Веин А. М., Наменецкая Б. И. – Память человека

Xotiraning biokimyoviy asoslari
Agar fiziologik nazariyalarda olimlar xotira mexanizmlariga funktsional tizimlar darajasida yondashishga va xotiraning turli bosqichlarini tahlil qilishga harakat qilsalar, biokimyoviy nazariyalar tarafdorlari uzoq muddatli xotiraning shakllanishi bilan bog'liq mexanizmlarni aniqlashga intilishadi. iz, asosan neyronlar darajasida iz saqlash jarayonlariga murojaat qiling. Biokimyoviy nazariyalarga ko'ra, miya tomonidan ma'lumotni saqlashda asosiy ahamiyat nuklein kislotalar va tegishli neyronlarning oqsillari kimyoviy tarkibidagi o'zgarishlarga tegishli. Bunday g'oyalar irsiy xotira mexanizmlarini ochishda erishilgan yutuqlar bilan bog'liq holda paydo bo'ldi.
Biz darhol rezervlash qilamiz: genetik ma'lumot - tur xotirasi - hujayradan hujayraga, organizmdan organizmga uzatiladi, ya'ni meros bo'lib qoladi. Shaxsiy xotira meros qilib olinmaydi. Bizning tajribamiz, biz o'rgangan barcha narsalarni bolalarimizga o'tkazib bo'lmaydi, ular hamma narsani qaytadan o'rganishlari kerak.
Biokimyogarlar va genetiklar ma'lumotlarning meros orqali uzatilishi dezoksiribonuklein - DNK - va ribonuklein - RNK - kislotalar yordamida amalga oshirilishini isbotlashga muvaffaq bo'ldi. Bu biokimyogarlarni, ehtimol, individual xotira xuddi shu mexanizmlar orqali amalga oshiriladi, deb o'ylashga undadi. Bu faraz nuklein kislotalarning katta axborot sig'imi bilan ham tasdiqlanadi, bu esa katta hajmdagi ma'lumotlarni saqlashni ta'minlaydi. Genetik xotiradan farqli o'laroq, individual xotira jarayonlarida asosiy rol RNK molekulalariga tegishli.
Bu yoʻnalishda koʻp ishlarni mashhur shved olimi G. Xiden olib borib, hayvonlarning miyasidan alohida nerv hujayralarini olib tashlash va ulardagi RNK ning miqdoriy va sifat tarkibini aniqlash usulini ishlab chiqdi. Kalamushlarga ma'lum xatti-harakatlarni o'rgatayotganda, Xiden yangi olingan ko'nikmalarni rivojlantirishda ishtirok etadigan nerv hujayralarida RNK miqdorining sezilarli o'sishini kuzatdi. Shunday qilib, agar hayvon cho'zilgan sim bo'ylab harakatlansa, muvozanatni saqlaydigan vestibulyar apparatning nerv hujayralarida RNK miqdori ko'payadi. Kalamushlar oldingi panjalari bilan oziq-ovqat olishga o'rgatilganda, bu alohida a'zoning harakatlarini tartibga solish uchun mas'ul bo'lgan miya yarim korteksining hujayralarida RNK miqdori ortdi.
1959 yilda Xiden o'qitilgan kalamushlarning miya hujayralarida RNK miqdori normal sharoitda yashovchi kalamushlarning miya hujayralari bilan solishtirganda 12% ga oshganligini xabar qildi. Chap qo‘l kalamushga quvurdan oziq-ovqat olish uchun o‘ng panjasidan foydalanishga o‘rgatilganda, bosh miya po‘stlog‘idagi hujayralar nafaqat oqsillarni, balki RNKning maxsus turini ham hosil qilgan. Xuddi shunday holat oltin baliqlarda ham kuzatilgan, ular boshlarining pastki qismiga suzuvchi ko‘pik yopishtirish orqali yangi suzish uslubini o‘rganishga majbur bo‘lgan. Xuddi shunday mashaqqatli ishni bajarayotgan baliqlar oqimga qarshi suzishga majbur bo'lganda, qo'shimcha RNK hosil qilmadi.
