الذاكرة: الآليات العصبية الكيميائية للذاكرة

على الرغم من أن الآليات الجزيئية لعمل خلية عصبية واحدة قد تمت دراستها في العديد من مظاهرها ، وتمت صياغة مبادئ تنظيم الاتصالات الداخلية ، فإنه لا يزال من غير الواضح كيف أن الخصائص الجزيئية للخلايا العصبية توفر التخزين والتناسل وتحليل ذاكرة المعلومات.

حقيقة أن المعرفة المكتسبة (وكذلك المبادئ الأخلاقية) ليست موروثة، والأجيال الجديدة أن تتعلم منهم مرة أخرى، يشير إلى أن التعلم هو عملية إنشاء الاتصالات عصبون جديدة وتخزين المعلومات المقدمة من قدرة الدماغ على إعادة إنتاج هذه الروابط حسب الضرورة (لتنشيط منهم). ومع ذلك ، فإن الكيمياء العصبية الحديثة ليست قادرة بعد على تقديم نظرية ثابتة تصف كيف يتم تحليل عوامل العالم الخارجي في الدماغ الحي. يمكن للمرء فقط تحديد المشاكل التي يعمل عليها علماء من مناطق مختلفة من علم الأعصاب على نحو مكثف.

تقريبا جميع أنواع الحيوانات قادرة على تحليل التغيرات في البيئة الخارجية بدرجة أكبر أو أقل والاستجابة المناسبة لها. في هذه الحالة ، غالباً ما يكون رد الفعل المتكرر للجسم على التأثيرات الخارجية مختلفًا عن التصادم الأول. توضح هذه الملاحظة أن الأنظمة الحية لديها القدرة على التعلم. لديهم ذاكرة تحافظ على التجربة الشخصية للحيوان ، والتي تشكل ردود فعل سلوكية ويمكن أن تختلف عن تجربة الأفراد الآخرين.

الذاكرة البيولوجية متنوعة. إنه ملازم ليس فقط في خلايا المخ. ذاكرة الجهاز المناعي ، على سبيل المثال ، لفترة طويلة (في كثير من الأحيان للحياة) تحافظ على معلومات حول المستضد الأجنبي مرة واحدة في الجسم. عندما تعيد الاستجابة ، يقوم الجهاز المناعي بتشغيل رد فعل مضاد يسمح لك بالتغلب بسرعة وفعالية على العدوى. ومع ذلك ، فإن جهاز المناعة "يعرف" كيفية الاستجابة لعامل معروف ، وعند مواجهة عميل غير معروف ، يجب عليه تطوير استراتيجية السلوك من جديد. يمكن تدريب الجهاز العصبي ، خلافا لنظام المناعة ، على وضع استراتيجية للسلوك في الظروف الجديدة ، استنادا إلى "تجربة الحياة" ، مما يجعل من الممكن تطوير استجابة فعالة لمحفز غير معروف.

القضايا الرئيسية التي يجب أن تتلقى ردا في دراسة الآليات الجزيئية للذاكرة هي التالية: التغيرات الأيضية التي تحدث في الخلايا العصبية عند مواجهة حافز خارجي، والسماح للحفاظ على المعلومات لأغراض محددة الزمن (طويلة في بعض الأحيان). في أي شكل يتم تخزين المعلومات الواردة ؛ كيف يتم تحليلها؟

في عملية التعلم النشط ، التي تحدث في سن مبكرة ، هناك تغييرات في بنية الخلايا العصبية ، وزيادة كثافة الاتصالات متشابك ، وزيادة نسبة الخلايا الدبقية والعصبية. من الصعب التمييز بين عملية نضج الدماغ والتغييرات الهيكلية ، والتي هي ناقلة جزيئية للذاكرة. ومع ذلك ، من الواضح أنه من أجل التطوير الكامل للذكاء ، من الضروري حل المهام التي تطرحها البيئة الخارجية (تذكر ظاهرة ماوكلي أو مشاكل التكيف مع الحياة في طبيعة الحيوانات المزروعة في الأسر).

