Психофизиологические механизмы памяти

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
I ГЛАВА. ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ПАМЯТИ
1.1. ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ, НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ПАМЯТИ
1.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ВИДОВ ПАМЯТИ
1.3. ПОДХОДЫ (МЕТОДЫ) В ИССЛЕДОВАНИИ МЕХАНИЗМОВ ПАМЯТИ
1.4. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ ПАМЯТИ
II ГЛАВА. ЗНАЧЕНИЕ ПАМЯТИ КАК ВЫСШЕЙ ПСИХИЧЕСКОЙ ФУНКЦИИ
2.1. ЗНАЧЕНИЕ ПАМЯТИ В РАМКАХ КУЛЬТУРНО-ИСТОРИЧЕСКОГО ПОДХОДА
2.2. ОБСУЖДЕНИЕ ТЕОРИЙ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Психофизиологические механизмы памяти

Шведский нейрохимик Х.Хиден в 50-60 годах прошлого века выдвигает гипотезу о белковой природе памяти и проводит исследования с целью выяснения, может ли научение сопровождаться изменениями состава РНК в нервных и глиальных клетках [7, с. 44]. Ведь «шаблон», по которому в клетке синтезируется белок, – это РНК, а последующий синтез белка на матрице «обученной» РНК сохраняет приобретенную информацию («запоминающие белки»). По мнению Хидена, информация, лежащая в основе долговременной памяти, кодируется и записывается в структуре полинуклеотидной цепи белковой молекулы. Разная структура импульсных потенциалов, в которых закодирована сенсорная информация в афферентных нервных проводниках, приводит к различной перестройке молекулы РНК, к специфическим для каждого сигнала перемещениям нуклеотидовв их цепи. Таким образом, происходит фиксация каждого сигнала в виде специфического отпечатка в структуре молекулы РНК.
Определенную ясность в понимание нейрофизиологических механизмов долговременной памяти вносит глиальная теория Галамбуса и А.И. Ройтбака. Ее авторы отводят значительную роль в обеспечении механизмов памяти глиальным клеткам. Они полагают, что на стадии образования и упрочнения условного рефлекса в прилегающих к нейрону глиальных клетках усиливается синтез миелина, который окутывает концевые разветвления аксона и тем самым облегчает проведение по ним нервных импульсов, в результате чего повышается эффективность синаптической передачи возбуждения. В свою очередь стимуляция образования миелина происходит в результате деполяризации мембраны олигодендроцита под влиянием поступающего нервного импульса [11, с. 69].
В качестве возможного и достаточно популярного сегодня нейрофизиологического механизма долговременной памяти рассматривают гипотезу каскадной реакции генома (Анохин К.В.), суть которой представлена следующим образом [7, с. 51]. Внешнее воздействие вызывает в геноме нейрона каскадную реакцию, в которой выделяются две фазы активации синтеза белков и РНК. Первая фаза активации соответствует индукции специфических регуляторных генов из класса «непосредственно ранних генов». Продукты ранних генов индуцируют экспрессию «поздних» генов – морфорегуляторных. Они определяют вторую фазу активации синтеза РНК и белков, что ведет к росту и (или) изменению клеточных связей в мозге и, как следствие, формированию долговременной памяти. Таким образом, долговременная память формируется после экспрессии поздних генов.
Физиологическимиосновами памяти, согласно А.Н. Лебедеву, служат пачки нейронных импульсов, способные циклически повторяться. Каждая пачка импульсов – своеобразная «буква» универсального нейтронного кода. Сколько разных пачек по числу импульсов в каждой, столько разных букв в нейронном коде [3, с. 202]. Пачки импульсов возникают друг за другом и образуют ограниченные цепочки. Это кодовые слова. Каждой цепочке, т.е. каждому кодовому слову, соответствует свой, порождающий его ансамбль нейронов. В результате каждому приобретенному образу памяти (слову, предмету, явлению и т.п.) соответствует свой нейронный ансамбль. Нейроны ансамбля, хранящие один образ, активизируются согласованно, циклически. Колебания клеточных потенциалов, связанные с импульсацией нейронов, создают повторяющийся узор биопотенциалов.
Несмотря на некоторые различия представленных нейрофизиологических и психофизиологических механизмов, ответственных за формирование кратковременной и долговременной памяти, в их природе больше общего, чем различного. Поэтому их следует рассматривать как последовательные этапы единого механизма фиксации и упрочнения следовых процессов в нервных структурах под влиянием повторяющихся или постоянно действующих сигналов.
1.2. Классификация видов памяти
Существуют различные виды памяти и различные подходы в их классификации, главное, что взято за основу: признаки, принципы, формы проявления, временные характеристики, механизмы и т. д. Исходя из этих позиций, рассмотрим одну из рабочих классификаций.
