Функция гиппокампа в процессах памяти до сих пор точно не известна, хотя есть предположения, что он связан с процессом запоминания, с кратковременной памятью, а также, вероятно, с оперативной памятью. Например, люди с мозговыми нарушениями в области гиппокампа не могут хранить в памяти то, о чем узнали совсем недавно, или забывают о том, что уже начали или намеревались сделать после того, как дело уже начато. Например, им нелегко вспомнить лицо и имя недавно виденного человека, с которым их познакомили, однако память на давние прошлые события у них сохранена. Есть сведения, что активность гиппокампа соотносится с переводом информации из кратковременной в долговременную намять.
В экспериментах было выявлено, что гиппокамп как будто «узнает» знакомые места, благодаря чему создается пространственная карта окружающего мира. При выработке условных рефлексов активность нейронов гиппокампа мала, но при переучивании в них регистрируется значительная активность. Так что вполне вероятно, что роль гиппокампа состоит в перекодировании информации из кратковременной памяти в долговременную, при этом гиппокамп действует не в одиночку.
Таламическая область, как предполагают, нужна для первоначального кодирования некоторых видов информации, получаемой через органы чувств. Поражения в районе таламуса приводят к неспособности к усвоению нового материала.
Найти определенные зоны коры, в которых хранится та или иная информация, пока не удалось. Значительные повреждения, например, лобной коры не сказывались ни на памяти на предшествующие события, ни на способности запоминать, а вот постановка и удержание цели действия, выбор программы действия значительно нарушались.
В 1940-е годы было доказано, что обмен нуклеиновых кислот является основой мышления. Каждое запоминаемое событие кодируется в мозге специфическими последовательностями нуклеотидов в РНК. Нарушение синтеза РНК (рибонуклеиновой кислоты) и белка в первую очередь отражается на кратковременной памяти.
Нарушение деятельности или разрушение отдельных мозговых структур, описанных выше и отвечающих за память, может вызвать расстройство памяти за счет нарушения либо запоминания, либо сохранения информации, либо воспроизведения. Например, повреждения участков височной коры при эпилепсии приводили к утрате больными способности запоминать новую информацию, однако память на давние события, произошедшие до повреждений, сохранялась. Или разрушение миндалины у человека затрудняет понимание эмоциональных сигналов, исходящих от других людей. Больные с разрушенной миндалиной не могли узнать лицо одного и того же человека с разными эмоциональными выражениями. При этом особенно сильно нарушается распознавание лиц с выражением отрицательных эмоций и прежде всего страха. У больных, принимавших лекарства, снижающие метаболическую активность миндалины, наблюдалось избирательное нарушение эмоциональной памяти при сохранении памяти на нейтральные, не связанные с эмоциями события.
Плохое выполнение точных движений у больных с повреждениями мозжечка сочетается с нарушениями в мыслительной и познавательной сфере. Из-за этого затрудняется появление новых идей, формулирование гипотез.
Угнетение функций ретикулярной формации определенными лекарствами сопровождается нарушением процесса перевода информации в долговременную память.
При нарушении деятельности некоторых ядер таламуса ухудшается усвоение нового материала и сохранение ранее заученной информации. А электрическая стимуляция таламуса, а также усиление его активности с помощью фармакологических веществ сопровождается улучшением кратковременной памяти и увеличением объема непосредственно воспроизводимого материала.
При повреждении лобных долей наблюдается легкая отвлекаемость, склонность к повторным стереотипным реакциям на раздражители.
Система регуляции памяти имеет иерархическое строение, и полное обеспечение функций и процессов памяти возможно лишь при условии функционировании всех ее звеньев. Память – системное свойство всего мозга.
Экспериментально доказано, что на подсознательном уровне человек воспринимает и запоминает в десятки раз больше информации, чем осознанно. И хранящаяся в подсознании информация стирается гораздо медленнее, чем сознательная.
Виды памяти
Различают три вида биологической памяти, появление которых связано с разными этапами эволюционного процесса: генетическую, иммунологическую и нейрологическую (нервную) память.
Чтобы жить, органическая система должна постоянно себя воспроизводить, то есть помнить свое строение и функции. Память об организации живой системы как представителя определенного биологического вида получила название генетической. Носителями генетической памяти являются нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК).
Иммунологическая память возникла следующей. Она проявляется в способности иммунной системы усиливать защитную реакцию организма на повторное проникновение в него генетически инородных тел (вирусов, бактерий и др.).
