Психофизиология памяти - физиологические теории и биохимические исследования памяти

Оглавление:

Наиболее важным свойством всех биологических объектов, включая человека, является способность записывать следы прошлых событий и использовать эти следы для организации поведения. Постепенное усложнение человеческого поведения происходит за счет накопления индивидуального опыта, за который «отвечает» память.

Память — это последовательность сложных нейронных процессов, участвующих в получении, хранении, забывании и воспроизведении информации. След, оставленный в памяти явлением (событием), называется энграммой. В памяти выделяют следующие основные процессы: запоминание, сохранение, воспроизведение и забывание. В центре памяти находятся процессы отражения субъектом объективной реальности и фиксации следов отражения. Сохранение следов этого отражения связано с возникающими изменениями в нейронных образованиях (ансамблях нейронов — нейроцитах). Использование запоминания в будущей деятельности требует воспроизведения. Утрата определенного материала из деятельности приводит к его забвению.

Изучение психологических аспектов проблемы памяти было начато Г. Эббингаузом (1850-1909) в 1885 году на материале запоминания и забывания слов. В ходе многочисленных экспериментов была обнаружена монотонная экспоненциальная закономерность уменьшения количества слов, хранящихся в памяти. В науке признается несколько классификаций памяти в соответствии с различными критериями.

кратковременная, долговременная и оперативная память. Эти виды памяти отличаются продолжительностью хранения информации. Кратковременная память фиксирует следы недавнего воздействия. Долговременная память позволяет сохранять воспоминания в течение нескольких дней, лет и даже десятилетий. Оперативная память — это информация, временно хранящаяся в долговременной памяти и используемая (обновляемая) человеком при необходимости (например, оператор при возникновении нештатной ситуации вспоминает инструкцию по действиям в особых случаях, которая ему раньше не требовалась).

Объяснение механизмов функционирования форм кратковременной и долговременной памяти основано на предположении о различных нейрофизиологических, молекулярных, биохимических и морфофункциональных основах энграммы (следа памяти) на разных этапах ее жизни. Предполагается, что след памяти проходит два этапа в своем формировании — этап кратковременной памяти и затем этап долговременной памяти.

След кратковременной памяти длится ограниченный промежуток времени (возможно, не более нескольких минут), а след долговременной памяти длится время, сравнимое с человеческой жизнью. Физиологическим механизмом следа в кратковременной памяти является так называемая реверберация электрической активности по замкнутым нейронным цепям. Когда на один и тот же стимул воздействуют многократно (что происходит при запоминании материала), формируется замкнутый «клеточный ансамбль». Электрические импульсы многократно проходят через цепочку нейронов, и этот процесс называется реверберацией.

Реверберация, которая длится в течение определенного времени, приводит к морфофункциональным и биохимическим изменениям в синапсах (термин буквально означает «объятие» — место передачи нервного возбуждения от одного нейрона к другому). Это называется консолидацией памяти, которая является основой долговременной памяти. Повторное использование одних и тех же синаптических контактов улучшает проведение импульсов и приводит к образованию специфических белков (нейропептидов памяти). Эти результаты исследований стали основой для развития различных теорий памяти. Другая точка зрения заключается в том, что память является унитарным свойством и поэтому не может быть разделена на кратковременную и долговременную память.

Физиологические теории и биохимические исследования памяти

Физиологические теории.

