Научение и память

p align="left">Низшие обезьяны могут обучаться решению многих видов задач, предполагающих сложное научение. Животных обучают решать задачи на различение предметов, и если в результате прежнего опыта в этой области они начинают быстрее решать последующие задачи, то говорят, что у них сформировалась установка на обучение. После удаления обширных участков височных долей коры способность к формированию представления об «инородности» утрачивалась.

Тот факт, что у животных, выращенных в «обогащенной» среде, слои коры несколько толще и структура нейронов сложнее, чем у особей, выросших в «обедненных» условиях, показывает, что индивидуальный опыт, т.е. научение, может влиять на строение коры у животных.

Кора больших полушарий хранит результаты прошлого опыта и, следовательно, должна изменяться по мере усвоения и запоминания новых сведений. Однако сейчас невозможно сказать, каковы эти изменения.

2.4 Медиаторные системы

Жизнь животного зависит от того, помнит ли оно, какие события предвещают удовольствие, а какие - боль. На первоначальное запоминание могут влиять некоторые гормоны и нейромедиаторы.

Гормон норадреналин, выделяется мозговым веществом надпочечников в периоды эмоционального возбуждения. Если при обучении животного определенным действиям в качестве наказания используется боль (например, сильный электрический удар), а затем оно получает небольшую дозу норадреналина, то это животное намного лучше запомнит правильную формулу поведения, чем без гормона.

Амфетамин - известный стимулятор, облегчающий запоминание, - тоже активирует норадреналиновую и дофаминовую системы организма. Поскольку циркулирующий в крови норадреналин не может преодолеть гематоэнцефалический барьер, физиологические механизмы его влияния на память неизвестны.

2.5 Нейропептиды

АКТГ, кортикостероиды и их модификации существенно влияют на обучение и память.

Вазопрессин - гипофизарный гормон - с его недостатком возникает нарушение формирования памятных следов. Разрушение голубого пятна предотвращает усиливающее действие вазопрессина на процессы консолидации.

Окситоцин - другой гипофизарный гормон - нарушает сохранение выработанных навыков.

Эндогенные опиоиды - эндорфины и энкефалины, которые оказывают выраженное влияние на обучение и память, замедляют угашение условных рефлексов, улучшают их сохранение, хотя и ухудшают их формирование. Влияние серотонина на консолидацию энграммы опосредуется через систему опиоидных пептидов.

Нейропептиды регулируют память через взаимодействие с медиаторами и через их влияние на метаболизм макромолекул. По-видимому, изменение белкового метаболизма является тем конечным звеном, через которое реализуются любые воздействия на процессы обучения и памяти.

3. БЕЛКОВЫЙ СИНТЕЗ

Все молекулы нашего тела непрерывно разрушаются и образуются вновь. Точно так же и в мозгу 90% белков обновляются не более чем за две недели. «Шаблон», по которому в клетке синтезируется белок, - это РНК. Судя по результатам ряда исследований, у животных в процессе обучения, видимо, усиливается синтез РНК и белков. В точности установить причину этого синтеза практически невозможно.

Для цыплят характерна особая естественная форма научения - импритинг, или запечатление. Они запоминают первый движущийся объект, который видят после того, как вылупились из яйца и начали ходить (обычно в первые 16 часов жизни), и начинают всюду следовать за ним. Движущийся предмет - это, как правило, их мать.

В первые два часа после воздействия стимула, вызывающего импритинг, в мозгу цыпленка усиливается синтез белка. Чтобы исключить любое побочное воздействие, исследователи перерезали у цыпленка нервные пути, служащие для передачи зрительной информации из одного полушария мозга в другое. Когда один глаз был закрыт и цыпленок воспринимал движущийся объект только другим глазом, скорость белкового синтеза была выше в той половине мозга, где происходил процесс запечатления.

Роль этих только что синтезированных белков в процессе запоминания, как предполагают, состоит в том, что они по аксону транспортируются к синапсу и изменяют его структуру, делая ее хотя бы временно более эффективной. В таком случае подобное видоизменение и было бы физической основой научения.

4. СИСТЕМА ПАМЯТИ У ЧЕЛОВЕКА

Карл Лэшли - пионер в области экспериментального исследования мозга и поведения - попытался дать ответ на вопрос о пространственной организации памяти в мозгу. Он обучал животных решению определенной задачи, а затем удалял один за другим различные участки коры головного мозга в поисках места хранения следов памяти. Однако, независимо от того, какое количество корковой ткани было удалено, найти то специфическое место, где хранятся следы памяти - энграммы, - не удалось.

Дальнейшие исследования показали, в чем заключалась причина неудачи Лэшли: для научения и памяти важны многие области и структуры мозга помимо коры. Оказалось также, что следы памяти в коре широко разбросаны и многократно дублируются.

Один из учеников Лэшли, Дональд Хебб, предложил теорию происходящих в памяти процессов. Он ввел понятия кратковременной и долговременной памяти. Он считал, что кратковременная память - это активный процесс ограниченной деятельности, не оставляющая никаких следов, а долговременная память обусловлена структурными изменениями в нервной системе. Эти изменения, по мнению Хебба, происходят в синапсах в результате каких-то процессов роста или метаболических изменений, усиливающих воздействие каждого нейрона на следующий нейрон. После установления таких связей эти нейроны образуют клеточный ансамбль, и любое возбуждение относящихся к нему нейронов будет активировать весь ансамбль.

В теории клеточных ансамблей особое значение придавалось тому, что след памяти - это не статическая «запись», не просто продукт изменения в структуре одной нервной клетки или молекулы мозга. Т.е. память - это процесс, включающий взаимодействие многих нейронов.

Усвоить какую-то информацию, сохранить ее и в случае необходимости воспроизвести.

Но память не так проста. Мы усваиваем и запоминаем не просто отдельные элементы информации; мы конструируем систему знаний, которая помогает нам приобретать, хранить и использовать обширный запас сведений. Кроме того, память - это активный процесс; накопленные знания непрерывно изменяются, проверяются и переформулируются нашим мыслящим мозгом; поэтому свойства памяти выявить не так легко.

КРАТКОВРЕМЕННАЯ И ДОЛГОВРЕМЕННАЯ ПАМЯТЬ

Память состоит из нескольких фаз. Одна из них, крайне непродолжительная, - это иконическая память, при которой информация сохраняется всего лишь несколько секунд. Нам удается удерживать в памяти предметы, которые мы только что видели, в течение одной-двух секунд, не больше. Однако некоторые объекты, к которым мы отнеслись с особым вниманием, из непосредственной памяти могут быть переведены в кратковременную.

В кратковременной памяти информация может сохраняться в течение нескольких минут. Мы, очевидно, можем удержать в кратковременной памяти 7±2 отдельных единиц запоминаемого материала.

Некоторые объекты из кратковременной памяти переводятся в долговременную, где они могут сохраняться часами или даже на протяжении всей жизни. Одной из систем мозга, необходимых для осуществления такого переноса, является гиппокамп.

Пытаясь облегчить тяжелые эпилептические припадки, врачи удалили у пациента оба гиппокампа. После этого пациент стал жить только в настоящем времени. Он мог помнить события, предметы или людей ровно столько, сколько они удерживались в его кратковременной памяти.

КОНСОЛИДАЦИЯ СЛЕДОВ ПАМЯТИ

Гиппокамп и медиальная часть височной доли играют роль в процессе закрепления, или консолидации, следов памяти. Под этим подразумеваются те изменения, физические и психологические, которые должны произойти в мозгу, для того, чтобы полученная им информация могла перейти в постоянную память. Гиппокамп и медиальная височная область участвуют в формировании и организации следов памяти, а не служат местами постоянного хранения информации.

Лэрри Сквайр высказал предположение, что в процессе усвоения каких-либо знаний височная область устанавливает связь с местами хранения следов памяти в других частях мозга, прежде всего в коре. Потребность в таких взаимодействиях может сохраняться довольно долго - в течение нескольких лет, пока идет процесс реорганизации материала памяти. Когда реорганизация и перестройка закончены, и информация постоянно хранится в коре, участие височной области в ее закреплении и извлечении становится ненужной.

ПРОЦЕДУРНАЯ И ДЕКЛАРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ

Помимо фаз кратковременной и долговременной памяти, характерных для процесса запоминания, у человека существует два разных способа усвоения и запоминания информации в зависимости от того, что именно нужно усвоить.

Процедурное знание - это знание того, как нужно действовать. Декларативное знание - обеспечивает ясный и доступный отчет о прошлом индивидуальном опыте, чувство близкого знакомства с этим опытом. Именно это второе знание требует переработки информации в височных долях мозга и таламусе, тогда как первое, по-видимому, с ними не связано.

Процедурное знание, вероятно, раньше развивается в ходе эволюции, чем декларативное. Привыкание, сенситизация и классическое обусловливание, при которых нет осознания того факта, что произошло научение, - это примеры приобретения процедурного знания. Другое отличие (экспериментально пока не подтвержденное) может состоять в том, что процедурная память основана на биохимических или биофизических изменениях, происходящих только в тех нервных сетях, которые непосредственно участвуют в усвоенных действиях. Изменения этого типа отличаются от перестройки нервных сетей, с которой, как полагают, связана декларативная память.

Примером процедурного усвоения знаний служит сенсомоторный период познавательного развития ребенка (до 2 лет). Люди и предметы не существуют для ребенка сами по себе, независимо от тех сенсомоторных действий, которые ребенок может выполнить по отношению к ним. Это объясняет, почему взрослые люди почти полностью не способны вспомнить события, относящиеся к периоду младенчества и раннего детства.