Неврологическая, или нервная память появляется у животных, обладающих нервной системой. В неврологической памяти выделяют генотипическую, или врожденную, память, которая обеспечивает становление безусловных рефлексов, импринтинга, инстинктов. Фенотипическая память составляет основу индивидуального поведения, формируемого в результате научения.
Существует множество классификаций памяти: кратковременная и долговременная, произвольная и непроизвольная, моторная, эмоциональная, образная и так далее. Для обычных людей интересны только некоторые из этих классификаций.
Канадский ученый Д. Хебб, основываясь на работах, проведенных до него, опубликовал в 1949 г. гипотезу о двойственности следов памяти и выделил память кратковременную и долговременную.
Кратковременная память – первый этап формирования энграммы (следа памяти). Информация хранится от долей секунды до десятков минут и разрушается воздействиями, влияющими на согласованную работу нейронов. Объем информации здесь ограничен, поэтому более поздние следы вытесняют более ранние. Сведения в кратковременной памяти хранятся не более 10 минут.
В результате исследований выделили еще промежуточную (лабильную) память, в которой информация сохраняется до получаса. В этой памяти избирательно сохраняется информация на время, необходимое для выполнения текущей деятельности.
Долговременная память – следующий этап формирования следа памяти, который переводит его в устойчивое состояние. Процесс перехода из кратковременной в долговременную память называют процессом консолидации памяти. След памяти, попавший на хранение в долговременную память, не стирается. Время ее хранения не ограничено, так же как и объем информации, сохраняемой в долговременной памяти.
По типу психической активности выделяют память четырех видов: двигательная (мышечная, моторная); словесно-логическая; образная; эмоциональная.
Благодаря двигательной памяти человек способен запоминать движения, именно благодаря ей он учится танцевать, писать быстро и не задумываясь. Благодаря мышечной памяти спортсмены оттачивают свои навыки. Все движения, которым человек учится, а потом делает автоматически, хранятся в этой памяти.
Словесно-логическая память помогает запоминать тексты и речи. Если человек понимает смысл текста, то он достаточно легко может его запомнить. Если же смысл текста непонятен, то приходится зубрить, причем он потом может бесследно из памяти испариться. Именно поэтому данный тип также носит название «смысловая память». Поэтому учить лучше не зубрежкой, а составляя смысловые цепочки.
Благодаря образной памяти человек способен запечатлеть изучаемый предмет на основе первых впечатлений с помощью зрительных, слуховых или осязательных рецепторов. Это важно для творчества.
Эмоциональная память позволяет запоминать какие-либо эмоциональные состояния, которые приходилось испытывать в прошлом. Именно она срабатывает при просмотре старых фотографий или видеозаписей.
С учетом целей, для которых производится запоминание той или иной информации, память разделяют на произвольную и непроизвольную.
Произвольная память начинает работать, когда стоит цель что-то запомнить. Для нее необходимо активное участие внимания и некоторые усилия. То есть когда человек запоминает что-либо сознательно.
Непроизвольная память срабатывает без участия внимания человека, когда цель запомнить, как правило, отсутствует. Так запоминается услышанная фоном песня или случайно прочитанное объявление.
Считается, что инстинктивные поступки, когда человек делает нечто такое, чего никогда не делал и даже не знал, как это делается, – и есть проявление непроизвольной памяти. То есть он это слышал или видел, сработала непроизвольная память, а много времени спустя это пригодилось.
Первым исследователем памяти человека считается Герман Эббингауз. Именно он выяснил, что обычный человек может запомнить 7 пунктов какого-либо списка после первого прочтения (обычно список элементов, которые можно запомнить сразу, называют объемом кратковременной памяти). Другой закон, установленный Эббингаузом: количество сохраняющегося материала зависит от промежутка времени с момента заучивания до проверки (так называемая «кривая Эббингауза»). Также он выяснил, что легче запоминаются первые и последние элементы списка.
Установлено, что запахи препятствуют ослаблению памяти. Ученые объясняют это соседством «запоминающей» зоны мозга с центром обоняния. Острая реакция человеческой памяти на запахи, вероятно, запрограммирована природой: в выживании древнего человека роль запахов была невероятно велика.
Общеизвестна стойкость памяти чувств и эмоций. Лучше всего запоминается то, что вызывает неподдельный интерес. Иногда спустя много лет человек с трудом припоминает подробности события, но помнит свои эмоции на этот счет.
