Psühholoogia

Viimati uuendatud 06:37:44 GMT

Aju ja mälu

Aju on kesknärvisüsteemi peamine organ, mille abil kontrollitakse kõiki vabatahtlikke ja tahtmatuid inimtegevusi, samuti põhilisi füüsilisi ja kognitiivseid funktsioone: liikumine, kõne, mõtlemine, taju, emotsioonid ja mälu. Aju koosneb miljarditest ajurakkudest, mida nimetatakse neuroniteks.

Need sisaldavad meeli poolt saadetud sõnumeid. Neuronid on omavahel ühendatud ja suhtlevad omavahel elektriliste impulsside kaudu. Ajus on umbes kümme miljonit ühendust, mis ühendavad kõik neuronid.

Seljaaju on ajukoe sammas, mis kulgeb seljaaju keskel, mis on peamine tee, mille kaudu sõnumid kehast või kehast vastu võetakse.

Enamik tänapäevastest teadlastest eristab aju kolme peamist osa: ajujälg, aju ja aju. Seljaaju ja aju vahel paiknev mullakeha on vastutav impulsside edastamise eest seljaajult suurele. Lisaks reguleerib see südame ja veresoonte, hingamisteede ja seedetrakti aktiivsust. Aju funktsioonid hõlmavad tasakaalu säilitamist ja liikumiste koordineerimist.

Suur aju, imetajate organisatsiooni kõige raskem osa ja eriti inimene, vastutab kõigi kõrgemate funktsioonide ja kõige olulisemate ülesannete täitmise eest, mis on seotud nii vabatahtlike teadlike kui ka automaatsete tegevustega, alustades toimimisest väliskeskkonnas ja lõpetades kognitiivsete või kognitiivsete protsessidega. Suur aju teeb lihaslepingu ja mõtted tekivad.

Aju on jagatud kaheks peaaegu sümmeetriliseks osaks, mida nimetatakse poolkeradeks (paremal ja vasakul). Nad teevad teadlikku intellektuaalset tegevust.

Mälu, kõne ja loominguline tegevus on inimese aju kõige olulisemad ja keerukamad funktsioonid. Nende täitmine toimub aju põhiosas - suures ajus.

Aju erinevad osad on seotud mäluprotsessiga, kuid hiljutised uuringud on märkinud, et näiteks mälu ei salvestata ühesse või mitmesse neist, vaid on hajutatud närviühenduste süsteemi. Peatükis "Kui elavad mälestused" vaatame seda küsimust üksikasjalikumalt.

Mälu on aju üks tähtsamaid funktsioone. Kahjuks ei saanud me mäleta midagi õppida ega kasutada meie kogemusi.

Aju limbiline süsteem mängib mäluprotsessis võtmerolli. See asub ajaliste lobide sisepinnal. Siin on hüpotalamus - oluline struktuur mälu konsolideerimiseks. Selle ala suurus on lapse pöial.

Milline aju osa vastutab mälu eest

Milline osa ajust vastutab mälu eest ja mis mõjutab seda protsessi, on oluline kõigile teada. Iga päev saame palju informatsiooni, millest mõned on meelde tuletatud. Miks jäävad mõned mälestused mällu, teised aga mitte, mis on mälumehhanismi mehhanism?

Kus on mälu

Mälu on võime meelde jätta, koguda ja saada saadud teavet. Kui palju inimene mäletab, sõltub tema tähelepanu.

Mälu moodustavad aju mitmed osad: ajukoor, väikeaju, limbiline süsteem. Kuid suuremal määral mõjutavad seda aju ajalised lobid. Mälestusprotsess toimub hipokampuses. Kui ajalooline piirkond on ühest küljest kahjustatud, muutub mälu hullemaks, kuid kui mõlemas ajalises lobes on häireid, siis mälestusprotsess lõpeb täielikult.

Mälu toimimine sõltub neuronite ja neurotransmitterite olekust, mis tagavad närvirakkude vahelise side. Nad on koondunud hipokampusse. Atsetüülkoliin on ka neurotransmitter. Kui need ained ei ole piisavad, siis mälu halveneb.

Atsetüülkoliini tase sõltub rasvade ja glükoosi oksüdatsiooniprotsessis toodetud energia kogusest. Neurotransmitterid on organismis kontsentreeritud väiksematel kogustel, kui inimene on stressis või depressiooni all.

Mälestusmehhanism

Inimese aju töötab nagu arvuti. Praeguse teabe salvestamiseks kasutab ta RAM-i ja pikaajaliseks salvestamiseks ei saa seda teha ilma kõvakettata. Sõltuvalt sellest, kui kaua see aju, mis vastutab mälu eest, salvestatakse see teave:

• vahetu mälu;
• lühiajaline;
• pikaajaline.

Huvitav on see, et sõltuvalt tüübist salvestatakse mälu aju erinevates osades. Lühiajalised mälestused on koondunud ajukoore ja pikaajaline - hipokampuses.

Mälestamise võimet peetakse intellekti oluliseks osaks. Seega sõltub isiku enda valduses oleva teabe hulk selle arengust.

Mälu koosneb mälestusest, säilitamisest ja paljunemisest. Kui inimesed saavad teavet, läheb see ühest närvirakust teise. Need protsessid toimuvad ajukoores. Need närviimpulssid viivad neuraalsete ühenduste loomiseni. Sellisel viisil saab inimene hiljem tagasi, see tähendab, et tuletab meelde saadud informatsiooni.

Kui edukalt ja pikka aega informatsiooni mäletatakse, mõjutab see asjaolu, millega inimene objektiga seotud on. Kui see teda huvitab, siis keskendub ta rohkem huvipakkuvale teemale ja mälestusprotsess toimub kõrgel tasemel.

Tähelepanu ja kontsentratsiooni nimetatakse psüühika selliseks funktsiooniks, mis võimaldab teil keskenduda kõikidele mõtetele konkreetsele objektile.

Mitte vähem oluline kui mäletamine on teabe unustamine. Sellest tulenevalt tühjendatakse närvisüsteem ja paigutatakse uus teave, hakkavad moodustuma uued närviühendused.

Ei ole võimalik täpselt öelda, milline poolkera vastutab mälu eest, kuna mõlemal alal on oluline roll teabe töötlemise ja säilitamise protsessis.

Mälu maht

Hiljutiste uurimistulemuste kohaselt on teadlased avastanud, et inimese aju mälumaht on umbes miljon gigabaiti.

Kui mälestusvõime on hästi arenenud, siis võib see olla loomingulistele isikutele palju probleeme.

Aju sisaldab umbes sada miljardit närvirakku, millest igaühes on tuhandeid närviühendusi. Teave edastatakse sünapsis. See on selle punkti nimi, kus neuronid kokku puutuvad. Kahe neuroni interaktsiooni ajal tekivad tugevad sünapsed. Närvirakkude hargnemisprotsessides on uue informatsiooni vastuvõtmise ajal suuremad dendriidid. Need protsessid võimaldavad Teil kontakteeruda teiste rakkudega, tõusu ajal võib ta tajuda suuremat arvu ajusse sisenevaid signaale.

Mõned teadlased võrdlevad dendriite arvutikoodidega, kuid numbrite asemel kasutavad nende suurused kirjeldavaid omadusi.

Kuid varem ei teadnud nad isegi, milline on nende võrsete suurus. Piiratud väikeste, keskmise ja suurte dendriitide määratlusega.

California teadlased seisavad silmitsi huvitava omadusega, mis muutis need ülevaadet teadaoleva teabe kohta võrsete suuruse kohta. See juhtus roti hipokampuse uurimisel. See on aju osa, mis vastutab visuaalsete kujutiste mälu eest.

Teadlased on märganud, et signaalide edastamise eest vastutava närviraku üks protsessidest on võimeline suhtlema kahe dendriidiga, mis saavad informatsiooni.

Teadlased on soovitanud, et dendriidid on võimelised saama sama teavet, kui see pärineb ühest aksonist. Seetõttu peavad nende suurus ja tugevus olema identsed.

Tehti sünaptiliste ühenduste moodustamise eest vastutavate objektide mõõtmine. Uuringus leiti, et ühe aksoni kohta informatsiooni saavate dendriitide vahe on umbes kaheksa protsenti. Kokku oli võimalik tuvastada 26 võimalikku protsessi suurust.