Xiden gipotezasiga ko'ra, asab qo'zg'alish RNK tarkibini o'zgartiradi, bu esa o'z navbatida bu qo'zg'alishga mos keladigan oqsil hosil bo'lishiga olib keladi. Shunday qilib, asabiy qo'zg'alish ta'sirida yangi oqsil paydo bo'lishi mumkin, bu moddiy iz, tajriba to'plangan izdir. Shunga o'xshash qo'zg'alish yana sodir bo'lganda, bu oqsilni faollashtiradigan ko'rinadi. Shunday qilib, RNKning o'quv jarayonlarida ishtirok etishi haqida birinchi ishora olindi.
Xidenning gipotezasi bir qator ishlar bilan tasdiqlangan. Birinchi tajribalar planarlarda o'tkazildi. Planariylar yassi qurtlarga tegishli bo'lib, ularning tashkilotida hayvonlar evolyutsiyasining eng past darajalaridan birida turadi.
Michigan universitetining amerikalik olimi D. Makkonnel yorug'lik chaqnagandan so'ng darhol elektr toki bilan planarlarni bezovta qildi. Tananing tirnash xususiyati bilan javoban plaparium qisqaradi. Tajriba takrorlanganda, qurtlar elektr toki urishi kuzatilmasa ham, lampochkaning miltillashiga qisqarish bilan javob berdi. Qurtlar shartli refleksni rivojlantirdilar: ular yorug'lik chaqnashidan keyin elektr stimulyatsiyasi paydo bo'lishini "o'rgandilar". Keyin o'qitilgan planariylar bo'laklarga bo'linib, o'qitilmagan qurtlarga oziqlantirildi, ular xuddi shunday tajribaga duchor bo'ldi. 1961 yilda Makkonnel o'qitilganlarni yegan o'qitilmagan qurtlar lampochkaning chaqnashiga oddiy qurtlarga qaraganda tezroq ta'sir qilishni o'rganganligini xabar qildi. Ular, ta'bir joiz bo'lsa, xotirasini ham "yeydilar".
Ushbu tajribalarga asoslanib, o'rganilmagan qurtlar odatning rivojlanishi bilan bog'liq holda paydo bo'lgan, o'zlari iste'mol qilgan o'qitilgan qurtlardan yangi RNK molekulalarini olgan deb taxmin qilish mumkin.
Amerikalik olim R.Gey kalamushlarda shunchaki donor miyasining ekstraktini kiritish orqali retsipientning (akseptorning) tirik miyasiga o‘lgan hayvon egallagan tajriba bilan “yuklash” mumkinligini ko‘rsatdi.
Kalamush elektr toki o'tgan qutilarning biridan qochishga o'rgatilgan. Bu tajriba kalamush xotirasida saqlanib qoldi va unda barqaror shartli refleks shakllandi. Shunday qilib o'rgatilgan kalamush keyin qurbonlik qilindi. Uning miyasi karbol kislotasi va sho'r suv aralashmasiga joylashtirildi va qayta-qayta sentrifugadan o'tkazildi. Keyin ajratilgan kukunli ekstrakt elektr kamerasi haqida hech qanday tasavvurga ega bo'lmagan kalamushlarga berildi. In'ektsiyadan ikki soat o'tgach, bu kalamushlarning xatti-harakati keskin o'zgardi va ular elektr toki o'tgan qutidan qo'rqishdi.
