1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Біологія
  3. Як працює механізм пам’яті

Як працює механізм пам’яті

До теперішнього часу залишається загадкою, як працює механізм пам’яті.

Людський мозок – творіння природи

Природа – великий майстер, який створив безліч найдосконаліших речей. Дивовижні непереборна твердість алмазу, прекрасний аромат троянди. Але найдивніше з усіх творінь природи, безперечно, людський мозок. Людина вже навчилася штучно відтворювати кристалічну решітку алмаза, він вміє ювелірно управляти розщепленням атомних ядер, дотягнувся рукою приладів до сусідніх планет, але і сьогодні він ще дуже мало знає про те, як працює його мозок.

Людський мозок – творіння природи. Людина не знає, як народжується думка; як запам’ятовується чотиривірш; як з безодні незліченних вражень покірна пам’ять в потрібний момент піднімає на поверхню саме те враження, яке необхідно.

Гіпотеза електричної пам’яті

Був час, коли вчені вважали, що запам’ятовування, збереження інформації пов’язано зі змінами форми і розмірів нервових клітин мозку. У 1920 році було встановлено, що в мозку протікають інтенсивні електричні процеси. Відразу ж виникла гіпотеза електричної пам’яті. Сенс цієї гіпотези: що надходить в мозок інформація записується у вигляді електричних ланцюгів, що охоплюють ті чи інші системи нервових клітин. У цих стійких ланцюгах, в цих зв’язках і записано все те, що знає і пам’ятає людина. Електрична гіпотеза протягом тривалого часу здавалася найбільш вірогідною. Вона добре підтверджувалася тим, що в людському мозку безперервно підтримується електрична активність, проте з часом з’явилися нові факти, пояснити які ця гіпотеза виявилася безсилою. У 1940 році американський вчений Карл Лешли завдав електричної гіпотезі пам’яті смертельний удар. Лешли розсікав ланцетом поверхню мозку на окремі шматки, при цьому, звичайно, повинні були розірватися і ланцюги пам’яті. Але виявилося, що пам’ять майже не постраждала. Значить, її суть не в електричних ланцюгах, що зв’язують клітини. Так в чому ж?

Роль ДНК в роботі механізму пам’яті

Сорокові і п’ятдесяті роки XX століття відзначені блискучими успіхами генетики. Була доведена вирішальна роль молекул нуклеїнової кислоти особливого виду, так званої ДНК, в механізмі спадковості. Послідовністю окремих ланок, складових довгий ланцюг молекули цієї кислоти, записується, як буквами в рядку, інформація, яка передається від батьків до дітей.

ДНК – дезоксирибонуклеїнової кислоти. І перед вченими постало питання: а чи не подібним чи способом записується в нервових клітинах мозку і не передається у спадок інформація? Як завжди, суддею гіпотези виступив досвід. І навіть не один, а ціла серія дослідів. Ці досліди привернули загальну увагу. І всі вони переконливо підтвердили: так, припущення вчених справедливі.

Експеримент з планаріями

Співробітники Мічіганського університету в США експериментували з планарій – плоскими черв’яками, що стоять за своєю організацією на одній з нижчих щаблів еволюції. Планарий висвітлювали, а потім слідував удар електричним струмом. У піддослідних виникав умовний рефлекс: вони запам’ятовували, що за променем світла слід неприємне відчуття, і починали різко повертати голову, як тільки на неї падав промінь світла. Навчених планарій розрізали на частини. Черви не гинули. У головній частині незабаром виростав хвіст, у хвостовій – голова. Через деякий час дочірніх планарий висвітлили таким же чином, як і їх батьків. Те, що від цього здригнулися планарії, які виросли з головних частин, дивним не було. Але точно так само здригнулися і планарії, які виросли з хвостових частин! Тоді вчені поставили ще один досвід. Вони годували ненавчених планарий навченими побратимами. Виявилося, що планарії – канібали набагато швидше опановують наукою, ніж контрольна група черв’яків. Значить, якісь елементи, в яких записана інформація, перейшла з їжі в їх організм. Які ж? З міркувань біологи вирішили, що це можуть бути тільки молекули іншого виду нуклеїнових кислот, так званої РНК. Адже якби це було ДНК, відповідальна за спадкову пам’ять, то у спадок передавалася б будь-яка засвоєна організмом інформація.

Дослід з молекулою РНК в механізмі пам’яті

Вирішальний досвід поставила група вчених Каліфорнійського університету під керівництвом доктора А. Джекобсон. У групи щурів був вироблений умовний рефлекс: їх годували тільки після того, як щури чули звук клацання. Скоро щури привчилися, почувши клацання, кидатися по складній доріжці до годівниці. Потім з клітин мозку цих навчених щурів виділили РНК і впорснули щурам другої групи, яких нічому не вчили. Через п’ять годин після ін’єкції щури контрольної групи почали реагувати на звук клацання так, немов вони пройшли відповідний курс підготовки. Вчені були вражені. Адже в трохи мутнуватої рідини за склом шприца плавали молекули, в яких була записана інформація, пам’ять!

Інша група дослідів в механізмі запису інформації

Інша група цікавих дослідів була проведена шведським вченим Хольгер Хіден. Він навчив щурів знаходити в лабіринті найкоротший шлях, що веде до їжі. Потім тваринам було введено спеціальне хімічна речовина, яка гальмує діяльність РНК. Щури зберегли придбане раніше знання, хоча навчити їх чого б то не було новому стало тепер зовсім неможливо.

Значить, РНК є проміжною ланкою в механізмі запису інформації, її тимчасовим зберігачем, а не носієм, так би мовити, пером, яким пишуть, а не папером, яка зберігає написане.