Uuringu tulemuste põhjal esitati hüpotees inimese mälu võime kohta salvestada kvadriljoni baiti informatsiooni. Aju võrdlemiseks arvutiga piisab, kui teada, et seadme keskmise RAM-i suurus ei ole suurem kui kaheksa gigabaiti. Kuna aju võib säästa miljonit gigabaiti.

Igaüks teab, et te ei saa täielikult kasutada kogu mälumahtu. Paljud vähemalt unustasid sõprade ja sugulaste sünnipäevadest, neil oli raskusi luuletuste uurimise või ajalooga seotud punktide meeldejätmisega. Seda nähtust peetakse normaalseks. Aga kui inimene kõik kõike mäletab, peetakse seda nähtuseks. Maailm teab vaid vähesed inimesed, kes mäletasid enamikku saadud teabest.

Kuidas ja kuidas koosneb iga inimese mälestus?

Igapäevaelus tajume meid ümbritsevat teavet, me mäletame mõningaid neid andmeid. Samal ajal ei hooli me sellest, miks me just seda ja mitte muud teavet mälestasime, miks me unustame hetked ja üldjuhul, kuidas inimese mälu toimib.

Mis on mälu?

Mälu on inimese võime meelde jätta, koguda ja saada saadud teavet. Mälukaardi kogust ja kvaliteeti mõjutab inimese tähelepanu. Mäletades on tunded väga olulised. Mälu sisaldab järgmisi protsesse:

• mälestus on uute faktide salvestamine mällu;
• ladustamine - saadud teabe kogumine, töötlemine ja säilitamine;
• reprodutseerimine on saadud materjali eraldamise protsess.

Mälestamine ja paljunemine on meelevaldne ja tahtmatu. Sõltumatu meelde jätmine ja reprodutseerimine on seotud inimese pingutustega ja tahtmatult - seda tehakse ilma jõupingutusteta.

Teabe mälestamine

Kui te korduvalt vaimselt korrate mis tahes materjali, jääb see mällu lühikest aega. Et midagi pikemaks ajaks meelde jätta, on vaja rohkem pingutusi. Siin toimub mälestus emotsioonide tasandil. Tugevad emotsioonid, mis jätavad kustumatu jälje inimese mällu, aitavad meeles pidada nende emotsioonidega kaasnevat teavet. Veelgi enam, tugeva emotsionaalse murrangu ajal mäletab inimene kõige olulisemat.

Isiku pikaajalises mälus jääb 10-24% sellest, mida teine ​​inimene talle soovis edasi anda. Keskmiselt meenutab inimene 20% sellest, mida ta kuulis, ja 60% sellest, mida ta nägi. Vaadeldava teabe selgitamisel on inimesel võimalik meeles pidada umbes 80%. Mis kõige parem, inimene mäletab midagi uut ajavahemikul 10 kuni 12 ja pärast 20 tundi. Just sel ajal ilmnes inimkeha maksimaalne resistentsus hapniku nälga suhtes.

Alateadvuse tasandil toimub uue materjali imendumine une ajal tõhusamalt. Veelgi enam, iga uue unefaasi puhul toimub mälestus intensiivsemalt. Parim magamisaeg meelde jätmiseks on umbes kaks tundi enne ärkamist. Mälu töö parim aeg on suvi.

Eksperimentaalselt on tõestatud, et inimene mäletab paremini homogeensete andmete algust ja lõppu ning keskmine osa annab maksimaalse raskuse. Kui mäletatava materjali keerukus suureneb, paraneb mälu jõudlus. Uuritud teabe kordamisel võtke kindlasti pausi.

Mälu aju struktuurid

Mõned ajukoore, väikeaju ja limbilise süsteemi osad mõjutavad mälu. Kuid peamine mõju sellele tööle on aladel, mis asuvad vasakpoolse ja parema poolkerade ajalises piirkonnas. Teine oluline aju struktuur, mis mõjutab mäluprotsessi, on hipokampus. Kui ajaline ala on ühest küljest kahjustatud, siis mälu töö halveneb ja kui see on mõlemalt poolt kahjustatud, siis see peatub täielikult.

Mälu toimib närvirakkude - neuronite - töö tõttu.

Aju struktuur - mille eest vastutab iga osakond?

Inimese aju on isegi kaasaegse bioloogia jaoks suur saladus. Hoolimata kõikidest edusammudest meditsiini arendamisel, eriti aga teaduses üldiselt, ei saa me ikka veel selgelt vastata küsimusele: „Kuidas me täpselt mõtleme?”. Lisaks ei saa teadvustada teadvuse ja alateadvuse vahelist erinevust, ei ole võimalik nende asukohta selgelt määratleda, palju vähem.

Kuid selleks, et selgitada mõningaid aspekte iseendale, tasub isegi kauge meditsiin ja anatoomia. Seetõttu käsitleme selles artiklis aju struktuuri ja funktsionaalsust.

Aju tuvastamine

Aju ei ole inimese ainuõigus. Enamik akorde (mis sisaldavad homo sapiensit) omavad seda organit ja neil on kesknärvisüsteemi võrdluspunktina kõik eelised.

Küsige arstilt oma olukorda

Kuidas aju

Aju on organ, mida disaini keerukuse tõttu uuritakse üsna halvasti. Selle struktuur on endiselt akadeemilistes ringkondades arutelu teema.

Sellegipoolest on selliseid põhilisi fakte:

1. Täiskasvanu aju koosneb 25 miljardist neuronist (ligikaudu). See mass on hall.
2. Seal on kolm kesta:
   • Raske;
   • Pehme;
   • Ämblik (vedeliku ringluskanalid);

Nad täidavad kaitsefunktsioone, vastutavad ohutuse eest streikides ja muud kahju.

Seejärel algavad vastuolulised punktid tasu positsiooni valimisel.

Kõige tavalisemalt on aju jagatud kolme ossa, näiteks:

On võimatu mitte rõhutada selle organisatsiooni teist ühist vaadet:

• Terminal (poolkeral);
• Kesktase;
• Taga (väikeaju);
• Keskmine;
• Piklik;

Lisaks on vaja mainida lõpliku aju struktuuri, kombineeritud poolkera:

Funktsioonid ja ülesanded

See on üsna raske teema, mida arutada, sest aju teeb peaaegu kõike (või kontrollib neid protsesse).

Peame alustama asjaolust, et aju täidab kõrgeimat funktsiooni, mis määrab inimese kui liigi mõtlemise ratsionaalsuse. Seal töödeldakse ka kõikidest retseptoritest pärinevaid signaale - nägemine, kuulmine, lõhn, puudutus ja maitse. Lisaks kontrollib aju tundeid, emotsioone, tundeid jne.

Mida iga aju piirkond vastutab

Nagu eespool mainitud, on aju poolt teostatavate funktsioonide arv väga, väga ulatuslik. Mõned neist on väga olulised, sest need on märgatavad, mõned on vastupidi. Sellegipoolest ei ole alati võimalik täpselt kindlaks määrata, milline osa ajust on selle eest vastutav. Ka kaasaegse meditsiini ebatäiuslikkus on ilmne. Kuid need aspektid, mis on juba piisavalt uuritud, on esitatud allpool.

Lisaks erinevatele osakondadele, mis on toodud allpool eraldi punktides, peate mainima vaid mõningaid osakondi, ilma milleta oleks teie elust saanud tõeline õudusunenägu:

• Medulla oblongata vastutab kogu keha kaitsva refleksi eest. See hõlmab aevastamist, oksendamist ja köha, samuti mõningaid kõige olulisemaid reflekse.
• Talamus on keskkonnaalase teabe ja keha seisundi tõlkija, mille retseptorid saavad inimloetavateks signaalideks. Niisiis, see kontrollib valu, lihaseid, kuulmist, lõhna, visuaalset (osaliselt), temperatuuri ja muid signaale, mis sisenevad erinevatesse keskustesse ajusse.
• Hüpotalamus lihtsalt kontrollib teie elu. Hoiab kursis, nii et rääkida. See reguleerib südame löögisagedust. See mõjutab omakorda vererõhu reguleerimist ja termoregulatsiooni. Lisaks võib hüpotalamus stressi korral mõjutada hormoonide tootmist. Ta kontrollib ka selliseid tundeid nagu nälg, janu, seksuaalsus ja nauding.
• Epithalamus - kontrollib teie biorütmeid, see tähendab, et see annab teile võimaluse magama öösel ja tunda värskendust päeva jooksul. Lisaks vastutab ta ka ainevahetuse eest, "juhtiv".