Biroq, bunday ijobiy natijalardan keyin olingan xulosalar turli laboratoriyalar olimlari tomonidan rad etildi. Shartli refleksni RNK orqali o'qitilgan kalamushlardan o'qitilmagan kalamushlarga o'tkazish bo'yicha mustaqil urinishlar muvaffaqiyatsiz tugadi. Ko'pgina tadqiqotchilar odatda tajribani shu tarzda o'tkazish imkoniyatiga shubha qilishadi. RNK qon va miya o'rtasida mavjud bo'lgan va qon-miya to'sig'i, ya'ni qon-miya to'sig'i deb ataladigan to'siq orqali miyaga erkin kirishini tasavvur qilish qiyin. Ushbu shakllanishning maqsadi begona moddalarning miyaga kirishini oldini olish, boshqacha aytganda, miyani zararli omillardan himoya qilish va uning ozuqaviy muhiti - miya omurilik suyuqligi - miya omurilik suyuqligi tarkibini tartibga solishdir. Bu funktsiyani asosan qon tomirlari devorlari, shuningdek, CSF ishlab chiqaradigan miya pleksuslari bajaradi. Oq quyonlarda maxsus tajribalar o'tkazildi, ular radioaktiv uglerod ( Ci ₄ ) bilan belgilangan RNK bilan tomir ichiga yuborildi. Muayyan vaqt oralig'ida qon, miya omurilik suyuqligi, miya to'qimalari va jigarda RNK tarkibini tekshirish qon-miya to'sig'ining RNKni amalda o'tkazmasligini ko'rsatdi. Ko'rinishidan, RNKni yo'q qiladigan to'qimalarda mavjud bo'lgan fermentlarga e'tibor bermaslik mumkin emas. Ushbu tajribalar o'rganilgan tajribani Makkonnel tomonidan taklif qilingan usul bilan uzatish imkoniyati haqidagi shubhalarni oqladi va muammoning murakkabligini ta'kidladi.
Amerikalik tadqiqotchilar R. Korning va E. Jonning planarlarda o'tkazgan tajribalari biroz boshqacha turdagi ma'lumotlarni ochib berdi. Ushbu olimlar planarlarni kesish ularning ilgari olingan ko'nikmalar va xatti-harakatlarning saqlanishiga ta'sir qilmasligiga e'tibor qaratdilar. Ularning xotirasi yangi odam tananing bosh yoki dum qismidan tiklanganidan qat'i nazar saqlanib qoladi. Bu oddiy sharoitlarda sodir bo'ladi. Ammo olimlar tajriba shartlarini o'zgartirdilar. G.Xiden xotiraning sababini RNKning maxsus turi hosil boʻlishida koʻrganligi uchun ular suvga kesilgan planariylarni joylashtirdilar, unga RNKni yoʻq qiluvchi ribonukleaza fermentini oz miqdorda qoʻshib qoʻyishdi. Ma'lum bo'lishicha, quyruq qismlaridan tiklangan qurtlar o'tmish tajribasini unutgan va asabni o'z ichiga olgan bosh qismidan o'sgan shaxslar
tugun va shuning uchun RNKni to'ldirishi mumkin edi, u saqlanib qoldi. Shunday qilib, ribonukleaza xotirani bir holatda yo'q qildi, ikkinchisida esa yo'q: bosh qismida joylashgan "xotira molekulalari" ferment ta'siriga chidamli bo'lib chiqdi.
Ushbu turdagi tadqiqotlar yuqori darajada tashkil etilgan hayvonlarda - oq sichqonlarda ham o'tkazildi. NPClarda T shaklidagi labirintda shartli refleks ishlab chiqilgan: qo'ng'iroq signalida sichqon xavfsiz joyga qochib ketdi, aks holda u elektr toki urishini oldi, chunki ma'lum bir vaqtda sim orqali elektr toki o'tdi. labirintning pastki qismini qoplash. Ammo bu hayvonlarning miyasiga ribonukleaza kiritilganda, barcha rivojlangan shartli reflekslar yo'qoldi. Shu bilan birga, xatti-harakatlarning tug'ma shakllari - so'rish reflekslari, yalash va boshqalar o'zgarishsiz qoldi. Bu ferment faqat yangi hosil bo'lgan RNKni yo'q qilganligini anglatadi.
Xotira bilan bog'liq RNK shakllanishi qanday davom etishi noaniq bo'lib qoldi. Nerv impulslari bevosita RNK molekulasiga ta'sir qilib, unda o'ziga xos o'zgarishlarni keltirib chiqaradimi yoki nerv impulslari boshqa nuklein kislota - DNKga ta'sir qiladimi, bu esa o'z navbatida RNKning yangi turini hosil qiladi.