нейрофизиологическая теория. Суть этой теории заключается в том, что нейроны образуют замкнутые цепи, по которым происходит движение нервных импульсов. Облегчается повторная передача нервных импульсов по одним и тем же нейронным путям. Это обеспечивается изменениями в синапсах (синапс — место контакта между нейронами). Чем чаще нервное возбуждение проходит по одним и тем же нейронным цепям (а это происходит, когда в момент формирования памяти существует длинная и яркая замкнутая цепь), тем легче провести возбуждение по этой цепи снова. Поэтому у этой теории есть еще одно название — теория нейронных паттернов.
2.Другая теория в рамках физиологического подхода направлена на объяснение механизма кратковременной и долговременной памяти. Согласно этой теории, запоминание происходит в два этапа. На первом этапе в нейронах происходит обратимая электрохимическая кратковременная реакция, длящаяся секунды или минуты. Считается, что он является основой кратковременной памяти. Некоторые авторы считают, что стадия кратковременной памяти длится около часа. Это было доказано экспериментами: Материал, усвоенный за час до удара током, сохраняется в памяти, тогда как то, что было усвоено за 40 или 20 минут, полностью исчезает. Второй этап, опирающийся на первый, представляет собой необратимую биохимическую реакцию. В то же время в клетках происходят необратимые химические изменения, которые являются основой долговременной памяти.

Биохимические исследования. «Молекулы памяти». Первые гипотезы, связывающие запоминание информации с биохимическими изменениями в нейронной ткани, возникли на основе известных экспериментов Г. Хидена в 1960-х годах, которые показали, что формирование следов памяти сопровождается изменением свойств РНК и белков в нейронах. Было установлено, что стимуляция нейрона увеличивает содержание в нем РНК и оставляет долговременные биохимические следы, которые информируют о способности клетки реагировать на повторное воздействие тех же стимулов. Таким образом, было установлено, что РНК играет важную роль в механизмах формирования и хранения следов памяти. Однако в более поздних работах было показано, что ДНК играет главную роль в консолидации энграмм памяти, которые могут служить не только для хранения генетической, но и приобретенной информации, а РНК обеспечивает передачу специфического информационного кода. Было даже высказано предположение, что неспособность зрелых нейронов к делению должна предотвращать разрушение приобретенной информации, хранящейся в ДНК нейрона. Эти выводы получили большой научный и общественный резонанс. Например, некоторые исследователи были взволнованы идеей улучшения памяти путем введения этих биохимических компонентов в рацион питания. Однако, учитывая, что такие большие молекулы расщепляются на составляющие их аминокислоты в кишечнике, прежде чем попасть в метаболизм потребителя, надежных результатов здесь получить не удалось.Другим примером той же логики были попытки передачи («переноса памяти») от обученных животных к необученным.

Развитие восприятия, памяти и внимания

Дети приходят в школу с достаточно развитыми перцептивными процессами, характеризующимися высокой остротой зрения и слуха, свободной ориентацией в цвете и направлении, но в контексте учебной деятельности восприятие детей сводится к узнаванию и называнию формы и цвета. Зрительная проекционная кора, нейронный аппарат которой настроен на прием и анализ физических свойств стимула, преимущественно вовлечена в оперирование контурно-контрастными границами из-за функционирования рецептивных полей, отвечающих за эту операцию. У детей этого возраста сильна специализация заднеассоциативных полей коры головного мозга.

Переход перцептивной системы на качественно иной уровень организации расширяет возможности анализа и распознавания зрительных стимулов. У первоклассника нет систематического анализа воспринимаемых свойств и качеств объекта. К 6-7 годам можно разработать стандарты для распознавания стимулов значительной сложности, таких как серия хаотично расположенных черно-белых квадратов. В возрасте 3-4 лет такая операция нецелесообразна. Когда даются задания, требующие идентификации и категоризации объекта, к 7 годам, и особенно к 9-10 годам, не только задние, но и передние области коры — фронтальные области, участвующие в оценке значения стимула и классификации — вовлекаются специализированным образом.

Специализация проективных, заднеассоциативных и переднеассоциативных областей при осуществлении анализа, запоминания, распознавания и классификации обеспечивает высокую разрешающую способность перцептивной функции, возможность восприятия новых сложных объектов, развитие соответствующих эталонов, что способствует существенному обогащению индивидуального опыта. Этан перехода перцептивной системы на другой уровень организации считается чувствительным периодом для развития информационных процессов, лежащих в основе когнитивной деятельности. Качественные изменения в перцептивной системе коррелируют со значительными трансформациями в нейронной организации проекционной зоны и ассоциативных областей коры головного мозга.