See ei ole täielik nimekiri, isegi kui lisate siia allpool loetud. Kuid enamik funktsioone kaardistatakse ja vastuolud on veel teistes.

Vasakpoolkeral

Vasakpoolne aju poolkera on selliste funktsioonide kontroller, nagu:

• Suuline kõne;
• Mitmesugused analüütilised tegevused (loogika);
• Matemaatilised arvutused;

Lisaks vastutab see poolkeral ka abstraktse mõtlemise kujunemine, mis eristab inimesi teistest loomaliikidest. See kontrollib ka vasakpoolsete jäsemete liikumist.

Parem poolkeral

Aju parem poolkera on mingi inimese kõvaketas. See tähendab, et seal on säilinud mälestused teie ümbritsevast maailmast. Kuid iseenesest kannab selline informatsioon vähe kasu, mis tähendab, et koos nende teadmiste säilitamisega säilitatakse parempoolses poolkeras ka interaktiivsuse algoritmid ümbritseva maailma erinevate objektidega, mis põhinevad varasematel kogemustel.

Aju ja vatsakesed

Aju on teatud määral seljaaju ja ajukoorme ristmikul. Selline asukoht on üsna loogiline, kuna see võimaldab saada topeltinformatsiooni keha asukoha kohta ruumis ja signaalide edastamist erinevatele lihastele.

Aju on peamiselt seotud asjaoluga, et ta korrigeerib pidevalt keha asendit kosmoses, vastutades automaatsete, refleksi liikumiste ja teadlike tegevuste eest. Seega on see niisuguse vajaliku funktsiooni allikas, nagu liikumise koordineerimine ruumis. Te võite olla huvitatud sellest, kuidas liikumiste koordineerimist kontrollida.

Lisaks on ajukoor vastutav ka tasakaalu ja lihastoonuse reguleerimise eest lihaste mälu töötamise ajal.

Eesmised lobid

Esikaelad on inimkeha teatav armatuurlaud. See toetab seda püstises asendis, võimaldades tal vabalt liikuda.

Lisaks sellele on „eesmise luugi” tõttu „arvutatud” isiku uudishimu, algatus, aktiivsus ja autonoomia otsuste tegemise ajal.

Ka selle osakonna üks peamisi ülesandeid on kriitiline enesehindamine. Seega muudab see eesmise luugi omamoodi südametunnistuseks, vähemalt seoses käitumise sotsiaalsete markeritega. See tähendab, et ühiskonnas vastuvõetamatud sotsiaalsed kõrvalekalded ei kata eesmise lõhe kontrolli, mistõttu neid ei teostata.

Igasugune vigastus selles ajuosas on täis:

• käitumishäired;
• meeleolu muutused;
• üldine ebapiisavus;
• tegude mõttetus.

Teine funktsioon eesmise lobes - meelevaldsed otsused ja nende planeerimine. Samuti sõltub erinevate oskuste ja võimete arendamine selle osakonna tegevusest. Selle osakonna domineeriv osa vastutab kõne arengu ja selle edasise kontrolli eest. Sama oluline on abstraktselt mõtlemise võime.

Hüpofüüsi

Hüpofüüsi nimetatakse sageli aju lisandiks. Selle funktsioonid vähenevad puberteedi, arengu ja toimimise eest vastutavate hormoonide tootmiseks.

Tegelikult on hüpofüüsi keemiline laboratoorium, milles otsustatakse, kuidas keha küpsemise protsessis saab.

Koordineerimine

Koordineerimist kui oskust navigeerida kosmoses ja mitte puudutada juhusliku järjekorras erinevaid kehaosi puudutavaid objekte, kontrollib väikeala.

Lisaks haldab aju sellist ajufunktsiooni kineetilise teadvustamisena - üldiselt on see kõige kõrgem koordineerimise tase, mis võimaldab teil liikuda ümbritsevas ruumis, märkides kaugust objektidele ja ootades võimalusi vabatsoonides liikumiseks.

Sellist tähtsat funktsiooni, nagu kõnet, juhivad korraga mitu osakonda:

• Suulise kõne kontrollimise eest vastutav esikülje (ülal) domineeriv osa.
• Ajalised lobid vastutavad kõnetuvastuse eest.

Põhimõtteliselt võime öelda, et kõne eest vastutab aju vasakpoolkeral, kui me ei võta arvesse aju lõppu erinevates harudes ja sektsioonides.

Emotsioonid

Emotsionaalne regulatsioon on ala, mida haldab hüpotalamus, koos paljude teiste oluliste funktsioonidega.

Tegelikult ei tekita hüpotalamuses emotsioone, kuid just see mõjutab inimese endokriinsüsteemi. Juba pärast teatud hormoonide komplekti väljatöötamist tunneb inimene midagi, kuigi erinevus hüpotalamuse ja hormoonide tootmise vahel võib olla täiesti ebaoluline.

Eelnurkne ajukoor

Prefrontaalse koore funktsioonid paiknevad organismi vaimse ja motoorse aktiivsuse piirkonnas, mis vastab tulevastele eesmärkidele ja plaanidele.

Lisaks mängib prefrontaalset ajukoort olulist rolli komplekssete mõttemustrite, plaanide ja tegevuste algoritmide loomisel.

Peamiseks tunnuseks on see, et see aju osa ei näe erinevust keha sisemiste protsesside reguleerimise ja järgneva väliskäitumise sotsiaalse raamistiku vahel.

Kui olete silmitsi raske valikuga, mis ilmnes peamiselt teie vastuoluliste mõtete tõttu - tänage seda prefrontaalsest ajukoorest. Seal toimub erinevate kontseptsioonide ja objektide diferentseerimine ja / või integreerimine.

Ka selles osakonnas prognoositakse teie tegevuse tulemust ja korrigeeritakse võrreldes tulemusega, mida soovite saada.

Seega räägime vabatahtlikust kontrollist, keskendumisest tööle ja emotsionaalsele regulatsioonile. See tähendab, et kui te töötamise ajal pidevalt segadusse ei saa, ei saa keskenduda, siis prefrontaalse koore järeldus oli pettumust tekitav ja te ei saa soovitud tulemust sel viisil saavutada.

Viimane, siiani tõestatud prefrontaalse koore funktsioon on üks lühiajalise mälu substraate.

Mälu

Mälu on väga lai mõiste, mis sisaldab kõrgema vaimse funktsiooni kirjeldusi, mis võimaldavad varem omandatud teadmisi, oskusi ja võimeid õigel ajal reprodutseerida. Kõigil kõrgematel loomadel on see olemas, kuid see on loomulikult kõige enam arenenud inimestel.

Mälu toimimise mehhanism on järgmine - ajus on eriline neuronite kombinatsioon põnevil ranges järjestuses. Neid järjestusi ja kombinatsioone nimetatakse närvivõrkudeks. Varem oli seda sagedamini teooria, et mälestused vastutavad üksikute neuronite eest.

Ajuhaigused

Aju on sama organ, nagu kõik teised inimkehas, ja seega ka vastuvõtlikud erinevatele haigustele. Sarnaste haiguste nimekiri on üsna ulatuslik.

Seda on lihtsam kaaluda, kui jagate need mitmesse rühma:

1. Viirushaigused. Kõige sagedasemad neist on viiruse entsefaliit (lihaste nõrkus, raske uimasus, kooma, mõtete segiajamine ja üldiselt mõtlemisraskused), entsefalomüeliit (palavik, oksendamine, koordinatsiooni kadumine ja jäsemete liikuvus, pearinglus, teadvuse kadu), meningiit (kõrgel temperatuuril, t üldine nõrkus, oksendamine) jne.
2. Tuumori haigused. Nende arv on samuti üsna suur, kuigi mitte kõik neist ei ole pahaloomulised. Iga kasvaja ilmub rakkude tootmise ebaõnnestumise viimases etapis. Tavalise surma ja sellele järgneva asendamise asemel hakkab rakk paljunema, täites terve ruumi tervetest kudedest vabaks. Kasvajate sümptomid on peavalud ja krambid. Neid on samuti lihtne tuvastada erinevate retseptorite hallutsinatsioonide, segaduste ja kõneprobleemide abil.
3. Neurodegeneratiivsed haigused. Üldine määratlus on samuti häire rakkude elutsüklis aju erinevates osades. Niisiis kirjeldatakse Alzheimeri tõbe närvirakkude juhtivuse vähenemisena, mis viib mälukaotuseni. Huntingtoni tõbi on omakorda ajukoorme atroofia tulemus. On ka teisi võimalusi. Üldised sümptomid on järgmised: mälu, mõtlemise, kõndimise ja motoorika probleemid, krampide, treemorite, spasmide või valu esinemine. Lugege ka meie artiklit krampide ja treemori erinevuse kohta.
4. Vaskulaarsed haigused on samuti üsna erinevad, kuigi tegelikult langevad veresoonte struktuuri rikkumised. Niisiis, aneurüsm ei ole midagi muud kui teatud laeva seina väljaulatumine - mis ei tee seda vähem ohtlikuks. Ateroskleroos on aju veresoonte ahenemine, samas kui vaskulaarset dementsust iseloomustab nende täielik hävimine.

Aju mälu saladus

Teadvuse ökoloogia. Teadus ja avastus: Kui meile midagi juhtub, siis meie aju haarab selle, luues mälestusi. Sellisel juhul aju suhtes esinevaid muutusi nimetatakse tavaliselt engramiteks või mälumärkideks.

Aju mälu saladus. Mälu jäljed

Kui meile midagi juhtub, siis meie aju haarab selle, luues mälestusi. Sellisel juhul aju suhtes esinevaid muutusi nimetatakse tavaliselt engramiteks või mälumärkideks.

On täiesti loomulik, et mõistetakse, kuidas mälukaardi jäljed on peamine aju uurimise küsimus. Ilma selleta on oma töö bioloogiliselt usaldusväärset mudelit võimatu ehitada. Mälu struktuuri mõistmine on otseselt seotud mõistmisega, kuidas aju kodeerib informatsiooni ja kuidas see toimib. Kõik see on siiani lahendamata mõistatus.

Veelgi intrigeerivam mälu puzzle aitab uurida mälestuste lokaliseerimist. 20. sajandi esimesel poolel tegi Carl Lashley väga huvitavaid eksperimente. Alguses koolitas ta rottidele, et leida labürindis väljapääs, ja seejärel eemaldas ta nendega erinevad ajuosad ja alustas taas sama labürindi. Nii ta püüdis leida aju osa, mis vastutab omandatud oskuste mälu eest. Kuid selgus, et mälu säilitati iga kord, hoolimata mõnikord olulistest liikumishäiretest. Rottid mäletasid alati, kust otsida väljapääsu ja otsisid seda kangekaelselt.

Need eksperimendid innustasid Carl Pribramit kujundama populaarse holograafilise mälu teooria. Vastavalt sellele, nagu ka optiline hologramm, ei paikne iga konkreetne mälu ajukoore üheski kohas, vaid on olemas kõigis selle kohtades ja vastavalt sellele salvestab iga ajukoorme kõik mälestused korraga.

Ühel ajal seostati sünaptilise plastilisusega väga suuri lootusi engramide otsimisel. Sünapsi võime muuta oma tundlikkust andis lootust, et selle kaudu on võimalik kirjeldada kõiki mälumehhanisme. Sünaptilise plastilisuse idee tõi kaasa kunstlike närvivõrkude loomise. Need võrgud on näidanud, kuidas neuron võib õppida mälestuste kogumiga midagi ühist õppima. Üldise leidmine ei ole aga sama, mis üksikute mälestuste salvestamine.

Kui te ei ole neuroteaduses otseselt seotud, siis tõenäoliselt tekib mulje, et neurobioloogidel on palju mälu teooriaid, kuid ilmselt puudub kindlus, milline neist on õige. Ja kuna tõenäoliselt on need teooriad väga keerulised, ei räägita neid eriti populaarses kirjanduses. Niisiis, üllatuslikult kõlab see, et ei ole ühtegi mälu teooriat. See tähendab, et on olemas erinevaid eeldusi selle kohta, mis võib olla seotud mäluga. Kuid ei ole mudeleid, mis võiksid kuidagi selgitada, kuidas engramid näevad ja kuidas nad töötavad.

Samal ajal on kogunenud tohutuid teadmisi neuronite bioloogia kohta, mälu avaldumisest, mälestuste moodustumisega kaasnevatest molekulaarsetest protsessidest jms. Kuid teadmiste süvendamine ei lihtsusta olukorda, vaid ainult raskendab seda. Siiani ei ole uuritava teema kohta teada palju, see on mugav fantaasida. Väljamõeldud lend ei ole teadmiste tõttu väga piiratud. Kuid kui üha rohkem uusi fakte saab teada, kaovad paljud hüpoteesid ise. Uute leiutamine, mis oleks faktidega nõus, muutub raskemaks.

Kui selline olukord tekib teaduses, on see kindel märk sellest, et kusagil argumenti alguses on sattunud surmav viga. Ühel ajal sõnastas Aristoteles liikumise seadused. Ta läks sellest, mida ta nägi. Aristoteles ütles, et liikumist on kahte tüüpi: loomulik liikumine ja sunniviisiline liikumine. Aristotelese sõnul on loomulik liikumine omane ainult taevases materjalis ja ainult taevakehad võivad liikuda ilma jõu rakendamiseta. Kõik teised "maised" organid nõuavad liikumise jõu liikumist, vastasel juhul peab igasugune liikumine varem või hiljem lakkama. Peaaegu kaks tuhat aastat peeti seda ilmseks tõeks, sest kõik teised nägid sama asja nende ees. Kuid samal ajal ei ole ühelgi kahel aastatuhandel keegi suutnud ehitada ühtse toimiva teooria, mis läheks kaugemale Aristotelese avaldustest. Ja alles siis, kui Galileo ja Newton rõhutasid Aristotelese tüütu viga, et ta ütleb, et ta unustas hõõrdejõu, on osutunud võimalikuks välja töötada teadaolevad mehaanika seadused. Siis oli aga Einstein, kuid see on veel üks lugu.

Mulle tundub, et niisugune „sunniviisiline liikumine” on nüüd “vanaema neuron” neuroteaduses. Tegelikult on kõik mälu teooria konstrueerimise peamised raskused seotud asjaoluga, et konkreetse neuroni ühendamine on väga raske, kui anname talle mis tahes omaduse detektori funktsioone ja mälu, mida paljudel põhjustel ei tohiks rangelt seostada konkreetse neuroniga..

Järgmisena näitan ma, kuidas engramid saavad otsida juhtumit, kui neuronid kaotavad oma vanaema kalduvused.

Eelmistes punktides kirjeldati homogeensetest elementidest koosnevat rakuautomaati. Kui selle automaadi mis tahes kohas luuakse mõni tegevusmuster, erineb lainekuju sellest kohast. Selle esiplaani igas kohas tekib unikaalne spetsiifiline muster, ainult selle lainekujunduse jaoks.

Kui mäletate, milline pilt tekitab laine, mis läbib mis tahes koha, siis saate seejärel sama pilti paljundada samas kohas ja käivitada sellest kohast uue laine. Igas kohas, kus see uus laine läheb, kordab see algse laine mustrit.

Kui koostate sõnastiku, mis koosneb piiratud hulgast mõistetest, siis võib iga kontseptsiooni seostada oma ainulaadse lainega. Seejärel, automaatse seadme mis tahes kohas, on võimalik määrata, milline kontseptsioon see laine levib mööduva laine mustriga. Ja mis tahes kohalt on võimalik alustada mistahes kontseptsiooni laine, kui me selles kohas kordame vajaliku laine mustri fragmenti.

Flat avomatile saab anda helitugevuse.

Laine läbisõit väikese silindrilise mahuga näeb välja nii, nagu on näidatud alloleval joonisel.

Kui käivitate masinateabe laine ja käivitate seejärel laineidentifikaatori. Nii et sa mäletad nende lainete tingimusliku „sekkumise” pilti. Selleks on automaatide igas kohas, kus elementid, mille kaudu infovool möödas, vaja meeles pidada neid ümbritseva identifitseerimislaine mustrit. See protseduur võimaldab teil meenutada "võtmeväärtuse" paari. Kui seejärel käivitatakse automaatisse identifikaatori identifikaatori laine, siis automaatse elemendi elemendid taastavad mälu informatiivse laine mustri.

Teabe võtmeväärtuse paari saab meeles pidada nii masina väikestes piirkondades valikuliselt kui ka kogu masinaruumi ulatuses. Ülemaailmsest mälestusest kopeeritakse korduvalt kogu masina piirkonnas.

Kui informatiivne kirjeldus ei koosne ühest kontseptsioonist, vaid mitmest, võib sellist kirjeldust edastada automaatika kaudu, levitades järjest enam nende kontseptsioonide infovahendeid.

Automaadi iga fikseeritud mahu korral põhjustab lainete seeria mustrite muutumist, millest igaüks saab kirjutada binaarse vektoriga. Kui kirjelduses on kontseptsioonide järjestus ebaoluline, siis võib ühe automaatse koha kohta erinevate lainete abil loodud binaarsed vektorid olla loogiliselt bitikohased ja saada kogu kirjelduse vektor. Selline piisava bitikiirusega vektor salvestab kogu teabe selles sisalduvate mõistete kohta.

Kogu vektoril on suur bittissügavus ja see sisaldab suurt hulka ühikuid. Võid vähendada ühikute arvu ja vähendada kogu vektori laiust, arvutades selleks räsifunktsiooni.

Mälu identifikaator, nagu ka ise kirjeldus, võib koosneda mitmest kontseptsioonist. Siis saate talle arvutada vastava räsi. Kui mälu on võimalik kasutada, ei saa kasutada lähtekoode ja sellest tulenevaid räsi.

Varem oli näidatud, et tõelise aju puhul võivad rakuautomaadi elementide võimalikud kandidaadid olla dendriitiliste neuronipuude okste.

Dendriitsignaalide räsifunktsiooni neuroniarvutus

Dendriitlikud oksad moodustavad dendriitpuu (joonis allpool). Filiaalidel on ainult seotud oksad ja nad ei moodusta suletud tsükleid.

Real Neuron mudelid (EyeWire'i projekt)

Neuronipiirkond tekib siis, kui membraani depolariseerimine oma kehal aksoniküla piirkonnas saavutab kriitilise väärtuse. Soma depolariseerumine, st neuroni keha, esineb peamiselt dendriitrakkude signaalide tõttu. Potentsiaalselt võivad sellised signaalid olla dendriitsete harude ja dendriitide naelad.

Tulenevalt asjaolust, et harudesse sattumisel mõjutavad harude punktide erinevate harude signaalid üksteisega, osutuvad neuronitesse jõudvad signaalid dendriitide harude signaalide teatavateks funktsioonideks. Närviraku enda membraanipotentsiaal on kõigi dendriitpuu oksade signaalide funktsioon. See, muide, ei ole eriti vastuolus ametliku neuroni klassikalise kontseptsiooniga. Eeldusel, et klassikaline formaalne neuron on sünapsiilide signaalide lihtlävendaja ja me räägime dendriitilistest okstest pärinevate signaalide üsna nutikast funktsioonist.

Kirjeldatud tõlgenduses võib ühe neuroni spike ohutult nimetada räsi teisendamise binaarseks tulemuseks oma dendriitsete harude signaalide üle. Seega võime öelda, et kogu neuronite aktiivsuse pilti saab tõlgendada dendriitrühmade aktiivsuse räsi muutumise tulemusena.

Neuroni aktiveerimiseks peab kogu dendriitpuudel toimuv tegevus olema pakitud väikese ajavahemiku jooksul, milleks on mitu millisekundit. Kui eeldame, et dendriitliku aktiivsuse kogu muster tekib selle intervalliga, mis toimub pärast kompleksse kirjelduse kõigi lainete möödumist, sobivad neuronaalsed naastud ideaalselt dendriitsegmentides tekkiva mustri seostatud räsi rolli.

Mustrite meeldejäämiseks interferentsi kaudu on vaja kahte lainet: identifikaatori laine ja väärtuslaine, see tähendab salvestatud teave. Tegelikus koorikus võivad need lained samaaegselt levida. Samal ajal võib identifikaator ise olla üsna keeruline kirjeldus. Võib eeldada, et ajukoores võib identifikaatori teate ja räsi vahelise rühma moodustada samaaegselt, kuid erinevate neuronite poolt. Põhimõtteliselt võivad need neuronid olla erinevat tüüpi neuronid. Kõige tavalisemad neuronid ajukoores on püramiidi ja stellate neuronid. Võib osutuda, et näiteks püramidaalsete neuronite aktiivsus kodeerib informatsiooni saamiseks räsifunktsiooni ja tähemärgistatud räsifunktsiooni aktiivsust mälude identifikaatorite jaoks.

Dendriidi valitud punktid

Me jõudsime järeldusele, et igapäevasel ajal võib ajukoormuse informatsiooni kodeerida selles kohas paiknevate neuronite aktiivsuse kombinatsiooniga. Sellisel juhul võib nende naelu kumulatiivset hetkekujutist pidada nendele neuronitele vastava dendriidi aktiivsuse räsifunktsioonina.

Rakuautomaatides oli meelde jätmiseks vajalik, et iga automaadi element nägi ja võiks meelde jätta piisava pikkusega räsikoodi fragmendi. Identifeerimislaine näitas, milliseid elemente tuleks meelde jätta, ja infovahetuste seeria moodustas täieliku pildi nende elementide tegevusest, millest saadi sama räsikood, mida nad oleks pidanud meelde jätma.

Analoogiliselt aju puhul tähendab see, et iga dendriitiline haru peab nägema seda ümbritsevate neuronite aktiivsust ja suutma seda selektiivselt meeles pidada.

Kui me arvame, et me tahame, et üks haru mäletaks mitte üht ja mitte kahte, vaid tuhandeid või miljoneid erinevaid neuronite aktiivsuse kombinatsioone, muutub ülesanne väga huvitavaks.

Siiani rääkisime peamiselt dendriitilistest neuronipuudest, vaatame nüüd nende aksoneid. Niisiis on kortikaalsete neuronite peamine protsent püramiidi ja stellate neuronites. Nende neuronite aksoneid iseloomustavad tugevalt hargnenud ahelad. Suurem osa aksoni sünaptilistest kontaktidest langeb mahule, mille mõõtmed on võrreldavad dendriitpuu suurusega (joonis allpool). See aksoni geomeetria tagab, et neuroni aktiivsuse signaal muutub kättesaadavaks peaaegu kõigile selle ja teiste neuronite dendriitilistele harudele, mis asuvad selle neuroni teatud piirkonnas (raadius umbes 50-70 mikronit).

Tähtnuroni struktuur, joonlaud - 0,1 mm (Braitenberg, 1978)

Signaali kättesaadavus tuleb mõista selles mõttes, et iga lähedal asuva dendriidi haru puhul on see neuron, kus selle neuroni akson läheb selle lähedale. Niisiis, neuronite aktiivsuse hetkel levib piik selle aksonil ja neurotransmitterid vabanevad kõigist aksoni moodustatud sünapsidest. Mõned nendest neurotransmitteritest, mis on tingitud spiloverist, st vabanemisest sünapsi järel, võivad jõuda soovitud dendriitharu.

Üldiselt võivad aksonid levida kaugel koorest või kaugemal. Kuid enamikel juhtudel langeb aksoni peamine haru neuronit ümbritsevasse ruumi. Keskmine vahemaa dendriidi sünapsi vahel on 0,5 mikronit. Keskmine kaugus sünonüümide vahel aksonis on 5 mikronit. Kontaktide arv dendriitidel on võrdne sünkroonides olevate kontaktide arvuga. Seega on aksoni kogupikkus 10 korda suurem dendriidi kogupikkusest. Lähima ümbritseva neuroni ruumis on umbes 6000 selle sünapsi. See vastab aksoni pikkusele 3 sentimeetrit. Nüüd kujutage ette, et need 3 sentimeetrit pannakse kera, mille raadius on vähem kui üks kümnendik millimeetrist, ja saate ülevaate aksoni hargnemise iseloomust. Dendriidi mistahes segmendi kõrval on naaber neuronite aksonid, millest mõned lähenevad sellele rohkem kui üks kord.