في الربع الأخير من القرن العشرين. أجريت محاولات لدراسة بالتفصيل الخصائص المورفولوجية للدماغ من آينشتاين. ومع ذلك ، كانت النتيجة مخيبة للآمال إلى حد ما - لم يتم الكشف عن أي سمات تميزه عن دماغ الدماغ المتوسط الحديث. الاستثناء الوحيد هو زيادة (غير هامة) معينة من نسبة الخلايا العصبية والعصبية. هل هذا يعني أن العمليات الجزيئية للذاكرة لا تترك أي آثار مرئية في الخلايا العصبية؟

من ناحية أخرى ، ثبت منذ وقت طويل أن مثبطات توليف الحمض النووي لا تؤثر على الذاكرة ، في حين أن مثبطات النسخ والترجمة تعيق عمليات الذاكرة. هل هذا يعني أن بعض البروتينات في الخلايا العصبية في الدماغ هي حاملات ذاكرة؟

تنظيم الدماغ هو أن الوظائف الرئيسية المرتبطة بتصور الإشارات الخارجية وردود الفعل عليها (على سبيل المثال ، مع تفاعل الحركة) موضعية في أجزاء معينة من القشرة الدماغية. ثم يجب أن يكون تطوير التفاعلات المكتسبة (المنعكسات المشروطة) "إغلاقًا للسندات" بين المراكز المقابلة للقشرة. الضرر التجريبي لهذا المركز يجب أن يدمر ذاكرة هذا المنعكس.

ومع ذلك ، فقد جمعت الفسيولوجيا العصبية التجريبية الكثير من الأدلة على أن ذاكرة المهارات المكتسبة يتم توزيعها على أجزاء مختلفة من الدماغ ، ولا تتركز فقط في المنطقة المسؤولة عن الوظيفة المعنية. أظهرت التجارب مع اضطراب جزئي في القشرة المخية في الفئران المدربة لتوجيه نفسها في المتاهة أن الوقت اللازم لاستعادة المهارة المتقطعة يتناسب مع حجم التدمير ولا يعتمد على توطينها.

على الأرجح ، تطوير السلوك في المتاهة ينطوي على تحليل مجموعة كاملة من العوامل (حاسة الشم والذوق والبصرية) ، ويمكن أن تقع مناطق الدماغ المسؤولة عن هذا التحليل في مناطق مختلفة من الدماغ. وهكذا ، على الرغم من وجود جزء معين من الدماغ لكل عنصر من عناصر الاستجابة السلوكية ، فإن التفاعل العام يتحقق عندما يتفاعلون. ومع ذلك ، في الدماغ ، تم العثور على الإدارات التي ترتبط وظيفتها مباشرة بعمليات الذاكرة. وهو عبارة عن قرن آمون ومُجمّع لولبي ، فضلاً عن نوى خط الوسط في المهاد.

يطلق على مجموعة من التغييرات في الجهاز العصبي المركزي ، المرتبطة بتثبيت المعلومات (الصورة ، ونوع السلوك ، وما إلى ذلك) ، علماء الأعصاب angram. الأفكار الحديثة حول الآليات الجزيئية للذاكرة تشير إلى أن لا يتم تخزين مشاركة الهياكل الفردية من الدماغ في عملية التذكر وتخزين المعلومات في معين ن غرام، وفي تنظيم إنشاء وتشغيل الشبكات العصبية أداء يطبع، وتثبيت واستنساخ المعلومات.

بشكل عام، البيانات التي تم جمعها في دراسة ردود الفعل السلوكية والنشاط الكهربائي للدماغ، تشير إلى أن المظاهر السلوكية والعاطفية للحياة ليست محلية في مجموعة معينة من الخلايا العصبية في الدماغ، ويتم التعبير في تغيير تفاعلات عدد كبير من الخلايا العصبية التي تعكس عمل الدماغ كله باعتباره من نظام متكامل.

لوصف تدفق عملية تذكر المعلومات الجديدة بمرور الوقت ، غالبًا ما تستخدم مصطلحات المصطلحات قصيرة المدى والذاكرة طويلة المدى. في الذاكرة قصيرة المدى ، يمكن تخزين المعلومات من كسور من الثانية إلى عشرات الدقائق ، بينما في الذاكرة طويلة المدى ، يتم أحيانًا احتواء المعلومات طوال الحياة. لتحويل النوع الأول من الذاكرة إلى نوع آخر ، يلزم إجراء عملية دمج موحدة. في بعض الأحيان يتم تخصيصه إلى مرحلة منفصلة من الذاكرة الوسيطة. ومع ذلك ، فإن جميع هذه الشروط ، التي تعكس على الأرجح العمليات الواضحة ، لم يتم ملؤها بعد ببيانات كيميائية حيوية حقيقية.