Робота механізму пам’яті

Як працює механізм пам’яті? Ще дуже важко відповісти на це питання з усіма подробицями, у всіх деталях. Безпосереднє дослідження нервових клітин мозку показало, що під час роботи протоплазма клітин як би розріджується. У них починається інтенсивний синтез білкових речовин і нуклеїнових кислот. Як відомо, цей синтез білків здійснюється по командам ДНК. Передачу команд білку здійснюють молекули РНК. Механізм цей ретельно вивчався в наукових лабораторіях багатьох країн. Зокрема, цікава гіпотеза про механізм введення в клітину інформації була розроблена академіком П. К. Анохіним. Разом зі своїми співробітниками він звернув особливу увагу на так звані синапси – пункти контакту нервових волокон з нервовими клітинами, на ті ворота, через які порушення потрапляють з нервових волокон в нервові клітини. Нервова клітина кори головного мозку може мати до кількох тисяч синапсів. Ще порівняно недавно в науці панувала думка, що синапси однорідні за своїм устроєм і хімічним складом. Досліди, проведені в лабораторії П. К. Анохіна, показали, що синапси структурно і хімічно різнорідні. Завдяки хімічної різнорідності синапсів збудження, яке прийшло через певний синапс в клітку, викликає властиву лише йому ланцюг хімічних реакцій в протоплазмі – ланцюг, що веде в РНК. Порушення, прийняте іншим синапсом, викликає іншу ланцюг хімічних реакцій, але і вони також призводять до пунктів, де міститься РНК. Звичайно, процеси ці тривають соті частки секунди. Якщо порівняти синапси нервової клітини з клавішами друкарської машинки. При цьому друкарка натискає саме ту букву, яка їй потрібна, а ось як відповідне збудження знаходить саме свій синапс – сказати поки важко. Клавіші пускають у хід важеля механізм – і буква надруковано на папері. Порушення синапсу пускає в хід хімічний механізм, дія якого завершується, мабуть, змінами в РНК, а за ними слід репродукування відповідного білка. Інформація видрукувана в пам’яті …

Це поки ще не повна відповідь на питання, як працює механізм пам’яті. Цей механізм не можна уявити собі без урахування взаємодії незліченних систем нервових клітин. Але розшифровка цього процесу, одного з найзагадковіших в природі, триватиме з усе зростаючим прискоренням.

РНК в клітинах мозку

Хольгер Хиден брав проби мозку у осіб, які загинули під час нещасних випадках, і піддав ці проби аналізу на РНК. Виявилося, що кількість РНК в клітині знаходиться в прямій залежності від віку людини. У новонароджених вміст цієї нуклеїнової кислоти дуже невелика. Найбільше РНК містять клітини людей у ​​віці від трьох до сорока років. Потім кількість РНК знову різко скорочується, досягаючи в кінці кінців рівня новонароджених. Вчений припустив, що змістом РНК визначається кількість інформації, яке може бути засвоєно мозком. Звідси зовсім недалеко до чисто практичних висновків. І вчені різних країн світу продовжують робити досліди по використанню РНК для поліпшення пам’яті людей похилого віку. Хворим старечим ослабленням пам’яті роблять щодня ін’єкції РНК. За наявними повідомленнями, ці досліди дали позитивні результати.

Перспективи у вивченні роботи пам’яті

Ну а які ж перспективи у вивченні питання, як працює механізм пам’яті? Вони можуть бути блискучими. З’ясування роботи механізму пам’яті і його окремих ланок, ймовірно, дасть можливість інтенсифікувати процес запам’ятовування, прискорити і полегшити навчання. На яке з ланок механізму запам’ятовування буде здійснено вплив, сказати сьогодні важко. Навряд чи справа обмежиться елементарними ін’єкціями РНК.

Внесення в мозок знань в готовому вигляді

Ще більш приваблива ідея внесення в мозок знань в готовому вигляді. Адже якщо буде розшифрований код пам’яті РНК то, можна буде створити штучно такі записи, як комп’ютерні програми. Чи складно синтезувати довгі молекули РНК з такою точністю? Так, зрозуміло, складно. Але не неможливо. Адже складно було навчитися синтезувати і молекулу інсуліну, а сьогодні синтетичний інсулін можна купити в будь-якій аптеці. Так чому не брати до уваги можливим, що в аптеках майбутнього продаватимуть набори флаконів з РНК? В одних виявиться записаний повний курс геометрії, в інших – опору матеріалів, по-третє – квантової механіки.

Передача пам’яті у спадок

Не менш фантастична, але також абсолютно наукова і інша можливість – передача пам’яті у спадок. Уявляєте, як спроститься процес пізнання, здійснити ця можливість! Як порівняно небагато треба буде «доучувати» кожному наступному поколінню, як рано зможе кожна людина включитися в творче життя.

Передача пам’яті у спадок. Всі ці ідеї знаходяться поки поза межами точного наукового прогнозування. Але з огляду на стрімкий темп розвитку сучасної науки, можна сміливо стверджувати, що вже найближчими роками або перенесуть їх у плани робіт наукових інститутів, або відкинуть зовсім. А це означає, що кілька найближчих десятиліть перетворить їх в повсякденну реальність. Зауважимо, однак, і ще одне. Так, розгадка того, як працює механізм пам’яті буде мати величезне значення і величезні практичне використання. Але це ще не буде розгадкою механізму мислення, ще одним напрямком на шляху пізнання роботи мозку, найзагадковішого з створінь природи на шляху еволюції, в якому залишається ще залишиться дуже багато загадок.

ПОДІЛИТИСЯ: