Голографічна теорія пам’яті
Голографічна теорія пам'яті. У пошуках пояснення механізму інтеграції нейронів в системи, що забезпечують орієнтацію живого організму в навколишньому середовищі, фіксацію і відтворення зв'язків між явищами зовнішнього і внутрішнього середовища і організацію цілеспрямованої поведінки, багато нейрофізіологів намагаються використовувати можливі аналогії з процесами, відомими у фізиці і техніці. В цьому відношенні однією з перспективних теорій про спосіб інтеграції нейронів є голографічна теорія пам'яті. Виявлення підвищення впорядкованості імпульсних потоків при активному стані мозку має пряме відношення до подальшого розвитку цієї теорії (Р. І. Шульгина, 1978).
В чому суть явища голографії? При опромінюванні фотопластини двома потоками монохроматичного світла в ній відбувається їх інтерференція і в результаті — посилення і ослаблення гребенів і западин світлових хвиль залежно від співвідношення взаємодіючих фаз хвильових процесів. Для отримання зображення якого-небудь предмету один з монохроматичних потоків (опорний промінь) направляють прямо на пластинку, інший промінь
(частина опорного променя, фон якого змінений системою відбивачів) падає на предмет і відображається від нього на ту ж фотопластину. Тут відбувається взаємодія паралельних хвиль опорного променя з хвилями, напрям яких визначається структурою предмету, від якого вони відображені.
В емульсивному шарі фотопластини фіксується результат цієї взаємодії. Надалі освітлення проявленої фотопластини опорним променем монохроматичного світла, взаємодіючи із зміненою структурою емульсивного шару, відтворює у фокусі цього променя за пластинкою об'ємне зображення предмету.
Ряд особливостей голографічного процесу дає підставу для побудови різного роду аналогій між ним і роботою головного мозку. Саму послідовну спробу обгрунтувати голографічну теорію пам'яті зробив К. Прібрам (1975).
Гіпотеза К. Прібрама заснована на припущенні, що мікроструктура повільних постсинаптичних потенціалів описується тим же рівнянням, що і оптичний голографічний процес, що будується на основі інтерференції монохроматичних когерентних потоків світла. Ця мікроструктура повільних потенціалів створюється в дендритних сітках нейронів, а імпульсна активність клітин не має значення для формування пам'ятного сліду.
За даними Р. І. Шульгиної (1978), при активному стані мозку збільшується впорядкованість імпульсної активності, тобто перехід нейронної активності від випадкової поліритмії до роботи на вузькій смузі частот або поява правильних групових розрядів в діапазоні 4...7 Гц. Це є основою утворення голограми, тобто формування пам'ятного сліду. Голографічну теорію пам'яті можна представити так:
1. Для запису і відтворення зображення необхідне монохроматичне світло, що забезпечує чіткість зображення. Фізіологічні дані свідчать про те, що у випадку, якщо мозок повинен зафіксувати сліди збудження від біологічно значущих подразнень або відтворити ці сліди для організації адекватної реакції на стимул, у величезній масі нейронів різних мозкових структур виникають впорядковані потоки імпульсації. Кожний з активних нейронів починає працювати в якійсь вузькій смузі частот, що аналогічно дії монохроматичного світла.
2. Друга властивість голограми — необхідність для отримання зображення взаємодії двох потоків світла — опорного і відображеного проміння — аналогічно процесу замикання тимчасового зв'язку, тобто зустрічі і взаємодії (конвергенції) двох збуджень (від умовного і безумовного стимулів) на полімодальних нейронах.
За даними Р. І. Шульгиної (1978), при замиканні тимчасового зв'язку відбувається конвергенція впорядкованих вузькосмугових потоків імпульсації взаємодіючих нейронів. Передбачається, що впорядковану (неспецифічну) імпульсацію, яка генералізовано виникає в різних структурах мозку спочатку при дії підкріплення, а після ряду поєднань — і у відповідь на умовний сигнал, можна розглядати як аналог опорного променя голограми, а модально-специфічну форму імпульсації — як аналог
відображеного променя, властивості якого при утворенні голограми визначаються не тільки властивостями цього променя, але і самого предмету.
Реакції, що виникають при взаємодії специфічних і неспецифічних впливів, ймовірно, фіксуються в нервових елементах аналогічно голографічній фіксації результату взаємодії опорного і відображеного проміння в чутливих елементах фотопластини. Адже відомо, що краще всього запам'ятовуються ті предмети або явища, які супроводяться при сприйнятті пильною увагою, підвищеною емоційною активністю.
3. Наступна властивість голограми — це можливість фіксації на одній і тій же пластинці декількох зображень, які надалі можуть відтворюватися окремо, не заважаючи одне одному. Це обумовлено записом зображення при використовуванні різних частот монохроматичного світла.
Цілком імовірно, що формування функціональної системи нейронів також обумовлено їх реагуванням на певну смугу частот.
Таким чином, якщо правомочне припущення про аналогію опорного променя з неспецифічною, а відображеного — із специфічною активацією, то утворення голограми має багато загального з реальним процесом замикання тимчасового зв'язку на основі взаємодії впорядкованих потоків імпульсації.