Dendriidi haru otseselt ümbritsevad sünapsid, nii oma kui ka vahetult lähedal, on selle haru jaoks täiendavate sünaptiliste neurotransmitterite allikad. Me kirjeldame nende allikate asukohta tingimusliku dendriidi segmendi juures (joonis allpool). Selleks on allikad ühilduvad dendriidiga, hoides ligikaudu oma positsiooni dendriidi pikkuses. Loendage neuroneid ümbritsev dendriit. Seejärel saate selle allika iga allika jaoks määrata neuroni numbri ümbritsevast ruumist, mis seda allikat juhib. Iga keskkonna neuronil võib olla mitu allikat, mida ta juhib, jaotades need juhuslikult üle dendriidi. Tähistage neuronite ja allikate korrelatsiooni vektori D dendriitilises osas elementidega d_i, kus iga element on allikat kontrolliva neuroni number.

Ümbritsevate neuronite ja nende kontaktide korrelatsioon dendriidil

Märkige N_neuron - keskkonna neuronite ja N arv_allikas - ühe dendriidi segmendi allikate arv.

Kui me täpsustame kauguse, millele neurotransmitterid pärast spiloverit levivad, saame kindlaks teha, millised sünapsid on võimelised mõjutama dendriidi valitud kohta. Tähistage N-ga_saak dendriidi valitud asukohta mõjutavate allikate arv. Nende allikate puhul võib sellist kohta nimetada "lõksuks".

Oletame nüüd, et mitmed dendriidikeskkonna neuronid andsid naelu. Seda saab tõlgendada kui signaali, mis on kättesaadav meie dendriitsegmendi jälgimiseks. Märkige N_sig - infosignaali tekitavate aktiivsete neuronite arv. Kirjutage see signaal binaarse vektoriga S, mille mõõt on N_allikas.

Dendriidi kõigi positsioonide, välja arvatud kõige äärmuslikumate positsioonide puhul saate määrata, kui palju aktiivseid allikaid (signaali tihedus) langeb lõksu, kasutades valemit

Näiteks alltoodud joonisel näidatud signaali puhul on märgistatud sünaptilises lõksus signaali tihedus 2 (1. ja 4. neuroni signaalide summa).

Kahe neuroni neuronite aktiivsuse näitamine dendriitsegmendis (kuvatakse ainult osa ühendustest ja numeratsioonist)

Mis tahes suvalise signaali puhul on võimalik arvutada, milline tihedusjaotus dendriidil tekib. See tihedus jääb vahemikku 0 kuni N_saak. Maksimaalne väärtus saavutatakse siis, kui kõik vastavad lõksud moodustavad allikad on aktiivsed.

Kasutame tõelise roti koorele iseloomulikke väärtusi (Braitenberg V., Schuz A., 1998) ja nende põhjal valime mudeli ligikaudsed parameetrid:

Sektsiooni pikkus = 150 mikronit (300 sünapsi, keskmiselt 0,5 mikronit sünapside vahel)

Dendriidi tihe haru raadius = 70 µm

Närvirakkude tihedus ajukoores = 9x10 4 / mm 3

Dendriidi ümbritsetud neuronite arv (N. T_neuron) = 100

Dendriitsegmendi allikate arv (N. T_allikas) = 3000

Lõksu mõõtmed (N_saak) = 15

Eeldame, et signaal on kodeeritud aktiivsuse, näiteks 10% neuronite, siis N_sig = 10

Võite arvutada tõenäosuse, et suvalisele signaalile, mis koosneb N-st_sig dendriitide segmendis on vähemalt üks koht, kus signaali tihedus on täpselt K-ühik. Antud parameetrite puhul on tõenäosus järgmised väärtused:

Tõenäosuse tabel vähemalt ühe antud tihedusega püünise leidmiseks. Esimene veerg on püünises vajalik aktiivsete allikate arv. Teine on tõenäosus leida vähemalt üks koht dendriidil, kus on just nii palju aktiivseid allikaid.

Tabelis on näidatud, et mis tahes dendriitide segmendis ükskõik millise valitud mahu signaali lähedal on tõenäosus 1 lähedal, kus on vähemalt 5 aktiivsete neuronite aksonid. Seda dendriidi kohta võib valitud signaali suhtes valida. Kui selles kohas mäletate, millised aksonid (sünapsid) olid aktiivsed, siis võimaldab see suure signaaliga sama signaali kordumist avastada.

Avastamise täpsust määrab kokkupõrgete tõenäosus, st tõenäosus, et samad neuronid on aktiivsed mõnes muus mahumärgis, mille aksonid lähenevad valitud asukohas. See tähendab, et kui näiteks signaali määrab 100 neuronist pärineva 10 neuroni aktiivsus ja 5 nendest 10 neuronist koosnev kombinatsioon salvestati valitud asukohta, siis piisab kokkupõrke korral, et mis tahes teises signaalis osutuvad need 5 neuroni aktiivseks.

Me tähistame lõksu "kinni püütud" neuronite arvu, mille aktiivsus langes kokku valitud asukohas K. kaudu._sig aktiivsed neuronid, põhjustasid selle neuronite vajaliku vale tuvastamise, et need langeksid kokku lõksu neuronitega.

Selliste sobivate signaalide arv on.

Võimalike signaalide koguarv - vea tõenäosus

Meie mudeli puhul on K = 5 avastamisvea tõenäosus 3,34x10 -6, K = 6, tõenäosus on väiksem - 1,76x10 -7.

Signaali kodeerimine valitud asukohas neurotransmitterite kombinatsiooni abil

Dendriidi iga kohta ümbritseb nii enda kui ka naabruses asuvate dendriitide sünapsid. Need sünapsed on ekstrasünaptiliste neurotransmitterite allikad. Need sünapsid, mis suudavad mõjutada dendriidi valitud kohta, moodustavad lõksu. Selliste sünapside keskmine arv suvalise dendriidi saidi jaoks on N_saak. Seadistagem K väärtuse, mis määrab, kui palju sünapseid peaks olema aktiivsed, et kaaluda valitud ruumi ruumilise signaali suhtes. On näha, et iga dendriidi saidi kohta on üsna palju signaale, mis loovad selles kohas vähemalt K ristmikud. Et saaksime jälgida soovitud signaali kordumist suure täpsusega, on vaja mitte ainult fikseerida asjaolu, et selle signaali jaoks valitud kohas töötati allikatele, vaid peame ka tagama, et need allikad vastavad signaalile. See tähendab, et on vaja mõista mitte ainult seda, kui palju sünapseid neurotransmitterite vabastamine aktiveeris, vaid selleks, et teha kindlaks, millised sünapsid töötasid seekord.

Nagu juba öeldud, vabaneb enamiku sünapsi puhul aktiivsuse hetkel üks „peamine” neurotransmitter ja lisaks üks või mitu neuropeptiidi (Lundberg, JM 1996. Pharmacol. Rev. 48: 113-178.) (Bondy, CA, et. al., 1989. Cell. Mol. Neurobiol. 9: 427-446). Suure hulga neurotransmitterite ja neuromodulaatorite olemasolu aju neuronites viitab sellele, et sellise mitmekesisuse peamine ülesanne on neuronite sünkroonse aktiivsuse ajal luua igas ruumis ainulaadsed neurotransmitterite ja modulaatorite kombinatsioonid. Võib eeldada, et sünaptilistes vesiikulites olevad täiendavad ained jaotatakse sünapsiididesse, et tagada maksimaalne mitmekesisus igas ruumis. Sellisel juhul vähendatakse sünapsi aktiivsuse spetsiifilise kombinatsiooni tuvastamist, et määrata kindlaks nende sünapside jaoks eraldatud ainulaadne kogum.

Seega, kui detektor, mis on tundlik sellele signaalile iseloomuliku ainekombinatsiooni suhtes, asetatakse teatud signaali suhtes valitud dendriidi asukohta, siis selle detektori vastus on väga suure tõenäosusega, et algsignaal kordub.

Nüüd teame, et igal dendriitsil on alati koht, mis valitakse ümbritsevate neuronite mis tahes signaali suhtes. Meie jaoks on mõistetav, kuidas dendriidi haru mäletab, et see tema valitud koht peab reageerima teatud neurotransmitterite kombinatsioonile.

Neuroniretseptorid nagu mäluelemendid

Kirjeldades neuroni tööd, ütlesime, et ümbritsevad ained mõjutavad neuronite tööd oma retseptorite kaudu. Retseptorid on ionotroopsed ja metabotroopsed. Ionotroopsed retseptorid seonduvad sünapsis vabanenud neurotransmitteritega, mis põhjustab muutusi nende konformatsioonis. Molekuli konformatsioon on selle ruumilise struktuuri muutus ilma molekuli enda koostist muutmata.

Ionotroopsed retseptorid on samaaegselt ioonkanalid. Konformatsiooni muutus avab retseptori ioonikanali, mis viib ioonide liikumiseni ja seega membraani potentsiaali muutumiseni.

Metabotroopsetel retseptoritel ei ole ioonkanaleid ja nad toimivad erinevalt. Neuroni sees olev osa on seotud nn G-valkudega. Kui need retseptorid reageerivad oma signaaliühenditega, muutub nende konformatsioon ja vabaneb G-valk. See toob kaasa mitmeid võimalikke tagajärgi. Üks võimalikest tagajärgedest on naaber-ioonikanalite avastamine G-valkudega, mis kiiresti muudavad neuroni kohalikku membraanipotentsiaali. See omakorda põhjustab dendriidis voolu ja võib põhjustada dendriit.

Metabotroopne retseptor, neuronmembraan ja G-valk

Metabotroopsed retseptorid paiknevad peamiselt väljaspool sünapse ja on sihtmärgiks spetsiaalselt ekstrasünaptilistele neurotransmitteritele. Retseptorid on peamiselt rühmitatud ja toimivad koos. Metabotroopsete retseptorite klastrid on tegelikult erinevad detektorid, mis on häälestatud neurotransmitterite spetsiifilistele kombinatsioonidele.

Metabotroopse retseptori klastrid sobivad meie mudelisse Engrami elementide rolliks. Iga sünapsi lähedal võib olla sadu selliseid klastreid. Neis koostatakse retseptorite kombinatsioone juhuslikult eelnevalt, mis võivad olla tundlikud paljude ekstrasünaptiliste neurotransmitterite kombinatsioonide suhtes, mis on selles kohas võimalikud, st neurotransmitterid, mida saab vabasse keskkonda vabaneda naabruses asuvatest sünapsidest.

See tähendab, et metabotroopsed retseptorid, mis asuvad suurel hulgal dendriidi igas kohas, võivad tulevaste engramide jaoks olla tühjad. "Tühjade" üleminekut inglitesse võib kirjeldada järgmiselt. Oletame, et ükskõik millise dendriidi haru retseptoriklastrid on algselt inaktiivsed ja ei mõjuta selle tööd. Kui see haru tuleb meelde jätta, siis võimaldab see kõigil metabotroopsetel retseptoritel sellest teada. Selline signaal võib olla näiteks selle haru membraani väike depolarisatsioon. Nagu eespool öeldud, on kusagil sellel teemal kindlasti lemmikpaik. See on koht, kus selle filiaali kõrval on mitu aktiivset sünapsi. Kui filiaali sellel kohal on klaster koos retseptoritega, mille tundlikkus langeb kokku neurotransmitterite kokteiliga, peab see klaster lülituma aktiivse olekusse ja reageerima alati kokteili välimusele. Kui enne seda klastrit ei mõjutanud dendriidi oksa toimimist, peab see kokteili ilmumisel looma põneva postünaptilise potentsiaali.

Selgub, et metabotroopsed retseptorid käituvad sellisel viisil. Teatud asjaolud võivad retseptori välis- ja sisemised osad membraani külge sukeldada, jättes tundlikkuse retseptori ära. Või vastupidi, retseptori tundlikke osi saab membraanist välja tõmmata. Sellises tundlikus olekus võib retseptor jääda mõnda aega, siis võib ta tagasi pöörduda oma algse olekusse - see vastab lühiajalisele mälule. Retseptor võib sellise tundliku seisundi püsivalt kinnitada. Kui moodustuvad sobivad tingimused, siis algavad adhesiooni- ja polümerisatsiooniprotsessid, mis võivad jätta retseptori tundlikesse olukordadesse päevad ja nädalad. Kui fikseerimisprotsess, mis kestab arvatavasti, ei katkeks umbes kuu aega, siis on retseptori seisund igaveseks või õigemini öeldes eluks öelda. Kõik see vastab pikaajalise mälu konsolideerimise erinevatele etappidele.

Metabotroopsete retseptorite käitumist kontrollivad mehhanismid on põhjalikult uuritud ja kirjeldanud A.N. Radchenko (aju infomehhanismid, 2007). Muide, Radchenko soovitas kõigepealt, et tegemist on metabotroopsete retseptorite klastritega, mille konformatsioonilised üleminekud on engrami elemendid.

Synaptic plastilisusel põhineva mälu puhul peetakse mahtuvust suhteliselt lihtsaks. Sellise arvutuse näide on toodud pealkirjas. Pange tähele, et meie mudelis on dendriitide mälumaht umbes 1000 korda suurem. Ja see pole veel kõik.

Ruumistruktuuris, mis on loodud aksonite ja dendriitide põimimisega, toimib “valitud kohtade” ideoloogia. See tähendab, et selleks, et retseptorid "toimiksid", ei pea nad olema seotud dendriidiga, millesse sünapss kuulub, mille kaudu signaal edastatakse. Tulenevalt asjaolust, et neurotransmitterid jaotuvad rakkudevahelises ruumis, võib „tegelikult” olla mis tahes retseptoreid, mis asuvad lihtsalt geomeetriliselt lähedal. Ja see ei pea üldiselt olema neuronite hulka kuuluvad retseptorid.

Seega on ajukoore gliiarakud, plasma astrotsüüdid (joonis allpool), samade retseptorite komplektid nagu neuronid ja võivad seetõttu olla mälumehhanismide osalejad.

Ajukoores ületab astrotsüütide arv neuronite arvu. Ajukooridel on lühikesed hargnemisprotsessid. Need idud katavad lähedal asuvad sünapsid (joonis allpool).

Kolmepoolne sünapss (R. D. Fields, B. Stevens-Graham, 2002)

Astrotsüüdid võivad mõlemad suurendada sünapsi reaktsiooni sobiva vahendaja emiteerimisega ja nõrgestada seda neurotransmitterite siduvate valkude imendumise või vabanemise tõttu. Lisaks on astrotsüüdid võimelised eritama signaalimolekule, mis reguleerivad neurotransmitteri vabanemist aksoni poolt. Närvirakkude vahelise signaali edastamise kontseptsiooni, võttes arvesse astrotsüütide toimet, nimetatakse kolmepoolseks sünapsiks (R. D. Fields, B. Stevens-Graham, 2002). On võimalik, et kolmepoolne sünapss on peamine element, mis rakendab erinevate mälusüsteemide vastastikuse töö mehhanisme.

Hippokampuse roll. Teave identifikaatorites. Ringi identifikaatorid

Kirjeldatud mälumudelis, et iga ajukoordi ala moodustaks mälu, tuleb lisaks infopildile saata mälu identifikaatorite signaalid. Kuna ajukoorme tsoonid täidavad erinevaid funktsioone, on asjakohane eeldada, et mälu identifikaatorid erinevad erinevates tsoonides või tsoonirühmades.

Mõned tuntud ajuosad sobivad nende spetsiifilisuse tõttu hästi lähteteksti identifikaatorite rollile. Seega võivad nelinurkade ülemised mäed olla visuaalsete tsoonide identifikaatorite allikaks. Quadrilateralia madalamad mäed sobivad ajukoorme kuulmispiirkondade identifikaatorite rolliks. Mälu kõige tüüpilisem organ on hippokampus, mis sobib hästi mälestuste võtmegeneraatori rolli jaoks prefrontaalse koore piirkondade jaoks.