أنواع الذاكرة وتشكيلها (بواسطة: Ashmarin ، 1999)

أنواع الذاكرة	مثبطات ، آثار
ذاكرة قصيرة المدى	الصدمات الكهربائية ، cholinolytics (الأتروبين ، scopolamine) ، galanin ، US1 (مقدمة لأجزاء محددة من الدماغ)
الذاكرة الوسيطة (الدمج)	مثبطات استقلاب الطاقة، ابائين، نقص الأكسجين، ومثبطات تخليق RNA والبروتينات (anisomycin، سيكلوهيكسيميد، بوروميسين، أكتينوميسين D، ريبونوكلياز)، والأجسام المضادة للبروتينات neurospecific (فاسوبريسين، البروتين B-100)، وحمض 2-أمينو-5-fosfornovalerianovaya (6- AGC)
ذاكرة طويلة المدى (مدى الحياة)	الموانع التي تنتهكها لا رجعة فيها غير معروفة. جزئيا تحول دون الأتروبين ، dioropropyl fluorophosphate ، scopolamine

[1], [2], [3], [4]

ذاكرة قصيرة المدى

يتم تحقيق الذاكرة على المدى القصير ، والتي تحلل المعلومات القادمة من مختلف الأجهزة الحسية ، ومعالجتها ، بمشاركة الاتصالات متشابكة. يبدو هذا واضحا ، لأن الوقت الذي تحدث فيه هذه العمليات غير قابل للتطبيق مع وقت تجميع الجزيئات الجديدة. ويتأكد ذلك من خلال القدرة على تثبيط الذاكرة قصيرة المدى عن طريق مثبطات متشابك ، وعدم الحساسية تجاه مثبطات تخليق البروتين والـ RNA.

تستغرق عملية الدمج وقتًا أطول ولا تتناسب مع فاصل زمني محدد بدقة (يستمر من عدة دقائق إلى عدة أيام). من المحتمل أن تتأثر مدة هذه الفترة بنوعية المعلومات وحالة الدماغ. المعلومات التي يراها الدماغ غير ضرورية لا تخضع لتوحيدها وتختفي من الذاكرة. ويبقى من الغموض كيف يتم تحديد مسألة قيمة المعلومات وما هي الآليات الكيميائية العصبية الحقيقية لعملية الدمج. إن مدة عملية الدمج تسمح لنا بأن نعتبر أنها حالة ثابتة للدماغ تقوم بشكل مستمر بتنفيذ "عملية التفكير". تشير الطبيعة المتنوعة للمعلومات التي تدخل إلى الدماغ للتحليل ، ومجموعة واسعة من الآليات المثبطة المختلفة لعملية التوطيد ، إلى أنه في هذه المرحلة ، تشارك مجموعة متنوعة من الآليات الكيميائية العصبية في التفاعل.

استخدام المركبات المشار إليها في الجدول كمثبطات لعملية الدمج يسبب فقدان الذاكرة (فقدان الذاكرة) في الحيوانات التجريبية - عدم القدرة على إعادة إنتاج المهارات السلوكية المتقدمة أو تقديم المعلومات التي تم الحصول عليها للاستخدام.

ومن المثير للاهتمام أن بعض المثبطات تظهر نفسها بعد تقديم المعلومات المحفوظة (فقدان الذاكرة الرجعي) ، وغيرها - عند تطبيقها في الفترة السابقة (فقدان الذاكرة التقدمية). التجارب المعروفة على نطاق واسع لتعليم الدجاج لتمييز الحبوب عن غير صالح للأكل ، ولكنها مشابهة في كائنات الحجم. مقدمة إلى دماغ تخليق بروتين الكتاكيت المانع من سيكلوهيكسيميد لم يتدخل في عملية التعلم ، لكنه منع بشكل كامل تثبيت المهارة. في المقابل ، فإن إدارة مثبطات Na pump (Na / K-ATPase) من ouabain تثبط بشكل كامل عملية التعلم دون التأثير على المهارات التي تشكلت بالفعل. وهذا يعني أن المضخة N تكون مشتركة في تكوين الذاكرة قصيرة المدى ، ولكنها لا تشارك في عمليات الدمج. وعلاوة على ذلك ، تشير نتائج التجارب مع سيكلوهيكسيميد إلى أن توليف جزيئات بروتين جديدة ضروري لتنفيذ عمليات الدمج ، ولكنه ليس ضروريًا لتكوين ذاكرة قصيرة المدى.

وبالتالي ، فإن التدريب أثناء تكوين الذاكرة قصيرة المدى يتضمن تنشيط عصبونات معينة ، وتوحيد - إنشاء شبكات داخلية طويلة الأمد ، لتدعيم التفاعل الذي يكون فيه توليف البروتينات الخاصة ضروريًا. ليس من المتوقع أن تكون هذه البروتينات حاملة لمعلومات محددة ، قد يكون تشكيلها "مجرد" حافزًا لتفعيل الاتصالات بين العصبية. كيف يؤدي التوحيد إلى تكوين ذاكرة طويلة المدى لا يمكن إزعاجها ، ولكن يمكن إعادة إنتاجها عند الطلب ، ولا يزال غير واضح.

