16 июня 2011

Поведение шумящих нейронных цепей

Следует учитывать и поведение так называемых шумящих нейронных цепей, создающих фоновую активность и имеющих довольно большое значение в деятельности головного мозга в целом. К шумящим следует отнести нейроны, способные спонтанно разряжаться благодаря беспорядочному высвобождению медиаторов. Сеть из N-числа таких нейронов описывают с помощью Nвектора [Martin Т. Р., 1972].

В частности: Pk= (piki…pN1k), что является одним из решений уравнения: pikfl = fji(pk). Этот вариант разработан также J. G. Taylor (1972). В его модели каждый из этих нейронов является двоичным элементом со строго фиксированным порогом возбудимости. Параллельно J. G. Taylor вывел уравнение, описывающее вероятность разряда каждого нейрона в зависимости от вероятности его разряда в предыдущие моменты. Особое внимание автор уделяет роли передачи так называемого шума в обработке информации в ЦНС.

Итак, как математически обосновал J. G. Taylor, синапс в целом и его различные функциональные части отдельно играют большую роль в процессах памяти.

Одним из первых гипотетических механизмов памяти была концепция о функционирующих и нефункционирующих синапсах [Воронин Л. Л., 1972; Eccles J., 1970, 1979].

Суть ее заключается в том, что повторная активация синапса ведет к увеличению амплитуды и длительности постсинаптических потенциалов в зависимости от частоты стимуляции (частотная потенциация).

Длительное (до нескольких часов) усиление эффективности синаптических связей было обнаружено на пирамидных нейронах старой коры в модели постсинаптической потенциации [Скребницкий В. Г. и др., 1975], сущность которой состоит в продолжительном увеличении амплитуды спайков в ответ на одиночное раздражение после высокочастотной стимуляции синаптических входов нейрона.

Постсинаптическая потенциация проявляла свойства угашения и спонтанного восстановления, характерные для условного рефлекса, а тетанизация — мотивационные свойства, так как служила подкреплением при выработке простого поведенческого акта — условнорефлекторной реакции вздрагивания.

Сходную картину наблюдал Chung ShinHo (1977) в нейронах гиппокампа, что позволило ему выделить данный тип активности как основной в синаптической памяти этого образования. Если изменения эффективности синаптической передачи под влиянием предыдущих изменений активности происходят в аксоне, образующем данный синапс, то следует говорить о гомосинаптической пластичности нейрона.

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



Согласно концепции W. R. Adey, нейрон головного мозга обрабатывает информацию двумя параллельными способами: во-первых, широким использованием волновых процессов и, во-вторых, определенной последовательностью нейрональных разрядов. Установлено, что формирование нейронного ансамбля связано со значительным увеличением синхронности биоэлектрической активности нейронов в определенном низкочастотном диапазоне, который лежит в пределах 7—10 Гц, т. е. в полосе тетаритма. Причем такая биоэлектрическая…

Распределение импульсов одного нейрона происходит по различным путям, так как после прохождения импульса между двумя нейронами наступает период отсутствия проводимости между ними, который составляет 150—200 мс. В результате одна и та же нервная клетка, как отмечалось выше, может включаться во множество различных нейронных цепей, участвующих в работе нескольких нейрональных ансамблей. Следовательно, процесс хранения информации в…

Стройную теорию организации лимбико-ретикулярных систем в процессах обучения предложил A. Routtenberg (1972). Процессы организации памяти он трактует с точки зрения реципрокных отношений между системой входа (ретикулярная система) и выхода (лимбическая система). Подтверждением ее явились эксперименты L. Goldstein и J. M. Nelsen (1973) по стимуляции этих систем фенамином, активирующим главным образом ретикулярную формацию, и никотином, возбуждающим…

Функциональной основой процесса сравнения информации является способность гиппокампа регистрировать смещенные во времени возбуждающие импульсы, приходящие из ретикулярной формации, перегородки и ведущие к возникновению тетаритма. Распространение этого ритма в кору головного мозга и повышение степени когерентности между ритмами коры и гиппокампа позволили W. R. Adey (1966, 1977) рассматривать эти процессы как доказательство фиксации следов в этих…

Как показывают электрофизиологические данные, каждый нейрон может принимать участие в различных реакциях животного, т. е. участвовать в работе нескольких нейронных ансамблей. В то же время он обладает чрезвычайной избирательностью в проведении возбуждения по различным каналам связи. Что же лежит в основе этой избирательности? Как отмечалось выше, нейрон является полицептивным образованием, т. е. он чувствителен к…