Ushbu muammoni hal qilish uchun shartli refleks rivojlanishidan oldin sichqonlarga turli xil kimyoviy moddalar, shu jumladan nuklein kislotalar - ribo- va dezoksiribonukleazalarning metabolizmiga tanlab ta'sir qiluvchi fermentlar yuborilgan. Ma'lum bo'lishicha, dezoksiribonukleaza sichqonlarining kiritilishi hech narsani unutmagan. Shunday qilib, RNKni yo'q qilish orqali xotira izini buzish mumkinligini ko'rsatish mumkin edi. Aynan RNKni yo'q qiladigan, DNK va organizmning boshqa barcha moddalariga ta'sir qilmaydigan ribonukleaza sichqonlarga "o'rganilgan saboq"ni unutishga majbur qildi. Ushbu tajribalardan ma'lum bo'lishicha, aynan RNK eigrammani, ya'ni xotira izini o'z ichiga olgan (yoki ifodalagan). Albatta, ribonukleaza nafaqat faraziy “xotira RNK”ni, balki barcha turdagi oqsil sintezida ishtirok etuvchi RNKni ham yo‘q qiladi.
Kabutarlarning miya po'stlog'iga ribonukleaza kiritilishi olingan ko'nikmalarning butunlay unutilishiga olib keldi, shu bilan birga tug'ma reflekslar (uchish va ko'tarish qobiliyati) saqlanib qoldi. Bir vaqtning o'zida kuzating - 50
ikkinchi kuni va ayniqsa to'rtinchi kuni nerv hujayralarida RNK tarkibining pasayishi kuzatildi; ettinchi kundan boshlab RNK tarkibi tiklana boshladi va to'qqizinchi kundan o'ninchi kungacha u normal darajaga yetdi.
Yana bir kuzatuv o'tkazildi: RNK tarkibini o'zgartiruvchi moddalarning hayvon tanasiga kiritilishi shartli refleksning rivojlanishini qiyinlashtiradi. Agar hayvonga xamirturushdan olingan RNK yuborilsa, u tezda kerakli xulq-atvor ko'nikmalariga ega bo'ladi.
Shuningdek, elektr toki urishi kabi so'nggi voqealar xotirasini buzadigan ta'sirlar zarbadan keyingi bir necha daqiqada kalamush va mushuklarda miyadagi RNK tarkibining pasayishiga olib kelishi aniqlangan. Kamaytirish 30% gacha bo'lishi mumkin va bu protein sintezining pasayishi natijasidir.
O'rganish RNK sinteziga bog'liqmi degan savol nuklein kislotalar va oqsillar sintezidagi turli bo'g'inlarga ta'sir qiluvchi dorilar yordamida ham o'rganildi. Shu maqsadda RNK sinteziga inhibitiv ta'sir ko'rsatadigan preparatlar qo'llanilgan. 8-azaguanin bilan o'tkazilgan tajribalar natijalari shuni ko'rsatdiki, preparat labirintda ilgari o'rganilgan ko'nikmalarga ta'sir qilmadi, balki yangi o'rganishga xalaqit berdi. Ushbu modda, oqsil sintezini inhibe qilishdan tashqari, yon ta'sirga ham ega bo'lganligi sababli, RNK sintezini inhibe qiluvchi boshqa dori aktinomitsin D yordamida qo'shimcha tadqiqotlar o'tkazildi. Sichqonlar ustida o'tkazilgan tajribalarda olimlar bir necha soat ichida miyadagi RNK sintezining 83% ga kamayishiga erishdilar, ammo shunga qaramay, hayvonlar nazoratdagi kabi egallangan mahoratni o'rganishga va eslab qolishga muvaffaq bo'lishdi .
Bu tajribalar yangi RNK molekulasining sintezi va xotira funktsiyasi o'rtasidagi o'zaro bog'liqlikni aniqlamaydi va shuning uchun RNK sintezi va o'quv jarayoni o'rtasidagi o'ziga xos bog'liqlik haqidagi farazni tasdiqlamaydi. Shu bilan birga, ular o'rganishning yangi hosil bo'lgan o'ziga xos RNK bilan bog'liq bo'lmagan boshqa turdagi oqsillarni sinteziga bog'liqligini istisno qilmaydi.
Yangi ma'lumotlar Pensilvaniya universitetining amerikalik tadqiqotchilari tomonidan olingan. Olimlar RNK shakllanishiga xalaqit bermaydigan, ammo oqsil sintezini inhibe qiluvchi puromisin antibiotik bilan ishladilar. Ushbu preparatni kalamushning miyasiga to'g'ridan-to'g'ri kiritish orqali ular 8-10 soat ichida oqsil sintezini 80% ga inhibe qilishga muvaffaq bo'lishdi. Treningdan keyin ikki kun davomida preparatni kiritish bilan, olingan tajribaning to'liq yo'qolishi faqat miyaning vaqtinchalik hududlariga in'ektsiya bilan kuzatildi. Frontal loblarga, shuningdek to'g'ridan-to'g'ri miya qorinchalariga in'ektsiya hech qanday ta'sir ko'rsatmadi. Olimlar miyaning vaqtinchalik hududlari qisqa muddatli xotira uchun javob beradi va birinchi kunlarda xotira oqsil biosintezi tomonidan saqlanadi, degan xulosaga kelishdi.
Shunga o'xshash ma'lumotlar sichqonlar ustida o'tkazilgan tajribalarda olingan. Hayvonlar labirintda bir burilish, keyin bir necha hafta o'tgach, boshqasini o'zlashtirdilar. Ushbu sichqonlarning qismlariga puromisin antibiotiki yuborildi va bir necha kundan keyin barcha hayvonlar bir xil urinishlarni takrorladilar. AOK qilinmagan hayvonlar ikkinchi seriyada o'rgatilgan navbatni esladilar. AOK qilingan hayvonlar birinchi seriyada o'rganilgan navbatni amalga oshirdilar. Ularning yaqinda o'rganishi buzilgan ko'rinadi va vaqtinchalik hududga kiritilganda uzoq muddatli xotira buzilmagan.
Natijalar xotira va RNK faolligi darajasi o'rtasida ma'lum bir bog'liqlikni ko'rsatsa-da, tadqiqotchilar boshqa hayvonlar turlarida o'rganishning fazaviy holatlarini o'rgangandan keyingina har qanday xulosaga kelish mumkinligini ta'kidlaydilar.
Michigan universiteti professori B.Agranov oltin baliqlar ustida puromisin bilan tajribalarni davom ettirdi va hujayra ichidagi ba'zi kimyoviy reaksiyalarni blokirovka qiluvchi bu preparat o'rganishdan keyin faqat cheklangan vaqt davomida xotiraga ta'sir qilishini ko'rsatdi. Agranov oltin baliqni cho'zinchoq shisha idishlarga joylashtirdi, ular bo'linma bilan ikkiga bo'lingan, baliq ikkinchi yarmiga kirish uchun sakrab o'tishi kerak edi. Idishning ikkala yarmi ham navbatma-navbat lampalar bilan yoritilgan. Har safar yorug'lik o'zgarganda baliqlarni panjaradan sakrashni o'rgatish kerak edi. Buning uchun yoritilgan qismning suvidan elektr toki o'tkazildi: zarba olib, baliq panjaradan sakrab o'tdi. Tajriba bir necha marta takrorlandi. 40 daqiqadan so‘ng, baliq elektr chirog‘i yoqilgan zahoti, elektr zaryadsizlanishini kutmasdan panjaradan sakrab o‘tdi. U har kuni, uch kundan keyin, bir oydan keyin elektr zaryadsizlanishidan qochadi. Keyin tajribaning ikkinchi yarmi boshlandi. Seansdan so'ng darhol baliqning miyasiga antibiotik kiritildi. Va ular tajribani boshlaganlarida, u o'rgangan hamma narsani unutganligi ma'lum bo'ldi. Biz yana boshladik. Seansdan bir soat o'tgach, xuddi shu antibiotik xotiraga ta'sir qilmadi. Yarim soatdan keyin antibiotikni kiritish darsni qisman assimilyatsiya qilishga olib keldi.
Qarama-qarshi ta'sir RNK yoki uning sintezini rag'batlantiradigan dorilarni kiritish orqali yuzaga keladi, buning natijasida rivojlangan ko'nikmalar ko'proq kuchga ega bo'ladi va izni aniqlash jarayonlari ancha tezlashadi. Nuklein kislotalarni qo'llash orqali o'rganishni yaxshilash mumkinligi haqida xabarlar mavjud. Ushbu turdagi faktlar xotira buzilishi bo'lgan odamlarni davolashda RNKdan foydalanish uchun asos bo'ldi. Masalan, RNKning uzoq muddat qo'llanilishi miya yarim aterosklerozi belgilari bo'lgan keksa odamlarda xotira holatini yaxshilashi ko'rsatilgan.
