Устройство памяти. От молекул к сознанию». Роуз С. 1987г
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Им. М. В. ЛОМОНОСОВА
_______________________________________________________________
ФАКУЛЬТЕТ ПСИХОЛОГИИ
Реферат по книге:
Устройство памяти. От молекул к сознанию». Роуз С. 1987г.
Работу выполнила: Яшина С.А,
Студентка 3-го курса в/о.
Преподаватель:
Аракелов Геннадий Гургенович
Москва – 2014г
Устройство памяти. От молекул к сознанию. 1987 (Роуз С.)
В книге известного английского ученого и популяризатора науки изложены принципиальные подходы к исследованию памяти, история этих исследований и современные представления об эволюции и механизмах памяти.
«В этой книге речь пойдет преимущественно не о нашем сознании, а о мозге. Ученые-нейробиологи убеждены, что научные методы позволяют исследовать не только работу ума, но и описывать ее, исходя из свойств и строения мозга, а также происходящих в нем процессов». «Мои исследования имеют целью познание фундаментальных механизмов работы мозга, которые лежат в основе научения и памяти».
«Память позволяет нам осознавать и собственную индивидуальность, и личности других людей».
Проведя аналогию с Розеттским камнем, сделавшим возможным параллельный перевод с древних языков, ученый намерен исследовать память, которая станет ключом для перевода с «языка сознания» на «язык мозга» и обратно для изучения мозга.
Во второй главе Роуз подробно описывает работу в лаборатории и свой эксперимент с цыплятами. Перед исследованием проводится тренировка, в результате которой отбираются цыплята, которые клюют бусину, закрепленную на проволоке. После отбора, спустя час, цыплятам дают бусину еще раз, но у одних она смочена водой, а других метилантранилатом (имеет горький вкус). Цыплята из первой группы - клюют бусину, вторые тоже клюют, но вдруг замирают и «яростно трясут головой». После в мозг каждого цыпленка вводится раствор фруктозы с радиоактивными изотопами (мозг использует фруктозу для синтеза молекул в мембранах нервных клеток). Чем интенсивнее идет образование мембран, тем быстрее включается в них фруктоза. Выделяя мембраны из мозга - можно установить, в какой части мозга произошли изменения.
В заключение Роуз С. рассуждает о правах животных, которыми их наделяет человек и о защите этих прав.
Далее Роуз повествует о своей жизни, развитии своих научных взглядов и людях которые на них повлияли. Работе в различных институтах и лабораториях, под руководством всемирно-известных ученых. О развитии науки в мире, появлении «нейронауки» (neuroscience), о возникновении новых технических средств, открывших перспективы для изучения мозга.
Описывает свои работы по изучению нейронов, глии, синапсов и роли РНК и белка в механизмах памяти. Исследования на крысятах-сосунках, основанные на ранних стадиях развития нейронов и синапсов. Работа по изучению клеточных и биохимических механизмов импринтинга у кур.
Описал процесс гомогенизации мозга и последующего центрифугирования (для изучения биохимических особенностей).
Глава 4. «Память, не что иное, как особое проявление пластичности нервной системы, ее способности отвечать на воздействия окружающей среды с учетом прошлого опыта».
Люди во все времена стремились развивать свою память, для этого были созданы различные приемы (мнемотехники). Увлечение аналогиями привело к активному использованию в древнем Риме, древней Греции, а затем и в эпохе Возрождения театров памяти.
Развитие компьютеров во второй половине XX века привело к возникновению проблемы соотношения между компьютером и мозгом. Появилась новая наука кибернетика с перспективой создания «искусственного интеллекта». Обозначились два подхода для решения этой задачи.
Редукционисты: для создания искусственного интеллекта надо с помощью компьютера имитировать известные свойства мозга, создавая математические модели функции нейронов. При холистическом: моделирование разума. Нужно понять явления: верование, ощущение, поиск, просьба...»
Оба подхода не подходят для понимания как работают природный мозг и природный разум (или даже память). Сравнение мозга с компьютером несостоятельно, так как системы нейронов, образующие мозг, в высокой степени недетерминированы. Мозг и его обладатели это открытые системы, сформированные собственной историей и находящиеся в непрерывном взаимодействии с природным и общественным окружением, которое изменяет их, но и само при этом подвергается изменению.
«Я верю, что существует материальная вселенная, о которой мы можем получить определенную сумму достоверных знаний».
Функция познается в дисфункции
Клиническое изучение болезней проливает свет на механизмы работы памяти в норме.
Наиболее известные расстройства, при которых старые воспоминания сохраняются, а недавние утрачиваются - болезнь Альцгеймера и синдром Корсакова. А также «возрастное ослабление памяти».
