Реферат: Биологическая память

РНК и память. Нейромедиаторы и память. Роль нейроглии.

Сложились гипотезы о роли глиальных элементов, молекул РНК и ДНК в процессах памяти.

О глиально - нейронной гипотезе высказывался американский нейрофизиолог Галамабос.

Он считает, что основой работающей единицей памяти являются глиальные клетки и нейроны. Глиальных клеток насчитывается приблизительно в десять раз больше, чем нейронов, и они занимают 60-90% объема мозга, образуя массу (нейроглия), пронизанную нейронами и волокнами.

Галамбос считает, что глия, наряду с тем, что она питает нейроны, “программирует” их деятельность, сообщает, что им “ полагается делать, в каком порядке и последовательности выполнять операции”.

Он ссылается на данные исследователей, которые выделили из глии вещество, тормозящее поведенческие акты кошки, электрическую активность её мозга и вызывающие особые биотоки мозга.

Эти факты свидетельствуют в пользу важной роли глии в деятельности мозга, однако, не могут быть доказательством ведущей роли глии в обучении и памяти.

Для решения вопроса о функции нейроглии в работе мозга нужны дальнейшие эксперименты, хотя уже сейчас нет никаких оснований, думать о ней, как о структуре, в которой перерабатывается и хранится информация.

Некоторые учёные полагают, что глия связана с работой долговременной памяти.

В последнее время всё больше обращают внимание на химизм мозга в связи его различными функциональными состояниями.

Такой путь исследования и его перспективность в своё время предвидел И.П. Павлов, указывая, что” настоящую теорию всех нервных явлений даст нам только изучение физико-химического процесса, происходящего в нервной ткани и фазы которого дадут нам полное объяснение всех внешних проявлений нервной деятельности, их последовательности и связи”.

С развитием биохимических методов исследования стало возможным изучение не только обменных процессов в мозговой ткани, но и в её элементах- нейронах.

В 1943 г., шведский гистохимик Хиден показал, что во время возбуждения нервной системы в её клетках возрастают накопление и расход РНК, и усиливается синтез белка. Хиден высказал предположение, что обмен нуклеиновых кислот является основой мышления. Затем в зарубежной печати появился ряд экспериментальных работ, подтверждающих эту гипотезу.

В связи с тем, что схема синтеза белка может быть представлена в виде цепи ДНК- РНК- белок, возникла идея затормозить или нарушить одно какое-либо из звеньев этой цепи, чтобы посмотреть, как это отражается на процессе обучения и памяти. В исследованиях роли РНК в образовании и сохранении условных рефлексов получены не всегда одинаковые результаты. В одних из них при введении рибонуклеаза наблюдалось отсутствия торможения прочных условных рефлексов и невозможность образования новых условных рефлексов, в других - этот фермент вызывал угнетение прочных временных связей и более сильное тормозное влияние оказывал на вновь вырабатываемые реакции. При этом в некоторых работах указывается, что угнетение прочных условных рефлексов было преходящим. При введении антибиотиков актимицина Д, а также пиромицина наблюдалось то же самое: прочные рефлексы менее страдают, чем только что выработанные. Это говорит о том, что нарушение синтеза РНК и белка в первую очередь отражается на кратковременной памяти.

Каждое запоминаемое событие кодируется в ЦНС специфическими последовательностями нуклеотидов в РНК. Хиден провёл ряд работ при помощи изобретённого им микрометода, позволяющего исследовать количество и соотношение нуклеотидов в клетке. Оказалось, что при выработке условного рефлекса у крыс ( балансировка на проволоке, по которой они пробирались к площадке с пищей) увеличивалось отношение нуклеотидов аденина и урацила в РНК некоторых нейронов. В другом исследовании было установлено, что переучивание крыс пользоваться при добывании пищи правой лапой вместо левой и наоборот оказывало влияние на содержание нуклеотидов в нейронах 5-6-го слоя двигательной коры. На основании результатов этих опытов Хиден пришёл к выводу, что под влиянием нервных импульсов происходит перестройка в последовательности нуклеотидов РНК. Это, естественно, сказывается на синтезе белка, в молекулу которого вносится какой-то отпечаток происшедших изменений в молекуле РНК. Молекула белка становится ”чувствительной” к нервным импульсам определённого качества. Она “узнаёт” в дальнейшем эти импульсы и реагирует на них освобождением медиаторных веществ, которые и переносят нервные импульсы с нейрона на нейрон через синаптические связи. В том случае, когда меняется информация, закодированная в нервных импульсах, такого “узнавания” не происходит и передача импульса не осуществляется.

Итак, все существующие теории памяти в настоящее время можно отнести к двум группам. Первая - биохимические теории памяти. Согласно этим теориям, информации в мозге кодируется в молекулах РНК или других макромолекулах. В пользу этих теорий говорит то, что биохимическое кодирование позволяет фиксировать практически неограниченное количество информации. Ещё более убедительным доводом в пользу этих теорий служит то обстоятельство, что природа уже в первые минуты зарождения жизни ”придумала” именно этот способ хранения информации и до сих пор пользуется им для передачи сообщений из поколения в поколение. Например, паука никто не учит плести паутину. Это - врождённые “знания”, которые прочно закреплены, как и ряд других свойств организма. Но если биохимическим путём кодирована унаследованная память, то почему тем же способом не может быть кодирована память, возникающая на основе собственного опыта?

Согласно теориям второй группы, процесс запоминания состоит в создании новой структурной организации, в образовании новых связей между нервными клетками.

Трудно определить, какая из двух групп теорий верна. Всё, что касается памяти чаще всего, начинается со слова “ вероятно”. В проблеме изучения памяти ещё много не решённых вопросов. И всё же благодаря достижениям науки есть, что ответить на вопрос, как работает память.

СЛОВАРЬ:

ИМПРИНТИНГ - [англ. Imprinting отпечатывать, запечатлевать] – запечатление - закрепление в памяти животных на раннем периоде развития отличительных признаков воздействующих на них внешних объектов, некоторых врождённых поведенческих актов.

МЕДИАТОР – [лат. Mediator посредник] – биологически активное вещество, участвующее в передаче возбуждения с одной нервной клетки на другую.

НЕЙРОГЛИЯ – [гр. Neuron. Нерв + гр. Glia, клей] – ткань нервной системы, в которой располагаются нервные клетки и их отростки; выполняет опорную, защитную и трофическую (питательную) функции.

ТЕОРИЯ СЛЕДОВ ПАМЯТИ – согласно этой теории, прохождение любого нервного импульса через определенную группу нейронов оставляет после себя в собственном смысле слова физический след. Физическая материализация следа выражается в электрических и механических измерениях синапсов (места соприкосновения нервных клеток). Эти изменения облегчают вторичное прохождение импульса по знакомому пути.

Список литературы:

Адам Д. Восприятие, сознание, память. Размышления биолога: Пер. с англ. /Перевод Алексеенко Н.Ю.; Под ред. и с предисл. Е.Н. Соколова. – М.: Мир, 1983. – 152с., ил.

Блум Ф., Лейзерсон А., Ховстедтер Л. Мозг, разум, поведение: Пер. с англ. – М.: Мир, 1988. – 248с., ил.