Shu o'rinda shuni ta'kidlash o'rinli bo'ladiki, inson miyasida RNK miqdori tug'ilishdan boshlab 40 yoshgacha doimiy ravishda ortib boradi, 40-60 yoshda u o'zgarmas, doimiy yuqori darajada qoladi, keyin esa asta-sekin kamayadi. Biroq, bu ma'lumotlarni ortiqcha baholamaslik kerak. Ehtimol, RNK tarkibidagi egri chiziq umuman hayotiy faoliyatning o'zgarishini aks ettiradi va xotira sifatining parallel o'zgarishi unga hamroh bo'lgan ikkinchi darajali hodisadir.
Yoshi bilan DNK kompleksi faollashuvga kamroq moyil bo'ladi, oqsil sintezi unchalik samarali emas va oqsilning sinapslarga o'tishi unchalik tez emas degan fikr bor. Hidenning ma'lum qilishicha, keksalik bilan insondagi DNK miqdori kamayadi. Ba'zi olimlar xotirasi buzilgan keksa bemorlarga DNK va RNKni kiritishdi. Xotiraning yaxshilanishi, ba'zi hollarda juda muhim, faqat RNKni kiritish bilan kuzatildi. RNK administratsiyasi to'xtatilgandan so'ng, xotira yana yomonlashdi. Ushbu ma'lumotlar bilan bir qatorda, keksa odamlarda ribonukleaza faolligining oshishi ham aniqlandi. Bu shuni ko'rsatadiki, keksa odamlarda RNK tarkibining kamayishi RNKni buzuvchi ferment faolligi oshishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin. RNKning etishmasligi, o'z navbatida, oqsillar va boshqa moddalarga salbiy ta'sir qiladi, ularning shakllanishi bevosita RNK sinteziga bog'liq.
Shunday qilib, DNK komplekslaridan tortib sinapslargacha bo'lgan butun tizim funktsiyasining yomonlashishiga sabab ribonukleazaning ortiqcha faolligi bo'lishi mumkin.
DNKning faollashuvi gipotezasi bilan bir qatorda yana bir gipoteza ham mavjud bo'lib, unga ko'ra DNK o'rganish jarayonida faollashtirilmasligi mumkin va RNKning ayrim turlari ribonukleaza tomonidan parchalanishga chidamli bo'ladi. Yakuniy natija, DNK faollashuvida bo'lgani kabi, oqsil sintezining oshishi bo'ladi. Ta'lim jarayonida ikkala mexanizm ham ishlashi mumkin.
Olingan eksperimental ma'lumotlar RNK ning yodlash jarayoni bilan bevosita bog'liqligini ko'rsatadi. Hujayradagi kimyoviy jarayonlarga ta'sir qiluvchi nerv impulslari qanday qilib o'ziga xos RNK sintezini ta'minlaydigan kimyoviy reaktsiyalarga aylanishi haqidagi savol juda murakkab. Hozircha bu savollarning barchasini faqat faraz qilish mumkin.
Ba'zi tadqiqotchilar o'rganish nafaqat oqsillarning ma'lum guruhlari sintezida, balki oqsil-uglevod birikmalarida ham miyaning ortishi bilan birga ekanligini ko'rsatishga muvaffaq bo'ldi. Masalan, amerikalik olim Bogoch kaptarlarga makkajo'xori donini olish uchun tumshug'i bilan ma'lum bir tugmachani bosishni o'rgatgan. Shu bilan birga, u ularning miyasida nafaqat yangi oqsillar, balki oqsil-uglevod birikmalari (glyukoproteinlar) ham paydo bo'lishini aniqladi. Bogoch o'z kuzatishlaridan xulosa qiladiki, xotira oqsil-uglevod komplekslarida kodlangan. Buning bilvosita isboti shundaki, shakar ishlab chiqarishni inhibe qiluvchi dorilar o'qitilgan hayvonlarning xotirasini ham buzadi.
