Роль информационных макромолекул в процессах образования энграмм
По нашему мнению, главное отличие химической структуры нейрона от всех других типов клеток состоит в том, что регуляция функционального состояния нейрона осуществляется как на клеточном, так и на межклеточном уровне. Под последним обычно понимают деятельность межнейрональных синапсов. По-видимому, в основе специализации функций различных клеток лежит их дифференцировка, хотя и известно, что ядра всех клеток содержат одну и ту же генетическую информацию, т. е. одинаковый набор генов.
Однако эта информация проявляется неодинаково в различных тканях. Сложные регулирующие механизмы обеспечивают проявление определенных свойств клеток, например способность синтезировать тот или иной фермент, тогда как другое свойство или признак в этот момент остается репрессированным.
Таким образом, разные клетки, в том числе и нейроны, могут специализироваться на выполнении различных функций, несмотря на однотипность морфологического строения. В принципе, всем клеткам свойственны два вида функций: метаболические и специализированные. В частности, специализированными функциями нейрона являются формирование потенциала действия и передача информации. Следовательно, такие специализированные функции лежат в основе как тканевой, так и органной специфичности.
Центральная нервная система является материальным субстратом сознания, мышления, мотивации, памяти и эмоций. Помимо этого, головной мозг обеспечивает деятельность организма как единого целого, в том числе и его взаимодействие с внешней средой, осуществляет регуляцию функций других тканей и органов.
Поэтому для нейронов головного мозга характерны разнообразие внутриклеточных биохимических процессов и скорость их протекания, самая высокая концентрация липопротеидных веществ, в частности в мембранных структурах, интенсивность потребления энергии, многообразие путей синтеза и метаболизма ферментов, медиаторов и пептидных гормонов. Лабильность и пластичность (изменение внутренней структуры) нейрона при выполнении различных функций хорошо известны. По-видимому, все это и лежит в основе адаптационных механизмов формирования энграмм долговременной памяти.
Данные свойства нейронов обычно различаются при экспрессии различных участков клеточного генома, что сопровождается, в свою очередь, синтезом специфических структурных белков и ферментов. В различных нейронах и глиальных элементах головного мозга происходит экспрессия различных генов. Кроме того, ЦНС характеризуется биохимической неоднородностью медиаторов и модуляторов как в количественном, так и в качественном отношении.
Химический состав, метаболизм и функции некоторых белков, липидов и медиаторов головного мозга различны не только в отдельных популяциях нейронов и в глин, но и в составных элементах отдельного нейрона — соме, дендритах и аксонах. Именно неоднородность биохимических процессов в различных образованиях нервной ткани хорошо объясняет возможность изолированных нарушений памяти (пространственной, образной, различных видов соматосенсорной и социальной памяти) у человека и животных. Впрочем, это не исключает возможности существования единого молекулярного механизма долговременной памяти на более высоких уровнях функциональной организации (синаптическом, на уровне нейронной популяции или структур головного мозга).
В данной монографии нет необходимости подробно останавливаться на метаболических функциях нейрона и глии. Они достаточно представлены в литературе [Палладии А. В., 1975; Lajtha А., 1971; Kuffler S. W. et al., 1979, и др.]. Несомненно, целесообразно более подробно рассмотреть роль ряда информационных макромолекул в специализированных функциях нейрона в процессах обучения и в особенности в механизмах долговременной памяти.
«Нейрохимические и функциональные основы долговременной памяти»,
Ю.С. Бродкин, Ю.В. Зайцев
