О существовании двух различных хранилищ памяти (долговременного и кратковременного) свидетельствуют такие факты. Две  группы испытуемых — здоровые и  больные амнезией — должны были воспроизвести список из 10 слов сразу после заучивания и с задержкой в 30 сек. В момент задержки испытуемые обеих групп должны были решать арифметическую задачу. Значимых различий между двумя группами испытуемых при немедленном воспроизведении обнаружено не было, в то время как при отсроченном воспроизведении у больных амнезией объем запоминания был намного ниже. Этот эксперимент подтверждает, что механизмы кратковременной и долговременной памяти у человека различны⁸.

Во  всех вышеперечисленных видах памяти имеет место фиксация информации, включающая в себя, по крайней мере, три этапа:

• формирование энграммы, т.е. следа, оставляемого в мозгу тем или иным;
• сортировка и выделение новой информации;
• долговременное хранение значимой  информации.  
  

2. Физиологические теории памяти

        В современной психофизиологии существует целый ряд теорий и моделей, объясняющих разные стороны функционирования памяти.

Теория  Д. Хебба. Первые исследования физиологических  основ памяти связаны с именем Д. Хебба⁹. В 40-е гг. он ввел понятия кратковременной и долговременной памяти и предложил теорию, объясняющую их нейрофизиологическую природу. По Хеббу, кратковременная память — это процесс, обусловленный повторным возбуждением импульсной активности в замкнутых цепях нейронов, не сопровождающийся морфологическими изменениями. Долговременная память, напротив, базируется на структурных изменениях, возникающих в результате модификации межклеточных контактов — синапсов. Хебб полагал, что эти структурные изменения связаны с повторной активацией (по его определению — "повторяющейся реверберацией возбуждения") замкнутых нейронных цепей, например, путей от коры к таламусу или гиппокампу и обратно к коре¹⁰.  
Повторное возбуждение нейронов, образующих такую цепь, приводит к тому, что в них возникают долговременные изменения, связанные с ростом синаптических соединений и увеличением площади их контакта между пресинаптическим аксоном и постсинаптической клеточной мембраной. После установления таких связей эти нейроны образуют клеточный ансамбль, и любое возбуждение хотя бы одного относящегося к нему нейрона, приводит в возбуждение весь ансамбль. Это и есть нейрональный механизм хранения и извлечения информации из памяти. Непосредственно же основные структурные изменения, согласно Хеббу, происходят в синапсах в результате процессов их роста или метаболических изменений, усиливающих воздействие каждого нейрона на следующий  нейрон. 
Достоинство этой теории в том, что она толкует память не как статическую запись или продукт изменений в одной или нескольких нервных клетках, а как процесс взаимодействия многих нейронов на основе соответствующих структурных изменений.  
Современные подходы к изучению физиологических механизмов памяти в значительной степени связаны с развитием изложенных выше идей Д. Хебба.

Синаптическая теория. Свое название эта теория получила из-за того, что главное внимание в ней уделяется роли синапса  в фиксации следа памяти. Она утверждает, что при прохождении импульса через определенную группу нейронов возникают стойкие изменения  синаптической проводимости в пределах определенного нейронного  ансамбля. 
Один из наиболее авторитетных исследователей нейробиологических основ памяти, С. Роуз подчеркивает: при усвоении нового опыта, необходимого для достижения каких-либо целей, происходят изменения в определенных клетках нервной системы. Эти изменения, выявляемые морфологическими методами с помощью световой или электронной микроскопии, представляют собой стойкие модификации структуры нейронов и их синаптических связей¹¹.  
Г. Линч и М. Бодри (1984) предложили следующую гипотезу. Повторная импульсация в нейроне, связанная с процессом запоминания, предположительно, сопровождается увеличением концентрации кальция в постсинаптической мембране, что приводит к расщеплению одного из ее белков. В результате этого освобождаются замаскированные и ранее неактивные белковые рецепторы (глутаматрецепторы). За счет увеличения числа этих рецепторов возникает состояние повышенной проводимости синапса, которое может сохраняться до 5-6 суток¹².  
Эти процессы тесно связаны с увеличением диаметра и усилением активности так называемого аксошипикового синапса — наиболее пластичного контакта между нейронами. Одновременно с этим образуются новые шипики на дендритах, а также увеличиваются число и величина синапсов. Таким образом, экспериментально показаны морфологические изменения, сопровождающие формирование следа памяти.

Реверберационная  теория. Основания теории были выдвинуты  известным нейрофизиологом Л. де Но. Теория базировалась на существовании  в структурах мозга замкнутых  нейронных цепей. Известно, что аксоны нервных клеток соприкасаются не только с дендритами других клеток, но могут и возвращаться обратно  к телу своей же клетки. Благодаря  такой структуре нервных контактов, появляется возможность циркуляции нервного импульса по реверберирующим (постепенно затухающим) кругам возбуждения  разной сложности. В результате возникающий  в клетке разряд возвращается к ней  либо сразу, либо через промежуточную  цепь нейронов и поддерживает в ней  возбуждение. Эти стойкие круги  реверберирующего возбуждения не выходят  за пределы определенной совокупности нервных клеток и рассматриваются  как физиологический субстрат сохранения энграмм. Именно в реверберационном круге возбуждения происходит переход из кратковременной в долговременную память¹³.  
С этим непосредственно связана гипотеза А.С. Батуева о двух нейронных системах, обеспечивающих оперативную память. Одна система, включающая "нейроны памяти", работает на эстафетно-реверберационном принципе передачи информации, когда отдельные группы нейронов памяти вовлекаются друг за другом, представляя собой своеобразные "нейронные ловушки", поскольку возбуждение в них циркулирует в течение 1,5-2 с. Другая система обеспечивает надежность переходных процессов: переключение информации с "сенсорных" нейронов на "нейроны памяти" и далее на нейроны "моторных программ" и т.д. Их взаимодействие позволяет эффективно запоминать текущую информацию¹⁴.  
Однако реверберационная теория не дает ответа на ряд вопросов. В частности, она не объясняет причину возврата памяти после электрошоковых воздействий, когда, согласно этой теории, в подобных случаях возврата памяти не должно быть.

Нейронные модели памяти. С развитием микроэлектродной техники появилась возможность  изучения электрофизиологических процессов, лежащих в основе памяти на уровне нервной клетки. Наиболее эффективным  оказался метод внутриклеточного отведения  электрической активности отдельного нейрона. С его помощью можно  анализировать роль синаптических  процессов в изменении активности нейрона. В частности, на этой основе были установлены нейронные механизмы  простой формы обучения — привыкания¹⁵.  
Изучение нейронных основ памяти сопряжено с поиском структур, нейроны которых обнаруживают пластические изменения при обучении. Экспериментальным путем такие нейроны обнаружены у животных в гиппокампе, ретикулярной формации и некоторых зонах коры. 
Исследования М.Н. Ливанова и С.Р. Раевой показали, что активация оперативной памяти у человека сопровождается изменением активности нейронов многих структур мозга. При применении тестов на оперативную и непроизвольную память были обнаружены "пусковые" нейроны, расположенные в головке хвостатого ядра и передней части зрительного бугра, которые отвечали лишь на речевые команды типа: "запомните", "повторите". 
В контексте векторной психофизиологии разрабатывает нейронную модель памяти Е.Н.Соколов¹⁶. По его представлениям, разнообразная информация закодирована в нейронных структурах мозга в виде особых векторов памяти, которые создаются набором постсинаптических локусов на теле нейрона-детектора, имеющих разную электрическую проводимость. Этот вектор определяется как единица структурного кода памяти. Вектор восприятия состоит из набора постсинаптических потенциалов разнообразной амплитуды. Размерности всех векторов восприятия и всех векторов памяти одинаковы. Если узор потенциалов полностью совпадает с узором проводимостей, то это соответствует идентификации воспринимаемого сигнала.

Частотная фильтрация и память. Концепция частотной  фильтрации предполагает, что обработка  информации в зрительной системе  осуществляется через нейронные  комплексы, наделенные свойствами двумерных  пространственно-частотных фильтров. Такие фильтры осуществляют анализ параметров стимула по принципу, описываемому разложением Фурье¹⁷.  
При этом механизмы хранения энграмм находят своеобразное выражение в концепции пространственно-частотного анализа. Предполагается, что в памяти фиксируется только гармонический состав нервных импульсов, а узнавание знакомых объектов упрощается за счет того, что отношение частот внутри гармонического состава не зависит от абсолютной величины импульса. Именно поэтому для оперативной памяти требуется столь малый объем.  
В то же время в контексте этой модели конкретные механизмы функционирования памяти еще далеко не ясны. Однако показано, что различные пространственные частоты по-разному взаимодействуют с памятью: высокочастотная информация сохраняется в кратковременной памяти дольше, чем низкочастотная. Кроме того, нейронные механизмы, формирующие основные функциональные свойства фильтров, их пространственно-частотную избирательность, по-видимому, различным образом представлены в долговременной памяти.