في الوقت نفسه ، من الواضح أن خلق مهارة قوية هو قدرة سكان العصبونات على تكوين شبكة يصبح فيها إرسال الإشارات على الأرجح ، ويمكن أن تستمر قدرة الدماغ هذه لفترة طويلة. إن وجود إحدى هذه الشبكات الداخلية لا يمنع الخلايا العصبية من التورط في شبكات أخرى مماثلة. لذلك ، من الواضح أن القدرات التحليلية للدماغ كبيرة جدًا ، إن لم تكن غير محدودة. ومن الواضح أيضا أن إدراك هذه القدرات يعتمد على كثافة التدريب ، خاصة أثناء نضوج الدماغ في مرحلة ما قبل التكوين. مع التقدم في السن ، فإن القدرة على التعلم تقع.

يرتبط التعلم ارتباطًا وثيقًا بالقدرة على اللدونة - قدرة الاتصالات المتشابكة على التغيرات الوظيفية التي تحدث في عملية الأداء ، التي تهدف إلى تزامن النشاط العصبوني وإنشاء الشبكات العصبية. ويرافق تجانس اللدونة عن طريق توليف البروتينات المحددة التي تؤدي وظيفة معروفة (على سبيل المثال ، مستقبلات) أو غير معروفة. واحد من أعضاء هذا البرنامج هو بروتين S-100 المتعلقة annexin كشف في الدماغ وخاصة بكميات كبيرة (أنها حصلت على اسمها من القدرة على البقاء قابل للذوبان في التشبع بنسبة 100 في المائة من كبريتات الأمونيوم في الرقم الهيدروجيني محايدة). محتواه في الدماغ هو عدة مرات من حجم أكبر من الأنسجة الأخرى. يتراكم بشكل رئيسي في الخلايا الدبقية ويوجد بالقرب من الاتصالات متشابك. يبدأ المحتوى البروتيني لـ S-100 في الدماغ بزيادة 1 ساعة بعد التدريب ويصل إلى الحد الأقصى في 3-6 ساعات ، ويبقى عند مستوى عالٍ لعدة أيام. إدخال الأجسام المضادة لهذا البروتين في البطينات في الدماغ الفئران يعطل قدرة التعلم من الحيوانات. كل هذا يتيح لنا النظر في البروتين S-100 كمشارك في إنشاء الشبكات العصبية.

الآليات الجزيئية لدونة الجهاز العصبي

تُعرَّف مرونة النظام العصبي بأنها قدرة الخلايا العصبية على إدراك الإشارات من البيئة الخارجية التي تغير الحتمية الجسدية للجينوم. تنطوي اللدونة على إمكانية تغيير البرنامج الوظيفي لتفاعل العصبونات استجابة للتغيرات في البيئة الخارجية.

الآليات الجزيئية لللدونة متعددة. دعونا نعتبر الرئيسيين على سبيل المثال من نظام glutamatergic. في المشبك glutamatergic ، يتم العثور في وقت واحد مختلف المستقبلات ، على حد سواء الأيونية والموجه metabotropic. يؤدي إطلاق الغلوتامات في الشق المشبكي أثناء الإثارة إلى تنشيط مستقبلات الأيونية الخافضة للنشاط kainate و AMPA التي تسبب إزالة الاستقطاب للغشاء بعد المشبكي. في حجم إمكانات الغشاء المقابل لمستقبل الراحة ، لا يتم تفعيل مستقبلات NMDA عن طريق الغلوتامات لأن قنوات الأيونات الخاصة بها يتم حظرها. لهذا السبب ، لا تملك مستقبلات NMDA فرصة للتفعيل الفوري. ومع ذلك ، عندما يبدأ الغشاء المشبكي في الاستقطاب ، تتم إزالة أيونات الماغنسيوم من موقع الربط ، مما يزيد بشكل حاد من تقارب مستقبل الغلوتامات.

تفعيل مستقبلات YNMDA تسبب دخول الكالسيوم إلى المنطقة عبر القناة الايونية بعد المشبكي تابعة لمستقبلات الجزيء NMDA. ويلاحظ كمية الكالسيوم أيضا من خلال قنوات الكالسيوم الحساسة الجهد يتم تفعيلها بسبب تشغيل مستقبلات الغلوتامات kainate وAMPA. ونتيجة لذلك، عدد وافر من هذه العمليات في المنطقة بعد المشبكي منطقة الغشاء تزداد محتويات أيونات الكالسيوم. هذه إشارة ضعيفة جدا لتغيير النشاط للعديد من الإنزيمات التي تعتبر حساسة لأيونات الكالسيوم، ولكن كبيرة بما يكفي لتنشيط فسفوليباز C-الغشاء، حيث الركيزة هي phosphoinositol، وتتسبب في تراكم الفوسفات إينوزيتول وإينوزيتول-3-تفعيل fosfatzavisimogo إطلاق الكالسيوم من الشبكة الإندوبلازمية.

وبالتالي ، فإن تنشيط المستقبلات الأيونية لا يؤدي فقط إلى إزالة استقطاب الغشاء في المنطقة ما بعد المشبكية ، بل يخلق أيضًا ظروفًا لزيادة كبيرة في تركيز الكالسيوم المتأين. في غضون ذلك ، ينشط الغلوتامات في المنطقة المشبكية ومستقبلات metabotropic. ونتيجة لذلك ، يصبح من الممكن تنشيط البروتينات G المقابلة "المرفقة" لأنظمة المستجيبات المختلفة. يمكن تنشيط كينازات ، فسفرة الأهداف المختلفة ، بما في ذلك مستقبلات الأيونية ، التي تعدل نشاط هياكل القناة من هذه التشكيلات.

علاوة على ذلك ، توجد مستقبلات الغلوتامات أيضًا على الغشاء قبل المشبكي ، والذي لديه أيضًا فرصة للتفاعل مع الغلوتامات. ترتبط المستقبلات المتناحية في منطقة المشابك هذه بتنشيط نظام إزالة الغلوتامات من الشق المشبكي الذي يعمل على مبدأ إعادة امتصاص الغلوتامات. هذه العملية تعتمد على نشاط المضخة ، لأنها وسيلة نقل نشطة ثانوية.

يؤدي تنشيط مستقبلات NMDA الموجودة على الغشاء قبل المشبكي أيضًا إلى زيادة مستوى الكالسيوم المتأين في منطقة ما قبل التشابك للإنهاء المشبكي. يتزامن تراكم أيونات الكالسيوم مع دمج الحويصلات المشبكية مع الغشاء ، مما يسرع من إطلاق الوسيط في الشق المشبكي.

عندما يأتي المشبك سلسلة نبضات الإثارة والتركيز الكلي للأيونات الكالسيوم الحر هو ارتفاع مستمر، وتفعيل الكالسيوم يعتمد البروتياز calpain يمكن ملاحظة، الذي يشق احد من البروتينات الهيكلية fodrin اخفاء مستقبلات الغلوتامات ومنع تفاعلها مع الغلوتامات. وهكذا، وإطلاق سراح الناقل العصبي في الشق متشابك على الإثارة ويقدم مجموعة متنوعة من الاحتمالات، وتنفيذ والتي قد تؤدي إلى تعزيز أو تثبيط إشارة، أو لاعدام: المشبك يعمل على مبدأ متعدد المتغيرات وتنفيذها في كل مسار لحظة يعتمد على مجموعة متنوعة من العوامل المختلفة.

ومن بين هذه الإمكانيات ، الضبط الذاتي للمشبك من أجل أفضل إرسال للإشارة ، والذي تحول إلى تضخيم. هذه العملية تسمى التقوية طويلة الأجل (LTP). وهو يتألف من حقيقة أنه ، مع التحفيز لفترات طويلة عالية التردد ، ثبت أن استجابات الخلية العصبية للدوافع الواردة تعزز. هذه الظاهرة هي واحدة من جوانب اللدونة ، والتي تقوم على الذاكرة الجزيئية للخلية العصبية. ويرافق فترة التقوية طويلة الأجل زيادة الفسفرة لبعض بروتينات الخلايا العصبية بواسطة كينازات بروتينية محددة. إحدى نتائج زيادة مستوى أيونات الكالسيوم في الخلية هي تنشيط الإنزيمات المعتمدة على Ca (calpain ، phospholipases ، كينازات البروتين المعتمد على Ca-calmodulin). ترتبط بعض هذه الإنزيمات بتكوين أشكال نشطة من الأكسجين والنيتروجين (NADPH oxidase ، NO سينسيز ، إلخ). ونتيجة لذلك ، يمكن تسجيل تراكم الجذور الحرة في الخلايا العصبية المنشطة ، والتي تعتبر وسطاء ثانويين لتنظيم التمثيل الغذائي.

من النتائج المهمة ، ولكن ليس الوحيدة ، لتراكم الجذور الحرة في الخلايا العصبية هو تفعيل ما يسمى بجينات الاستجابة المبكرة. هذه العملية هي أسرع وأسرع استجابة عابرة لنواة الخلية لإشارة الجذور الحرة ، وتفعيل هذه الجينات يحدث في 5-10 دقائق ويستمر لعدة ساعات. تتضمن هذه الجينات المجموعات c-fos ، c-jun ، c-junB ، zif / 268 ، إلخ. ترميز العديد من العائلات الواسعة من بروتينات محددة نسجيًا.

تفعيل جينات الاستجابة الفورية يحدث بمشاركة العامل النووي NF-kV ، الذي يجب أن يخترق النواة من خلال الغشاء النووي لتحقيق عملها. ويعرقل اختراقه من حقيقة أن هذا العامل ، الذي هو dimer من اثنين من البروتينات (p50 و p65) ، هو في المجمع مع مثبط البروتين في السيتوبلازم وغير قادر على اختراق النواة. بروتين مثبط هو ركيزة للفسفرة بواسطة كيناز بروتين معين ، ومن ثم ينأى عن المجمع ، والذي يفتح الطريق لنواة NF-KB B. عامل التفعيل المساعد لبروتين كيناز هو بيروكسيد الهيدروجين ، لذا فإن الموجة الراديكالية الحرة ، التي تلتقط الخلية ، تتسبب في عدد من العمليات المذكورة أعلاه ، مما يؤدي إلى تنشيط جينات الاستجابة المبكرة. يمكن تنشيط c-fos أيضا أن يسبب توليف neurotrophins وتشكيل neurites والمشابك الجديدة. التآزر على المدى الطويل الناجم عن التحفيز عالي التردد في قرن آمون يؤدي إلى تفعيل zif / 268 ، بتشفير بروتين ربط الحمض النووي المرتبط بزنك Zn. يقوم مضادات مستقبلات NMDA بمنع تقوية وتنشيط zif / 268 على المدى الطويل.

من أوائل الذين قاموا في عام 1949 بمحاولة فهم آلية تحليل المعلومات في الدماغ وتطوير استراتيجية السلوك كان SO Hebb. واقترح أنه من أجل تنفيذ هذه المهام ، يجب تشكيل الارتباط الوظيفي للخلايا العصبية - الشبكة الداخلية المحلية - في الدماغ. صقل وعمق هذه التمثيلات M. Rozenblat (1961) ، الذي صاغ فرضية "التعليم الأساسي غير المرتبط بالارتباط". وفقاً للأفكار التي طورها ، في حالة توليد سلسلة من عمليات التفريغ ، يمكن مزامنة الخلايا العصبية عن طريق ارتباط خلايا معينة (غالباً ما تكون بعيدة عن بعضها بشكل مورفولوجي) عن طريق ضبط النفس.

تؤكد الكيمياء العصبية الحديثة إمكانية حدوث ضبط ذاتي للخلايا العصبية على تردد شائع ، موضحًا الأهمية الوظيفية لسلسلة "التصريفات" المثيرة لإنشاء دوائر بين عصبية. باستخدام التناظرية الغلوتامات مع تسمية الفلورسنت والمسلحة مع التكنولوجيا الحديثة، وكان من الممكن أن تبين أن المشبك حتى لو واحد الإثارة سرعة قد تمتد إلى هيكل متشابك بعيد إلى حد ما نظرا لتشكيل ما يسمى موجة الغلوتامات. الشرط لتشكيل مثل هذه الموجة هو تكرار الإشارات في نظام تردد معين. تثبيط نقل الغلوتامات يزيد من إشراك العصبونات في عملية التزامن.

بالإضافة إلى نظام الجلوتاماتيك ، الذي يرتبط مباشرة بعمليات التعلم (التلقين) ، تشارك أنظمة أخرى في الدماغ في تكوين الذاكرة. من المعروف أن القدرة على التعلم تكشف عن وجود علاقة إيجابية مع نشاط ترانزيلين أسيتيل الكولين ونشاط سلبي مع إنزيم يحلم هذا الوسيط بأسيتيل كولين استريز. مثبطات الكولين acetyltransferase تعطيل عملية التعلم ، ومثبطات الكولين التي تساهم في تطوير ردود الفعل الدفاعية.

في تشكيل الذاكرة ، تشارك أيضا الأمينات الحيوية المنشأ ، بافراز والسيروتونين. عند وضع منعكس مشروط مع السالب (elektrobolevym) التعزيز هو تفعيل نظام نورأدريني، وإذا الإيجابي (الغذاء) تعزيز النورادرينالين انخفاض معدل الأيض. على النقيض من ذلك ، يسهل السيروتونين تطوير المهارات في ظروف التعزيز الإيجابي ويؤثر سلبًا على تكوين رد الفعل الدفاعي. وهكذا، في عملية هرمون السيروتونين تعزيز الذاكرة وأنظمة النورادرينالين هي نوع من الخصوم، والاضطرابات الناجمة عن التراكم المفرط للالسيروتونين، على ما يبدو، يمكن تعويض ذلك عن طريق تفعيل نظام نورأدريني.

إشراك الدوبامين في تنظيم عمليات الذاكرة هو متعدد العوامل في الطبيعة. من ناحية ، تم الكشف عن أنه يمكن أن تحفز تطوير ردود الفعل المكيفة مع التعزيز السلبي. من ناحية أخرى ، فإنه يقلل من الفسفرة من البروتينات العصبية (على سبيل المثال ، B-50 البروتين) ويدفع تبادل phosphoinositol. يمكن الافتراض أن نظام الدوبامين يشارك في دمج الذاكرة.

وتشارك أيضا neuropeptides صدر في المشبك أثناء الإثارة في عمليات تكوين الذاكرة. الببتيد المعوي الفعال في الأوعية يزيد من تقارب من مستقبلات أستيل النيكوتين إلى الوسيط في عدد قليل من ألف مرة، والمساهمة في أداء النظام الكوليني. هرمون فاسوبريسين أفرج عنه من الغدة النخامية الخلفية، والذي يتم تصنيعه في نوى فوق البصرية من منطقة ما تحت المهاد، ويتم نقل التيار المحاور إلى الفص الخلفي من الغدة النخامية، حيث يتم تخزينها في الحويصلات المشبكية، وتطلق في الدم منها. هذا الهرمون ، وكذلك الهرمون الموجه لقشر الكظر النخامي (ACTH) ، يعمل باستمرار في الدماغ كمنظمين لعمليات الذاكرة. يجب التأكيد على أن هذا التأثير يختلف عن نشاطها الهرموني - إن شظايا هذه المركبات التي تفتقر إلى هذا النشاط لها نفس التأثير على عملية التعلم مثل الجزيئات الكاملة.

أجهزة تحفيز الذاكرة nonpeptidic غير معروفة تقريبا. الاستثناء هو orotate ويستخدم على نطاق واسع في بيراسيتام عيادة. هذا الأخير هو التناظرية الكيميائية للحمض غاما-أمينوبتيريك وينتمي إلى مجموعة من ما يسمى الأدوية منشط الذهن ، أحد آثاره هو تعزيز الدورة الدموية الدماغية.

مع دراسة دور الأوتار في آليات تثبيت الذاكرة ، ترتبط المكائد مع عقول علماء الأعصاب في النصف الثاني من القرن العشرين. بدأت القصة بتجارب ج. ماكونيل حول تطوير ردود الفعل غير المستوية غير الرسمية للضوء في الديدان المفلطحة البدائية. بعد إنشاء منعكس ثابت ، قام بتقطيع المخطط إلى جزئين والتحقق من قدرة التعلم على نفس المنعكس في الحيوانات التي أعيد توليدها من كل شطر. وكانت المفاجأة أن الأفراد الذين تم الحصول عليهم من الجزء الرأسى لم يزدوا فقط من قدرة التعلم ، ولكن تم تدريب هؤلاء الذين تم تجديدهم من الذيل بشكل أسرع بكثير من الأفراد المتحكمين. لتدريب كلاهما ، كان يلزم وقت أقل بثلاث مرات من الأفراد الذين تم تجديدهم من الحيوانات المسيطرة. استنتج ماكونيل أن التفاعل المكتسب مشفر بواسطة مادة تتراكم في كل من الرأس والذيل في الجسم المستوي.

واجه استنساخ نتائج ماكونيل في مواقع أخرى عددا من الصعوبات ، ونتيجة لذلك أعلن العالم دجال ، وتوقفت مقالاته للنشر في جميع المجلات العلمية. أسس المؤلف الغاضب مجلته الخاصة ، حيث لم ينشر نتائج التجارب اللاحقة فحسب ، بل نشر أيضًا رسومًا على المراجعين له وأوصافًا طويلة للتجارب التي أجراها ردًا على الملاحظات النقدية. بفضل يقين ماكونيل في صوابه ، يمكن للعلم الحديث العودة إلى تحليل هذه البيانات العلمية الأصلية.

الجدير بالذكر هو حقيقة أن الأنسجة مستورقات "تدريب" الكشف عن نسبة عالية من الحمض الأوروتيك، وهو المستقلب الضرورة من أجل تحقيق النتائج تركيب RNA الحصول ماكونيل، يمكن أن تفسر على النحو التالي: شروط التدريب أسرع يخلق محتوى زيادة ذ orotate المخططين "المدربين". عند التحقيق في تعلم المستوطنين المجدد ، لا يواجهون نقل الذاكرة ، ولكن مع نقل المهارة إلى تكوينها.