Молодому человеку Х.М. удалили большую часть гиппокампа, миндалевидное ядро и часть височной доли. У Н. А. была повреждена, таламическая область. У обоих исчезла способность включать новую информацию в долговременную память.
Случай Шерешевского и Финкельштейна. Оба эти человека обладали фотографической памятью (эйдетизм), у них отсутствовала способность забывать.
Переход от кратковременной памяти к долговременной нельзя рассматривать как строго упорядоченный процесс. Очевидно, что гибкая способность помнить или нет, в зависимости от обстоятельств, имеет важное адаптивное значение.
Герман Эббингауз придумал метод, позволивший выявить закономерности работы памяти. А. Миллер: максимальное число блоков, поддающееся запоминанию, равно семи. Психологи получили систематические данные об объеме, эффективности и пределах человеческой памяти. А также предложили полностью отказаться от модели «кратковременной и долговременной памяти» и говорить о «рабочей» и «справочной» памяти.
Память у животных
«Я рассматриваю память как особую, весьма специализированную форму приспособления к среде, которая свойственна всем живым организмам».
Изучение памяти у животных может пролить свет на изучение человеческой памяти.
Для того чтобы это сделать, мы должны поместить животное в такие условия, где перед ним ставят задачу и стимулируют ее выполнение, сравнивая результат с тем, что было раньше.
Научение — это выработка у животного измененной реакции на прежнюю ситуацию, когда оно начинает вести себя более адекватным образом (т. е. адаптируется).
Вспоминание — это проявление измененной поведенческой реакции спустя некоторое время после первоначального обучения.
Память, можно непосредственно наблюдать или измерять; это промежуточный процесс, связывающий обучение и вспоминание. Механизм, сохраняющий полученную информацию в такой форме, что в последующем она сможет изменить поведение.
Для того чтобы адекватно реагировать на окружающие условия все живые организмы должны обладать двумя свойствами: специфичность и пластичность. Т.е. сохранять стабильность (специфичность) и способность приспосабливаться и изменять свою специфичность по мере приобретения опыта. Опыт — это пластичность (память).
Подходы к изучению памяти у животных.
Павлов. Учение об условном рефлексе. Классическое обусловливание.
Бихевиоризм. Джон Б. Уотсон и Ф. Скиннер. Скиннер помещал животных в такую ситуацию, где от них требовалось активное поведение. Оперантное обусловливание.
Синапсы Хебба: нейронный вариант ассоциационизма. Согласно Хеббу, следы памяти могут формироваться путем модификации синапсов.
Школы гештальтпсихологии. Животное должно догадаться о решении задачи, что свидетельствует о творческом, концептуальном мышлении.
Эволюция памяти
Сравнительно-психологический метод позволяет сделать выводы об эволюции нервной системы, мозга, поведения и, наконец, памяти.
Адаптивное поведение - условие выживания, свойственно всем организмам, однако многие процветающие формы жизни прекрасно обходятся без научения и вспоминания и без мозга.
У многоклеточных организмов возникает надобность в системе быстрой внутренней сигнализации, так появляется химическая сигнализация. Для более четкого и быстрого реагирования возникает передача с помощью электрического импульса.
Привыкание или габитуация: нервная система узнает определенный комплекс раздражителей, и он игнорируется. Габитуация и дегабитуация – исходные формы кратковременной памяти.
Сенситизация —усиление ответа на слабый стимул, при сочетании с неприятным воздействием.
Глава 8 знакомит нас с оригинальной теорией, получившей распространение в 60-е годы. Теория о об особых «молекулах памяти». Джорджес Унгар в своих экспериментах обучал крыс, потом из их мозга экстрагировал особое вещество (скотофобин) и впрыскивал его необученным мышам. По утверждению Унгара, мыши вели себя, как обученные, т.е. происходил перенос следов памяти. Уроки, которые нам дает история, должны предупреждать совершение ошибок.
Поэтому в 9-ой главе автор говорит: «Сложилось общее мнение, что наиболее перспективна модель Доналда Хебба, в которой предполагалось изменение эффективности связей между нервными клетками, вероятно, в результате образования новых или роста существующих синапсов». «Я решил установить набор критериев, которым должен был удовлетворять любой из предполагаемых биохимических или клеточных факторов формирования памяти».
1. Предполагаемый фактор (система, вещество, скорость его образования или обновления) в локализованном участке мозга должен претерпевать количественные изменения в процессе формирования следов памяти.
2. Изменение должно совпадать во времени с формированием следов памяти.
3. Стресс, двигательная активность и другие процессы, сопровождающие научение, не должны приводить к структурным или биохимическим изменениям, если при этом не образуются следы памяти.
4. Если клеточные или биохимические изменения ингибируются в период, когда должно было происходить формирование энграмм, то последнее блокируется и у животного возникает амнезия, и наоборот.
5. Удаление участка, в котором происходят биохимические, клеточные или физиологические изменения, должно препятствовать образованию следов памяти (или вспоминанию) в зависимости от того, когда по отношению к времени тренировки произведено удаление.
6. При нейрофизиологической регистрации сигналов из мест изменения на клеточном уровне должны выявляться изменения в электрических ответах нейронов во время и (или) после формирования следов памяти.
Свойства памяти изучают на: кроликах, дрозофилах, моллюсках.
Подход Кэндела (брюхоногий моллюск аплизия): изучение простейших поведенческих реакций с явлениями привыкания и сенситизации. Удалось выделить два конкретных нейрона, ответственных за привыкание (изолированный синапс, «обучающийся в блюдце»).
В главе 10 и 11 ученый возвращается к экспериментам с цыплятами и приводит ряд своих исследований за последние годы. Эти исследования подтверждают приведенные выше критерии.
Опыты с пассивным избеганием, которые он проводил вместе с Мэри Гибб. Обнаружили возрастание количества мускариновых рецепторов после обучения.
Опыты с белками пре- и постсинаптических мембран и гель-электрофорезом. При обучении происходило временное изменение фосфорилирования белка, регулируемое ферментом протеинкиназой.
Опыты с введением 2-дГал перед самым обучением или в первые два часа после него подавляет включение фруктозы в гликопротеины мозга; тестирование цыплят спустя сутки выявило амнезию. Итог: для образования следов памяти необходим биосинтез специфических гликопротеинов.
Для того чтобы в мозгу сформировалась ассоциативная связь, приводящая к стойкому изменению поведенческой реакции, в IMHV (Intermediate Medial Hyperstriatum Ventrale) и LPO (Lobus Parolfacrotius) должен произойти каскад биохимических процессов. Эти события завершаются структурной модификацией синапсов и дендритов, и в итоге проявляются также в изменении электрических свойств клеток, в частности в характере их ритмической активности на протяжении нескольких часов после обучения.
Опыт: уничтожение клеток мозга с помощью электрода. Определяли влияние зон мозга на память. Не все воздействия на зоны, ответственные за память влияют на сохранение следа. Итог: память нельзя понимать как нечто статичное, «находящееся» строго в одном месте или в небольшой группе клеток; она существует в более динамичной и рассеянной форме.
В главе 12 приведенные выше факты рассматриваются глазами социологов и творцов научной политики. Роуз показывает необходимость участия в конференциях для ученого, которых хочет иметь актуальную информацию и обогащаться идеями новых экспериментов. Приходится постоянно сообразовать план своего исследования с техническими, кадровыми и финансовыми возможностями. А также объясняет необходимость публикации исследований. В частности обсуждает правила и порядок публикации статьи в научном журнале.
Основные выводы
Воспоминания - это больше, чем информация. «След» памяти и забывание рассматриваются как динамическая система.
Уровень, на котором возможно понимание памяти- уровень системы в целом. Идентификация места хранения, т. е. энграммы, - не то же самое, что выяснение механизма или места воспроизведения. Для понимания памяти необходимы по меньшей мере три направления исследований: морфологические, биохимические и физиологические.
Уникальность человека
- человек обладает словесной (вербальной) памятью, так появляется возможность чему-то обучаться и что-то вспоминать без видимых поведенческих реакций.
- специфика нашей памяти связана с нашим общественным образом жизни и техническими средствами.
- искусственная память делает возможным возникновение коллективной памяти. Это ограничивает нашу индивидуальную память, формируя согласованное мнение. Сплочает человеческие сообщества.
Не только в нашей жизни, но и в биологии вообще ничто нельзя осмыслить иначе как в контексте истории, т. е. памяти.
Заключение
Роуз затрагивает многие аспекты, говоря о памяти. Делает исторический экскурс, рассказывает о ежедневном труде ученого-биохимика, о развитии своей карьеры, этапах формирования нейронаук, основных теоретических подходах к изучению мозга в целом и памяти в частности. Приводит мнения ученых из разных областей знания: химии, физики, психологии, литературы, физиологии, иммунологии, математики и, в основном, биологии. Кратко описывает теории, методологию и результаты исследований. Книга написана легким и понятным языком. В тех местах, в которых, по мнению автора, читатель может столкнуться с затруднениями, есть яркие примеры. Примеры из мировой истории, из жизни каждого современного человека и из жизни ученого. Эту книгу я бы порекомендовала друзьям и знакомым, как интересный способ прикоснуться к миру науки и непостижимым (пока) механизмам и феноменам памяти.