1953. aastal oli patsient, keda nimetatakse H.M. (Henry Molaison) epilepsia raviks, viidi läbi hipokampuse kahepoolne eemaldamine (W. Scoviille, B. Milner, 1957). Selle tulemusena H.M. võime midagi mäletada on täielikult kadunud. Ta meenutas kõike, mis temaga enne operatsiooni oli, kuid midagi uut lendas oma peast välja kohe, kui tema tähelepanu nihkus. Need, kes vaatasid Christopher Nolani filmi „Mäleta“ (“Memento”), mõistavad, mis vestlus on.

Kohtuasi H.M. üsna unikaalne. Muudel juhtudel, mis on seotud hipokampuse eemaldamisega, kus sellist täielikku kahepoolset hävimist ei esinenud, nagu H.M.-s, oli mälu kahjustus kas mitte nii väljendunud või täielikult puuduv (W. Scoviille, B. Milner, 1957).

Hippokampuse täielik eemaldamine muudab võimatuks uute mälestuste moodustamise. Hippokampuse rikkumised võivad viia Korsakovi sündroomi, mis ka langeb seni, et ei õnnestu salvestada praegusi sündmusi, säilitades samas vana mälu.

Üsna levinud mõte hippokampuse rollist on see, et hippokampus on koht, kus hoitakse praeguseid mälestusi, mis seejärel jaotatakse üle ajukoore ruumi. Kirjeldatud mudelis on hipokampuse roll erinev, see loob unikaalsed mälu võtmed.

Hippokampuse poolt projektsioonisüsteemi poolt loodud võtmed ulatuvad ajukoorme vastavatesse tsoonidesse. Hippokampuse identifikaatorite ja informatiivsete kirjelduste häired tekitavad mälu. Sel juhul moodustub mälu koheselt „oma kohale“ ja see ei liigu hippokampuse ja ajukoorme vahel. Selline esindatus on katsetulemustega kooskõlas. Tõepoolest, hippokampuse eemaldamine muudab uue mälestuse võimatuks, sest mälude põhigeneraator kaob. Vanad mälestused jäävad puutumata, sest nad ei sõltu enam hipokampusest. Nende identifikaatoreid saab ekstraheerida ja kasutada ilma hipokampust kasutamata.

Kuid peamised argumendid hüpokampuse kavandatava rolli kasuks on seotud hippokampuses leiduvate funktsioonidega, millel esmapilgul ei ole otsest seost mälumehhanismiga.

1971. aastal avas John O'Keefe koha rakud hipokampuses (O'Keefe J., Dostrovsky J., 1971). Need rakud reageerivad nagu sisemine navigeerija. Kui rott pannakse pika koridori juurde, siis on teatud rakkude aktiivsuse järgi võimalik täpselt öelda, millises kohas see asub. Pealegi ei sõltu nende rakkude reaktsioon sellest, kuidas ta sellesse kohta sattus.

Aastal 2005 avastati hippokampuses neuronid, mis kodeerivad kosmoses positsiooni, moodustades midagi koordinaatvõrku (Hafting T., Fyhn M., Molden S., Moser M..B., Moser E.I., 2005).

2011. aastal selgus, et hipokampuses on rakke, mis teatud viisil kodeerivad ajavahemikke. Nende tegevus moodustab rütmilisi mustrid, isegi kui midagi muud ei juhtu (Christopher J. MacDonald, Kyle Q. Lepage, Uri T. Eden, Howard Eichenbaum, 2011).

Andmete salvestamine võtme-väärtuste paaride kujul loob assotsiatiivse massiivi. Assotsiatiivses masinas on võtmel kahekordne funktsioon. Ühest küljest on see ainulaadne tunnus, mis võimaldab teil eristada ühte paari teisest, teisest küljest võib võti ise kanda informatsiooni, mis hõlbustab otsingut. Näiteks võib arvuti failisüsteemi pidada assotsiatiivseks massiiviks. Väärtus on faili salvestatud teave, võti on faili kohta käiv teave. Failiteave on salvestuspaika, faili nime, loomise kuupäeva tee. Fotode, lisateabe - geotagimise, pildi võtmise koha koordinaadid. Muusikafailide puhul - albumi nimi ja esitaja nimi. Kõik need andmed failide kohta moodustavad keerulisi komposiit võtmeid, mis mitte ainult ei identifitseeri faile, vaid võimaldavad teil otsida ka ükskõik millise võtmevälja või nende kombinatsiooni abil. Mida üksikasjalikum on võti, seda paindlikumad otsinguvõimalused.

Kuna aju rakendab samasuguseid infosüsteeme nagu arvutisüsteemid, on loogiline eeldada, et andmete salvestamine võtmeväärtuste paaridena aju poolt kaasneb võtmetega, mis on kõige mugavamad otsimiseks. Mälestuste puhul, mida inimene tegeleb, peaks mõistlik peamiste kirjelduste kogum hõlmama järgmist:

Tegevuskoha märkimine;

Asukohatähis ruumis;

Määrake sündmuse aeg;

Kontseptsioonide kogum, mis annab nõu selle kohta, mis toimub. Mõned artikli sisu sisu kirjeldavad märksõnad.

Tundub, et hipokampus ei tööta mitte ainult koha, asukoha ja ajaga, vaid kasutab neid andmeid mälude komplekssete informatsiooniklahvide koostamiseks. Vähemalt selgitab see väga hästi, miks nii mitmekesised funktsioonid üheskoos kokku tulid. Ja koht on vahetult vastutav mälu moodustamise eest.

Eriti huvitav on ajaline kodeerimine. Inimmälu ei võimalda lihtsalt staatilisi pilte meenutada, ta suudab reprodutseerida stseene, mis säilitavad nende kronoloogia. Sellest tulenevalt tuleks selline võimalus lisada mälu kodeerimissüsteemi. On näidatud, et hipokampuses on rütmilisi mustreid tekitavad ajajõud (Christopher J. MacDonald, Kyle Q. Lepage, Uri T. Eden, Howard Eichenbaum, 2011). Mustrite tsüklilisus näitab, et hipokampus võib kasutada samu meetodeid, mida inimene kasutab selleks, et mõõta aega ajutiste sündmuste identifikaatorite väljade loomiseks.

Aja kulgemiseks kasutame kella ja kalendrit. Mõlemad neist põhinevad rõnga identifikaatoritel. Üks minut koosneb 60 sekundist. See tähendab, et 60 identifikaatorit asendatakse üksteise järel ja 60 sekundi pärast järgneb esimene. Samamoodi tundide, tundide, päevade, kuude, nädalate, kuude ja aastate, sajandite lõikes. See tähendab, et mitmed erineva perioodilisusega rõngastunnused võimaldavad teil igal ajahetkel tuvastada.

Tundub, et hipokampus kasutab sarnast ajutiste rõngasidentifikaatorite süsteemi, mida tegelikult katsetes täheldati. Kuid eriti huvitav on see, et selline süsteem võimaldab mitte ainult mälestuste tuvastamist, vaid ka nende järjestuse reprodutseerimist. Kui me teame üksteise järel identifikaatorite järgimise reegleid, siis on ühe sündmuse identifikaatoril võimalik sündmuse identifikaator kronoloogiliselt ja nii edasi.

Tuleb märkida, et ringi identifikaatorid on mugavad mitte ainult aja kirjeldamiseks, vaid ka paljudes teistes olukordades.

See, mida me selles osas kirjeldasime, on väga oluline aju töö mõistmiseks, kuid ei sisalda siiani ühtegi "maagiat". Jah, see näitab, kus mälu saab ja millises vormis seda saab salvestada, kuid see ei ütle midagi selle kohta, kuidas aju kergesti lahendab probleemid väljaspool arvuti võimekust. Loomulikult võib arvutit pidada kiiremaks kui inimene, kuid inimene on võimeline aru saama sellest, mis toimub.

Kui teil on selle teema kohta küsimusi, küsige neid meie projekti ekspertidest ja lugejatest.