من ناحية أخرى ، تبين أنه عندما يتم تنفيذ التجديد من المستويين في وجود ريبونوكلياز ، فقط الأفراد الذين تم الحصول عليها من جزء الرأس تظهر زيادة قدرة التعلم. التجارب المستقلة التي أجريت في نهاية القرن العشرين. G. Ungar ، سمح لعزل من الدماغ من الحيوانات مع منعكس منعكس الظلام ، والببتيد المكون من 15 عضوا ، ودعا scotofobin (محفز الخوف من الظلام). على ما يبدو ، كلا الحمض النووي الريبي وبعض البروتينات المحددة قادرة على خلق الظروف اللازمة لإحداث اتصالات وظيفية (الشبكات الداخلية) ، مماثلة لتلك التي تم تفعيلها في الفرد الأصلي.

في عام 2005 ، تم الاحتفال بعيد ميلاد مكولونيل رقم 80 ، وبدأت تجاربه في دراسة حاملات الذاكرة الجزيئية. في مطلع القرن 20 و 21. ظهرت طرق جديدة من الجينوميات والبروتيوميات ، والتي جعلت من الممكن الكشف عن إشراك أجزاء من الجزيء الرناوي للنقل منخفضة في عمليات الدمج.

تجعل الحقائق الجديدة من الممكن إعادة النظر في مفهوم عدم مشاركة الحمض النووي في آليات الذاكرة طويلة المدى. يشير اكتشاف بوليميراز الدنا المعتمد على الحمض النووي الريبي في أنسجة المخ ووجود علاقة إيجابية لنشاطه مع القدرة على التعلم إلى إمكانية مشاركة الدنا في عمليات تكوين الذاكرة. وقد وجد أن تطور الغذاء المنعكس ينشط بشكل حاد مناطق معينة (جينات مسؤولة عن توليف بروتينات محددة) من الحمض النووي في القشرة المخية الحديثة. ويلاحظ أن تنشيط الحمض النووي يؤثر بشكل رئيسي على المناطق التي نادرا ما تتكرر في الجينوم ، ولا يلاحظ فقط في النووي ولكن أيضا في الحمض النووي للميتوكوندريا ، وفي الأخير - إلى حد أكبر. عوامل قمع الذاكرة ، قمع هذه العمليات الاصطناعية في وقت واحد.

بعض محفزات الحفظ (على: Ashmarin ، Stukalov ، 1996)

خصوصية العمل	المنشطات
	فئات الاتصال	أمثلة على المواد
عوامل محددة نسبيا	الببتيدات التنظيمية	Vasopressin ونظائرها ، ثنائي الببتيد pEAO ، ACTH ونظائرها
	مركبات nonpeptidic	بيراسيتام ، gangliosides
	منظمي استقلاب الحمض النووي الريبي	Orotate ، منخفض الوزن الجزيئي RNA
عوامل واسعة الطيف	مشجعا العصبية	فينيل ألكيلامينات (فيتامينات) ، فينيل ألكيلويدونيمين (سينوكوكارب)
	مضادات الاكتئاب	2- (4-Methyl-1-piperazinyl) -10-methyl-3،4-diaza-phenoxazine (azafen)
	وجهري من الكوليني النظام	Cholinomimetics ، مثبطات أستيل

يعرض الجدول أمثلة للمركبات التي تحفز الحفظ.

من الممكن أن تعطي دراسة مشاركة الحمض النووي في عمليات تكوين الذاكرة إجابة معقولة على سؤال ما إذا كانت هناك ظروف يمكن بواسطتها توريث المهارات التي تم إنشاؤها أو الانطباعات التي نشأت. من الممكن أن تكون الذاكرة الجينية للأحداث طويلة الأمد التي عاشها الأسلاف عند قاعدة بعض الظواهر غير المفسرة في النفس.

وفقا ل، على الرغم من الرأي غير مثبتة بارع، وحلقت في المنام، المرافق للتشكيل النهائي للدماغ ناضجة، كل واحد منا من ذوي الخبرة في الشباب، وتعكس شعور الرحلة، التي يعيشها أجدادنا في الوقت الذي نزلوا في الأشجار. لا عجب أن حلم الطيران الذي لا ينتهي الخريف - لأن تلك الأسلاف الذين في الخريف لم يكن لدي الوقت للاستيلاء على السلطة، على الرغم من أن شهدت هذا الشعور قبل وفاته، ولكن لم تعطي ذرية ...