Запоминание и распознавание геометрических фигур в этом возрасте соответствует взрослому типу, идентификация и различение букв все еще затруднены. Инвариантность распознавания в перцептивной области достигает высокого уровня до 6 лет, когда начинается дифференциация этой способности по отношению к сенсорным и семантическим знаковым стимулам (буквы и цифры). Трудности в идентификации букв могут быть связаны с отсутствием стандартов в перцептивной памяти. Умение сравнивать буквы с перцептивным эталоном ускоряет процесс их идентификации, что важно для развития навыка чтения.

В возрасте 7 лет механизмы категоризации все еще отличаются от взрослых. В возрасте 6-7 лет правое полушарие выполняет полное описание объекта, как у взрослых. Левое полушарие характеризуется определенными возрастными особенностями: Оно функционирует подобно правому полушарию в категоризации. Механизмы, ответственные за присущую взрослому человеку полушарную дихотомию процесса категоризации, созревают в течение длительного периода индивидуального развития, выходящего за рамки младшего школьного возраста. К 12-15 годам слуховая чувствительность достигает, а иногда и превышает уровень взрослых. Острота слуха наиболее высока в возрасте от 14 до 19 лет и снижается с возрастом.

Основным направлением развития восприятия является развитие наблюдательности и формирование представления о свойствах объекта.

Память, ее основные формы и характеристики

Память — способность живых существ фиксировать и хранить информацию, что приводит к изменению поведения в процессе обучения.

Биологическая память — это способность живых существ (или их популяций) воспринимать воздействия извне, фиксировать, хранить и впоследствии воспроизводить вызванные этими воздействиями изменения функционального состояния и структуры. Он определяется как фундаментальное свойство живой материи воспринимать, хранить и воспроизводить информацию.

Энграмма — это след памяти, сформированный в результате обучения.

На основании стадий развития различают генетическую, иммунологическую и неврологическую память. Генетическая память — это память о структурной и функциональной организации живой системы как представителя конкретного биологического вида. Носителями генетической памяти являются нуклеиновые кислоты — ДНК, РНК. Иммунологический: способность иммунной системы усиливать защитную реакцию организма на повторное вторжение в организм генетически чужеродных тел (вирусов, бактерий и т.д.). Он появляется позже в эволюции, чем генетический.

Неврологическая (нейронная) память состоит из совокупности сложных процессов, обеспечивающих формирование адаптивного поведения организма. Он основан на способности нервной системы хранить информацию в течение длительного периода времени. В эволюции этот тип памяти возник в связи с дифференциацией нервной системы.

В неврологической памяти можно провести различие между генотипической (врожденной) и фенотипической памятью. У высших животных генотипическая память обеспечивает формирование безусловных рефлексов, импринтинг и различные формы врожденного поведения, которые играют роль в адаптации и выживании вида; фенотипическая память является основой адаптивного индивидуального поведения, которое формируется в результате обучения. Механизмы фенотипической памяти позволяют хранить и извлекать информацию, полученную в течение жизни в процессе индивидуального развития.

Темпоральная организация памяти — это последовательность развивающихся во времени, качественно различных процессов, которые приводят к фиксации приобретенного опыта. Важным является учет фактора времени при запоминании. По временной организации различают сенсорную, кратковременную, промежуточную и долговременную память.

Сенсорная (иконическая, эхолокационная) память характеризуется наименьшим периодом времени, в течение которого информация сохраняется в виде сенсорных следов после активного стимула. Его способность к зрительному стимулу составляет девять позиций в течение 250 мс; к звуковому — около 12 с, он непроизволен и кратковременен. Кратковременная память — это следующий этап формирования энграммы с временным разрешением до 10 мин. Информация хранится для обработки и отбора наиболее важной для организма информации в данный момент времени. Кратковременная память нестабильна и подвержена помехам. Промежуточная (лабильная) память имеет временное разрешение до 30 мин и позволяет избирательно удерживать информацию в течение времени, необходимого для выполнения текущей деятельности. Долговременная память — это вид памяти, который позволяет удерживать и хранить информацию в течение длительного, практически неограниченного времени, сохранять навыки.