1. По способу (механизму) запечатления или приобретения информации различают врожденную, приобретенную, иммунную и социальную память[4, с. 42].
Врожденная (видовая, генотипическая). В ней воплощен опыт, накопленный в ходе эволюционного развития. Она закодирована в молекулах нуклеиновых кислот, передается от поколения поколению и присуща всему виду. Ее основу составляют врожденные (безусловные) рефлексы разной степени сложности, вплоть до инстинктов и импритинга.
Приобретенная (индивидуальная, фенотипическая). В ней воплощен индивидуальный опыт особи. Ее основу составляют выработанные в течение индивидуального развития условные рефлексы. В последующем пойдет речь только о такой индивидуальной фенотипической памяти. Хотя сама способность помнить – генотипическая, но в процессе жизни она совершенствуется, развивается.
Иммунная. Эволюционно она возникает позже генетической, следовательно, располагается между гено- и фенотипической. Ее суть заключается в способности иммунной системы усиливать защитную реакцию организма на повторное проникновение в него генетически инородных тел (вирусов, бактерий и др.)
Социальная. Это запечатление информации через фольклор, чтение книг, прослушивание лекций, просмотр кинофильмов, использование различных технических средств (видео, аудио и др.), т.е. запечатление информации, накопленной обществом.
2. По модальности запечатлеваемой информации выделяют образную, абстрактно-логическую, механическую, эмоциональную, двигательную и условнорефлекторную память [4, с. 43].
Образная (наглядно-образная, или сенсорная) память проявляется формированием, хранением и воспроизведением ранее воспринятого образа реального сигнала, его нервной модели. В зависимости от анализаторов, воспринимающих информацию, образная память подразделяется на зрительную, слуховую, слухо-речевую, тактильную и обонятельную. Если зрительная и слуховая память хорошо развита у всех людей, то остальные типы памяти обычно развиваются в рамках специальных видов профессиональной деятельности.
Абстрактно-логическая (словесно-логическая, смысловая, или семантическая) – это память на словесные сигналы, обозначающие как внешние объекты и события, так и вызванные ими ощущения и представления, т.е. это запечатление и воспроизведение мыслей, выраженных словами. Абстрактно-логическая память специфична только для человека, так как связана с запоминанием и воспроизведением вербально-логической информации. Например, в предложении мы улавливаем смысл, а не отдельные слова, и тогда запоминаем, а от запоминания бессмысленных предложений мы уходим. К абстрактно-логической можно отнести и вербальную память.
Механическая память характеризуется запоминанием информации в той ее форме, в которой она воспринимается. Механическая память основана на нервных связях преимущественно первой сигнальной системы. Основным приемом механического запоминания является многократное повторение материала.
Эмоциональная память проявляется воспроизведением некоторого пережитого ранее эмоционального состояния при повторном предъявлении сигнала, вызвавшего первичное возникновение такого состояния. Она характеризуется высокой прочностью и скоростью. В этом, очевидно, главная причина более легкого и устойчивого запоминания человеком эмоционально окрашенных сигналов и раздражителей.
Двигательная память проявляется в запоминании и воспроизведении последовательности и характера различных движений, двигательных навыков и умений. Наиболее характерна для спортсменов (особенно гимнастов, баскетболистов, футболистов, фехтовальщиков и др.).
Условнорефлекторная память возникает в ходе повторных сочетаний условного и безусловного раздражителей при выработке условного рефлекса. В ее основе лежит образование временной нервной связи, являющейся частным случаем общебиологического свойства хранения воспринятой информации.
3. По различию памяти на действие и на его название выделяют процедурную и декларативную память[9, с. 11].
Процедурная – это память на действия, т.е. это знание того, как нужно действовать. Она представлена моторными навыками, перцептуальными стратегиями, условными рефлексами и имеет место у детей до 2-летнего возраста, когда они запоминают, как пользоваться своим телом; как с помощью руки хватать различные предметы и т.д. При этом еще нет осознания, что научение произошло. Это объясняется связью процедурной памяти только с теми нервными структурами, которые непосредственно участвуют в усвоенных действиях. Для актуализации процедурных знаний не требуется существенных умственных усилий (ресурсов) субъекта. Процедурная память при неупотреблении или без поддержки соотвествующим подкреплением склонна к угасанию. В ходе эволюции она развивается первой.
Декларативная – это память на лица, места событий, факты, эпизоды, предметы, т.е. это способность дать отчет о прошлом опыте. Она составляет основу действия и появляется после 2 лет жизни. В отличие от процедурной памяти она является сознательной, так как предполагает осведомленность субъекта об объекте или событии, информацию о котором он сознательно извлекает из памяти. Актуализация декларативных знаний требует значительных ресурсов внимания. В декларативной памяти информация может храниться годами.
В составе декларативной памяти выделяют эпизодическую и семантическую память. Такое деление было предложено в 1972 г. канадским психологом Е. Тульвингом. Под эпизодической памятью он понимал память на датированные во времени эпизоды и события из индивидуальной жизни человека, под семантической – память на слова, понятия, правила и абстрактные идеи.
4. По виду сигнальной системы, с помощью которой запечатляется информация, различают первосигнальную память – информация, запечатляемая через первую сигнальную систему действительности, и второсигнальную память – запечатление информации через вторую сигнальную систему действительности [9, с. 12].
5. По степени активности психических процессов, т.е. по степени их произвольности, говорят о произвольной и непроизвольной памяти [9, с. 12].
Произвольная память связана с участием произвольного внимания, с предварительной установкой на запоминание, т.е. с целью (имеет место сознательный компонент). Характерна только для человека, так как произвольным вниманием обладает только человек. Непроизвольная – не связана с произвольным вниманием, не имеет цели. Запоминание сопровождает обычную деятельность человека, идет в отсутствие внимания (подсознательный компонент).
Иными словами, непроизвольная память - побочный результат деятельности, направленной на выполнение каких-либо других задач.
6. По длительности хранения (удержания) информации, точнее, по сроку, после которого возможно ее воспроизведение, различают сенсорную, кратковременную (первичную) и долговременную (вторичную и третичную) память [9, с. 13].
1.3. Подходы (методы) в исследовании механизмов памяти
Экспериментальное изучение памяти началось в конце XIX – начале XX столетия. Каждое из основных научных направлений того времени разрабатывало свой особый взгляд на проблемы памяти.
Одной из первых в психологии теорий памяти, возникшей еще в XVII веке и активно разрабатывавшейся в XVIII и XIX вв., была ассоциативная теория памяти. В рамках этой теории мозг рассматривался как пассивный аппарат, в котором под влиянием внешних воздействий образуются следы памяти и связи между ними. Соответственно память понималась не как процесс, не как специфическая деятельность человека, а как механический продукт ассоциаций более или менее устойчивых по смежности, подобию, контрасту, временной и пространственной близости. Отдельные элементы информации согласно ассоциативной теории запоминаются, хранятся и воспроизводятся не изолированно, а в определенных логических, структурно-функциональных и смысловых ассоциациях с другими.
Несмотря на определенные недостатки, ассоциативная теория дала много полезного для познания законов памяти. Было установлено, как изменяется количество запоминающихся элементов при разном числе повторений предъявляемого ряда и в зависимости от распределения элементов во времени, а также – как сохраняются в памяти элементы запоминаемого ряда в зависимости от времени, прошедшего между заучиванием и воспроизведением. Наиболее яркими представителями ассоциативного направления были немецкие психологи Г. Эббингауз, Г. Мюллер, А. Пильцекер [10, с. 33].
В конце XIX века на смену ассоциативной теории памяти пришла гештальттеория. Для нее исходным понятием и главным принципом выступала не ассоциация первичных элементов, а их изначальная целостная организация - гештальт. В работах представителей гештальтпсихологии было показано, что на эффективность запоминания существенно влияет структурированность, организованность материала: хорошо структурированный материал запоминается лучше. Разнородные элементы, включенные в ряд однородных, запоминаются лучше, поскольку образуют фигуру на фоне относительно однородного материала (так называемый «эффект Расторффа») [10, с. 35].
В начале XX века основатели теории бихевиоризма памяти американские исследователи Дж. Уотсон и Э. Торндайк рассматривали память как процесс приобретения различных двигательных и речевых навыков. Они детально описали закономерности научения у животных и сделали попытку перенести их на человека. В последующем представители бихевиоризма стали постепенно отходить от своих первоначально жестких позиций и исследовать так называемые «промежуточные переменные», опосредующие связи между стимулами и реакциями. Примером одной из таких «промежуточных переменных» является феномен «когнитивных карт», впервые описанный американским исследователем Э. Толменом в 1948 г. Изучая формирование навыков прохождения лабиринта у крыс, Толмен обнаружил, что, научившись проходить путь в лабиринте к кормушке, крысы могли проделать его и вплавь. Когда их сажали на крышу лабиринта, они сразу же безошибочно бежали к тому месту, где должна была находиться кормушка. Отсюда был сделан вывод, что у крыс сформировалась определенная карта лабиринта, которая и определяет их поведение. Основываясь на результатах проведенных экспериментов, автор отмечает, что под когнитивными картами следует понимать представления о пространственной организации внешнего мира, о пространственных отношениях между объектами, об их положении в среде [7, с. 61].
Основатель психоанализа австрийский психиатр 3. Фрейд и его последователи установили роль положительных и отрицательных эмоций, мотивов и потребностей в запоминании и забывании материала. Благодаря психоанализу были обнаружены и описаны многие интересные психологические механизмы подсознательного забывания, связанные с функционированием мотивации.
Американские исследователи А. Бине и К. Бюлер разрабатывают смысловую теорию памяти, согласно которой на первый план при запоминании и воспроизведении выдвигается смысловое содержание материала [10, с. 36]. Они утверждают, что смысловое запоминание подчиняется иным законам, чем механическое: подлежащий заучиванию или воспроизведению материал включается в контекст определенных смысловых связей.
Выдающийся американский психолог, основатель функционализма У.Джеймс впервые предложил различать первичную и вторичную память [10, с. 39]. Содержание первичной памяти составляют впечатления, непосредственно присутствующие в сознании. Эта память имеет преходящий характер, ее содержание быстро стирается и забывается. Вторичная память является постоянной, она содержит наши постоянные знания. Эти знания статичны и трудно поддаются воспроизведению. Позже в работах Д. Хебба выделенные Джеймсом два типа памяти получили название кратковременной и долговременной памяти.
Французский ученый П. Жане положил начало изучению памяти в рамках общепсихологической теории деятельности [7, с. 63]. Он трактовал память как систему действий, ориентированных на запоминание, переработку и хранение материала. В отечественной психологии это направление в изучении памяти получило дальнейшее развитие. В контексте теории память выступает как особый вид психической деятельности, включающей систему теоретических и практических действий, подчиненных решению мнемонической задачи – запоминания, хранения и воспроизведения информации. В последнее время психологи стали разрабатывать информационно-кибернетическую теорию памяти. Ее сторонники делают только первые, но весьма многообещающие шаги на пути к более глубокому пониманию человеческой памяти с использованием достижений кибернетики и информатики.
На протяжении XX века наибольший вклад в разработку проблем памяти внесли такие отечественные исследователи, как Л.С. Выготский, А.Р. Лурия, П.И. Зинченко, А.Н. Леонтьев и А.А. Смирнов. Л.С. Выготский и АР. Лурия подчеркивали социально опосредованный характер памяти, рассматривая ее как одну из социальных форм поведения. Они указывали, что память и ребенка, и первобытного человека, с одной стороны, отличается необычной буквальностью, фотографичностью, с другой – носит стихийный, неуправляемый характер. Человек пользуется своей памятью, но не управляет ею. В дальнейшем, по мере онто- и филогенетического развития, наступает резкое изменение функционирования памяти. Человек начинает использовать слова и образы как орудия для запоминания, т.е. как средства для управления своей памятью. Его память приобретает все более опосредованный, все более обобщенный характер. Подобные средства для запоминания на первых этапах носят внешний материальный характер, однако в последующем они интериоризируются, приобретают внутренний характер.
1.4. Биологические теории памяти
Биологическая память – это фундаментальное свойство живой материи приобретать, сохранять и воспроизводить информацию.
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, иначе говоря, помнить свое строение и функции.
Память о структурно-функциональной организации живой системы как представителя определенного биологического вида получила название генетической. Носителями генетической памяти являются нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК).
С генетической памятью тесно связана иммунологическая память. В эволюции она возникает позже генетической и проявляется в способности иммунной системы усиливать защитную реакцию организма на повторное проникновение в него генетически инородных тел (вирусов, бактерий и др.). Все чужеродные вещества, вторгшиеся в организм, независимо от их разновидности принято называть антигенами. Иммунные белки, способные разрушать чужеродные тела, получили название антител.
Согласно клонально-селекционной теории иммунитета австралийского исследователя – лауреата Нобелевской премии Ф.М. Беркета, сформулированной им в 1957 г., которая позже получила полное экспериментальное подтверждение, активированный антигеном лимфоцит вступает в процесс деления и дифференцировки и образует клетки, секретирующие антитела. В результате из одной клетки возникает 500–1000 генетически идентичных клеток (клон), синтезирующих один и тот же тип антител, способных специфически распознавать антиген и соединяться с ним. Клоны лимфоцитов-потомков состоят не только из эффекторных клеток – плазматических клеток, секретирующих антитела, но и из многочисленных клеток памяти. Последние при повторяющемся воздействии тем же антигеном способны превращаться в клетки-потомки обоих типов: эффекторные и клетки памяти. Продол­жительность жизни эффекторных клеток измеряется днями, а клетки памяти в популяции лимфоцитов могут сохраняться десятилетиями. При повторной встрече с тем же антигеном распознающие его клетки памяти начинают быстрее и в большем количестве создавать эффекторные клетки, продуцирующие специфические антитела. Параллельно увеличивается производство и эффекторных Т-клеток (киллеров).
Таким образом, за время онтогенеза популяция лимфоцитов эволюционирует, создавая у взрослого организма индивидуальный иммунный набор. В этом и проявляется иммунологическая память, которая, используя механизмы генетической памяти, обеспечивает более гибкое приспособление организма к микроразнообразию внешней среды.