Очень важна мотивация. Человек может всю жизнь считать, что у него нет способностей к языкам, но, попав в чужую страну, в экстремальную ситуацию, быстро и легко выучивает чужой язык.
Также установлено, что старая информация бесследно не исчезает, она просто перемещается из активной в пассивную память. При необходимости мозгу удается ее оттуда извлечь.
Ученые выяснили, что в долговременной памяти человека остается 10–24 % того, что ему хотел передать другой человек. В среднем человек запоминает 20 % услышанного и 60 % увиденного. При объяснении увиденной информации человек способен запомнить около 80 %. Лучше всего человек запоминает новое в промежутке времени от 10 до 12 и после 20 часов. Именно в это время организм человека проявляет максимальную устойчивость к кислородному голоданию.
Японские ученые в 2005 году выяснили, что во время обучения и во сне головной мозг излучает электромагнитные импульсы в частотном диапазоне 4–8 Гц – так называемые тета-волны. Оказалось, что эти волны оказывают стимулирующее действие на гиппокамп, отвечающий за обработку и размещение в памяти поступающей информации. При этом под воздействием тета-волн нейроны мозга начинают выделять гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК), которая активизирует процесс образования новых нейронов. Так же действует и лекарственный заменитель ГАМК.
Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК)
Гамма-аминомасляная кислота в организме образуется из другой аминокислоты – глутаминовой с помощью фермента глутаматдекарбоксилазы.
Глутаминовая кислота относится к условно незаменимым аминокислотам и обычно в достаточных количествах синтезируется организмом. Присутствие в пище свободного глутамата придает ей так называемый «мясной» вкус, поэтому сейчас глутамат активно используют как усилитель вкуса.
Химические соединения на основе ГАМК рассматриваются как потенциальные средства для лечения различных расстройств психики и центральной нервной системы, к которым относятся болезни Паркинсона и Альцгеймера, расстройства сна (бессонница, нарколепсия), эпилепсия.
Под влиянием ГАМК активируются энергетические процессы мозга, повышается дыхательная активность тканей, улучшается утилизация мозгом глюкозы, улучшается кровоснабжение. ГАМК снимает возбуждение и оказывает успокаивающее действие, при этом человек к ней не привыкает, как к некоторым другим препаратам.
В желудочно-кишечном тракте есть множество рецепторов ГАМК, она важна для кишечной перистальтики. При недостатке ГАМК начинаются боли в животе, запоры и нарушения стула. ГАМК, кроме того, поддерживает адекватные уровни имунноглобулина А, что важно для работы иммунной системы.
При недостатке гамма-аминомасляной кислоты возникают депрессия, тревога и судороги в мышцах. Однако не только они. Поскольку ГАМК нужна для обеспечения мозга энергией и контроля за процессами, происходящими в нем, то при ее недостатке могут проявиться гипертония, атеросклероз и даже инсульты и инфаркты. Более «щадящие» проявления: головные боли, слабость, головокружение, нарушение сна, памяти, внимания, приступы паники, синдром хронической боли и др.
Эту аминокислоту используют в комплексном лечении эпилепсии и артериальной гипертензии. Сейчас ее начали назначать при синдроме дефицита внимания. Однако избыток гамма-аминомасляной кислоты может усилить беспокойство, одышку, дрожание конечностей, так что дозу превышать смысла нет.
При недостатке ГАМК в организме ее можно получать не только в качестве лекарственного препарата, но и с пищей. Она присутствует в листьях чая и в кофе, в нитевидных грибах (плесени), а также в растениях семейства крестоцветных.
Основные лекарственные препараты, содержащие ГАМК, «Аминалон», «Пикамилон», «Фенибут», «Нейробутал», «GABA». Их можно принимать только по назначению врача, чтобы не навредить себе передозировкой ГАМК. Лекарства, содержащие ГАМК, противопоказаны детям до 1 года, беременным женщинам (в первом триместре), при повышенной чувствительности к основному или вспомогательным веществам и при острой почечной недостаточности.
При назначении ГАМК или ее аналогов у человека значительно повышается работоспособность, регулируется сон, отмечается улучшение памяти и снижение депрессивных состояний, проходят судороги. Среди побочных эффектов отмечаются диспепсические расстройства, повышение либидо, сонливость.
Глутаминовую кислоту, из которой образуется ГАМК, еще называют «глутамат».