Различие между процедурной и декларативной памятью помогает также понять, почему некоторые мнемонические приемы, используемые для запоминания и воспроизведения информации, так хорошо работают. В этих приемах для организации декларативной информации используется процедурный контекст.

ВЛИЯНИЕ ПООЩРЕНИЯ И НАКАЗАНИЯ

Оперантное обусловливание - это форма научения, при которой поведение формируется под влиянием его последствий. Эта форма в некоторых существенных отношениях отличается от выработки классических условных рефлексов, но наиболее важно то, что закрепляются здесь не рефлекторные реакции, а произвольные активные действия человека или животного - оперантное поведение.

Поведение, в результате которого организм получает нечто, доставляющее удовольствие, имеет тенденцию повторяться, а поведение, завершающееся неприятным результатом, в дальнейшем затормаживается. Из этого следует, что процесс научения связан с эмоциями.

Результаты недавних исследований Джеймса МакГофа указывают на возможную физиологическую основу оперантного обусловливания. Было установлено, что следы памяти о том поведении, которое у животного выработали в лаборатории (обычно, условнорефлекторным методом), можно разрушить с помощью некоторых процедур, если применить их вскоре после обучения. Это может быть, например, электрическое раздражение некоторых участков мозга или инъекция различных гормонов.

ПЛАСТИЧНОСТЬ ГОЛОВНОГО МОЗГА: ВОЗДЕЙСТВИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

На анатомическое строение мозга животных влияет окружающая среда. Исследователи находили на дендритах корковых нейронов крыс, выросших в обогащенной среде, больше шипиков, которые часто служат местами входных синаптических контактов. Синаптические соединения у таких животных были в среднем на 50% крупнее, а число синапсов больше, чем у крыс, выросших в изоляции. Нейрофизиологи полагают, что подобные изменения могут быть результатом процессов научения и хранения следов памяти.

Девочка Джинни в Калифорнии до 13 лет с 20 месяцев никогда не выходила из маленькой комнаты, где была голышом привязана отцом-психопатом к сиденью так, что могла двигать только кистями рук и ступнями. Из еды все 13 лет Джинни давали только молоко и детское питание. Матери было запрещено разговаривать с дочерью. Когда в 1970 году власти нашли девочку, которая в младенчестве была нормальным ребенком, она весила всего 59 фунтов, не могла выпрямить руки и ноги, не умела жевать, сознательно контролировать функции кишечника и мочевого пузыря. Она не понимала слов и совершенно не могла говорить.

В последующие шесть лет контакты Джинни с внешним миром были обширными, так же как и внимание, которое оказывали ей психологи в виде обучения и тестирования. Она стала в какой-то мере понимать речь и научилась говорить на уровне 2-3 летнего ребенка. Она научилась также пользоваться предметами, рисовать, в некоторых ситуациях связывать причину со следствием. Кроме того, ей удавалось добираться от одного места до другого, и это доказывало, что она может строить в уме «пространственные карты». В 1977 году значение IQ, полученное при использовании невербальных тестов, составило для нее 74, что соответствует нижней границе нормы. Однако речь ее дальше не развивалась и изобиловала ошибками такого типа, которые не свойственны даже двухлетним детям. Энцефалограммы, снятые, когда Джинни слушала отдельные слова или смотрела картинки, отчетливо показали, что как для речи, так и для неречевых функций она пользовалась правым полушарием мозга, в то время как в норме речь - это «специальность» левого полушария.

По предположению Сьюзен Кертис, психолингвиста, занимавшегося с Джинни, овладение языком действует, как пусковой механизм для нормального становления полушарной специализации; если в надлежащее время этого не произошло, «кортикальная ткань, в норме предназначенная для речи и связанных с нею способностей, может подвергнуться функциональной атрофии».

Пластичность нашей нервной системы проявляется в широком диапазоне функций - от простейших форм научения, таких, как привыкание, до способности учиться, запоминать, орудовать предметами и создавать новое.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Батуев А.С. Высшая нервная деятельность. СПб.: Лань, 2002

2. Блум, Лейзерсон, Хофстедтер. Мозг, разум и поведение. М: Мир-1988г.

3. Данилова Н.Н. Психофизиология. М.: Аспект Пресс, 2000

4. Крысько В.Г. Общая психология в схемах и комментариях к ним. М.: МПСИ: Флинта, 1998

5. Павлов И.П. Мозг и психика. М: Институт практической психологии, Воронеж: НПО «МОДЭК»-1996г.

6. Рубинштейн С.Л. Основы общей психологии. т.1. М: Педагогика-1989г.

7. Соколов Е.Н. Механизмы памяти. М.: Издательство Московского университета, 1969

Страницы: 1, 2