Помимо классификации памяти по временным характеристикам, существуют и другие классификации, основанные на различных способах ее организации. Процедурная (имплицитная) память — это память о действиях, она формируется непроизвольно, требует многочисленных повторений, сохраняет. Она хранит информацию о причинно-следственных связях между событиями, но уменьшается без подкрепления. Декларативная (эксплицитная) — память о людях, предметах, событиях, основана на операциях с понятиями. Оно произвольно, поскольку предполагает наличие знаний о хранимом объекте. Непроизвольная память проявляется в тех случаях, когда нет конкретной задачи запомнить информацию.

Психофизиология памяти и научения

Одним из основных свойств нервной системы является способность длительное время хранить информацию о внешних событиях. По определению, память — это особая форма психического отражения действительности, которая заключается в фиксации, хранении и последующем воспроизведении информации в живой системе. Согласно современным представлениям, память хранит не отдельные элементы информации, а всю систему знаний, что позволяет всей живой системе схватывать, хранить и использовать огромный запас информации для эффективной адаптации к окружающему миру.

Память как результат обучения связана с такими изменениями в нервной системе, которые сохраняются в течение некоторого времени и существенно влияют на дальнейшее поведение живого существа. Комплекс таких структурных и функциональных изменений связан с процессом формирования энграмм — то есть следов памяти.

Память также служит своеобразным фильтром информации, поскольку обрабатывает и хранит лишь малую часть от общего числа стимулов, воздействующих на организм. Без отбора и замены информации из памяти живое существо было бы, образно говоря, «затоплено» бесконечным потоком стимулов, поступающих извне. Последствия этого будут такими же катастрофическими, как и отсутствие обучения и памяти.

Классификация типов памяти. Память пронизывает все аспекты человеческого существования и имеет различные формы и уровни проявления и функционирования.

Выделяют следующие элементарные виды памяти: привыкание, сенсибилизация, временная связь (условный рефлекс). Привыкание проявляется в постепенном снижении реакции при повторном предъявлении стимула. Привыкание всегда сопровождается ослаблением ориентационной реакции. Сенсибилизация — это процесс, противоположный привыканию. Это проявляется в снижении порога стимуляции при предъявлении стимулов. В результате сенсибилизации организм начинает реагировать на ранее нейтральный стимул. По мнению И.П. Павлова, физиологической основой памяти является условный рефлекс как акт образования временной связи между стимулом и реакцией.

Кратковременная память. Время хранения информации в кратковременной памяти составляет около 10 — 30 с, при повторах — дольше. Объем КМП довольно ограничен, представлен общеизвестным числом Миллера 7 ± 2 единицы. Однако, увеличив размер единиц памяти (например, используя символ или знак вместо отдельных слов), можно значительно увеличить объем. Информация может переходить из иконической и долговременной памяти в кратковременную.

Долговременная память. Информация переносится из кратковременной памяти в долговременную; этот процесс называется консолидацией. Продолжительность хранения в ВЭП бесконечна, количество хранимого материала велико, возможно, неограниченно.

+Подобная временная типология памяти подтверждается экспериментами с животными, в которых было показано, что память ухудшается, когда за шоком сразу же следует электросудорожный шок (ЭСК). Считается, что ЭКС ухудшает передачу информации из кратковременной памяти в долговременную. Точно так же травма, полученная человеком, не сразу влияет на воспроизведение событий, но уже через несколько минут человек не может точно вспомнить все обстоятельства происшествия.

На странице курсовые работы по психологии вы найдете много готовых тем для курсовых по предмету «Психология».

Здесь темы рефератов по психологии

Читайте дополнительные лекции: