Единый синаптический механизм формирования, консолидации и хранения энграмм долговременной памяти (факты и гипотезы)

При любом построении рациональной теории памяти, очевидно, следует исходить из того факта, что всякое поведение связано с функцией нейронов, их сложных систем связей при решающей роли синапсов в их формировании. Любая теория должна учитывать, что память является не специализированной функцией нервной системы, а основной функцией составляющих ее элементов [Ливанов М. Н., 1973].

Это означает, что специфическая деятельность нейронов, которая сложилась в длительном процессе эволюции, должна обеспечивать механизм фиксации, хранения и воспроизведения информации в их системной деятельности.

Анализ этих механизмов, несомненно, должен включать выяснение роли генетического аппарата нейронов в приобретении индивидуального опыта, принципов «сборки» нейронов в ансамбли, сущности влияния нейромедиаторов, гормонов и пептидов на функциональное и метаболическое состояние нейронов, принципов взаимодействия нейронов с глией и выяснение связи между структурой и функциональной активностью возбудимой мембраны.

Роль генетического аппарата нейронов в процессах хранения информации заключается прежде всего в том, что вся нейрохимическая структура нервных связей и синаптических соединений детерминирована генетически.

Так, например, дифференцировка клеточных элементов гиппокампа эмбрионов кролика, его синаптическая организация и дальнейшее развитие успешно завершаются при помещении трансплантатов в переднюю камеру глаза.

Функциональные свойства нейронов гиппокампа не отличаются от таковых в условиях его нормального развития [Olson L. et al., 1977]. Такая генетически запрограммированная врожденная микроструктура нервных связей и синапсов является основой формирования адаптивных реакций на незапрограммированные в онтогенезе события.

Инструктивное влияние внешней среды в таком случае проявляется прежде всего в отборе специфических нервных путей и связей посредством их избирательной стабилизации во время функционирования нейронов. В настоящее время существует несколько предположений относительно механизмов отбора или спецификации нервных связей.

Согласно гипотезе химического сходства [Sperry R. W., 1963], нервные волокна в процессе роста несут химическую метку, комплементарную метке нейрона, к которому они подходят.

Каждая такая метка отражает положение данного нейрона в нейрональном ансамбле.

Таким образом, пре и постсинаптические части нейрона распознают друг друга и объединяются в ансамбли с избирательностью, которая зависит от комплементарность между клеточными поверхностями.


«Нейрохимические и функциональные основы долговременной памяти»,
Ю.С. Бродкин, Ю.В. Зайцев

Промокод kinderly 2015 только действующие промокоды kinderly.

Процесс возбуждения

Элементарной функцией нейронов является процесс возбуждения, который выражается в снижении мембранного и возникновении спайкового потенциала действия в области аксонного холмика. Спайковый разряд является ответом, регистрируемым на выходе нейрона, на приходящий к нему сигнал, являющийся суммой генераторных постсинаптических потенциалов (де- и гипер-поляризующих). Отсюда следует, что нейрон активируется специфическим паттерном синаптических влияний, роль которых состоит в интенсификации…

Выяснение возможных механизмов формирования и хранения энграмм

Наши исследования, направленные на выяснение возможных механизмов формирования и хранения энграмм, позволяют высказать ряд аргументов в пользу синаптомембранных механизмов как единой основы кратковременной и долговременной памяти [Бородкин Ю. С, 1976; Бородкин Ю. С. и др., 1976; Бородкин Ю. С. и Крауз В. А., 1978; Смирнов В. М. и Бородкин Ю. С, 1979; Бородкин Ю. С….

Препараты, имитирующие действие медиаторов

Препараты, имитирующие действие медиаторов, прямо или через посредство соответствующего нейромедиатора вступающие в связь с макромолекулами белка рецептора и вызывающие конформационные перемещения последних, ускоряют процесс фиксации и консолидации следа вырабатываемого навыка. При условии длительного повторяющегося возбуждения (процесс обучения) как в отдельном нейроне, так и в нейронном ансамбле в целом наблюдается ряд последовательных метаболических превращений в органных…

Ранее мы указывали, что в возникновении постсинаптического потенциала нейрона и транссинаптической индукции синтеза ферментов значительная роль принадлежит цАМФ и усилению фосфорилирования мембранных, синаптических и ядерных белков в ходе обучения. Эти изменения сохраняются в течение длительного времени после прекращения стимуляции. Так, кратковременное помещение крыс или мышей в новую среду сопровождается усилением фосфорилирования белков в синаптических мембранах…

Гипотеза функциональной верификации предполагает, что специфическая организация синапсов формируется еще до приобретения опыта и стабилизируется под влиянием взаимодействия с факторами внешней среды. Однако генетическая программа определяет взаимодействие лишь между основными категориями нейронов. В ходе развития в пределах данной категории нейронов образуется множество синаптических контактов на одном и том же нейроне, иначе говоря, имеет место ограниченная…

Ранее мы указывали на присутствие специфических для синапсов и глиальных клеток белков-антигенов клеточной поверхности, функция которых связана с формированием специфических аксодендритических и аксосоматических контактов в синаптогенезе. Чрезвычайная специфичность пептидного состава характеризует и рецепторные белки постсинаптических мембран, которые определяют избирательный характер взаимодействия их с нейромедиаторами и пептидными гормонами. Большинство рецепторных белков являются регуляторными, состоят из нескольких…

Конформационные изменения молекул белков рецепторов синаптических мембран и внесинаптических рецепторов давно рассматривается как физическая основа памяти в ЦНС [Leningher A. L., 1967]. Действительно, простота и экономичность этого процесса и его универсальное значение в контроле биохимических реакций позволяют рассматривать его в качестве механизма пространственного сохранения следа памяти. Конформационные изменения имеют место при взаимодействии поверхностных антигенов клетки…

Принцип конформационных изменений в регуляторных белках с минимальной затратой энергии на запись информации в нейронах лежит в основе ряда концепций о молекулярной основе памяти [Либерман Е. А., 1975; Бородкин Ю. С, 1976; Matthies H., 1974; Conrad M., 1976], в соответствии с которыми отдельные молекулы являются основными рабочими элементами в мозге, а функция нейрона позволяет связать…