Xotira mexanizmlarini molekulyar darajada o'rganish bilan bog'liq holda, turli xil stimullarning ta'siridan u yoki bu darajada izlarni to'plash, saqlash va ko'paytirishga qodir bo'lgan asabiy bo'lmagan hayvonlarda tajribalar alohida qiziqish uyg'otadi. Bunday tajribalar muxbir a'zo xodimlari tomonidan amalga oshiriladi. SSSR Fanlar akademiyasi JI . G. Voronin Moskva universitetida. Hozirgacha bir hujayrali organizmlarda asab tizimiga tenglasha oladigan strukturaviy elementlar topilmagan. Bu sof molekulyar mexanizmlar tufayli filogenezning ushbu darajasida xotira shakllanishi imkoniyatini taklif qilish huquqini beradi. Tajribada aniqlangan ibtidoiy hayvonlarda, masalan, kiprikchalar kabi odatlanish reaksiyasini rivojlantirishda RNKning ishtiroki ma'lum darajada xotira mexanizmlarining biokimyoviy universalligini, xususan, bunda RNKning ishtirokini ko'rsatishi mumkin. jarayon.
Xotiraning neyrokimyoviy mexanizmlarini o'rganayotganda, tabiiy ravishda savol tug'iladi < nerv impulsi qanday kimyoviy o'zgarishlarga aylanadi? Bu jarayonlar o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri bog'liqlik bormi yoki ular parallel ravishda ishlaydimi? Yoki, ehtimol, ular bir-biriga shart qo'yishadimi?
Ushbu muammolarni hal qilish uchun SSSR Fanlar akademiyasining Biofizika instituti individual neyronlarni rag'batlantirish va ularga deyarli bir vaqtning o'zida "yorliqlangan" aminokislotalarni kiritish bilan qiziqarli tadqiqotlar o'tkazmoqda, ularning yordami bilan hukm qilish mumkin. RNK sintezining intensivligi. Ma'lum bo'lishicha, hujayra qo'zg'atilganda, neyron yadrosidagi "yorliq" ning tarkibi sezilarli darajada kamaydi, bu shubhasiz neyronda RNK sintezining pasayishidan dalolat beradi. Kamaytirish qabul qilingan impulslar soniga parallel. Biroq, bir soat ichida tirnash xususiyati tugagandan so'ng, "belgi" ni kiritishda keskin o'sish kuzatiladi, 200% ga etadi. Elektron mikroskopiya ma'lumotlari shuni ko'rsatadiki, bu vaqtda butun hujayra apparatining intensiv faollashuvi, RNK va oqsil sintezining kuchayishi kuzatiladi. Maksimal sintez umurtqali hayvonlarda 20-40 minut, umurtqasizlarda esa bir necha soat davom etishini aniqlash mumkin edi. Ehtimol, bu xotira izini mustahkamlash vaqtidir?
Neyrokimyoviy tadqiqotlar o'ziga xos moddalarning xotira jarayonlari uchun muhimligini ko'rsatdi - asab tizimida impulslarni uzatishni amalga oshiradigan vositachilar.
Xotiraga ko'plab farmakologik ta'sirlardan eng samaralisi atsetilxolin almashinuviga va natijada miyaning xolinergik tuzilmalariga ta'sir qiluvchi moddalar edi.
Ikkinchisi atsetilxolin yordamida asabiy qo'zg'alishning uzatilishini amalga oshiradigan miya neyronlari to'plamidir.
Asetilkolin sintezini kuchaytiruvchi moddalar xotirani yaxshilaydi. Antikolinerjik moddalarni kiritish xotiraning og'ir buzilishiga olib keladi. Miyaning xolinergik tuzilmalarini uzoq muddat blokirovka qilish bilan xotira izlari o'chiriladi, bu ayniqsa qo'rquvning hissiy xotirasi izlariga nisbatan yaqqol namoyon bo'ladi. Shunday qilib, itlarda tovushga shartli javob paydo bo'ldi. Uni tuzatgandan so'ng, itlar oziqlantiruvchidan ovqat olishga urinayotganda, elektr toki bilan og'riqli tirnash xususiyati bilan duch kelishdi. Natijada, qo'rquvning kuchli shartli reaktsiyasi paydo bo'ldi, bu oziqlantiruvchiga olib kelinganida, itlar titragan, qarshilik ko'rsatgan, yig'lagan va oziqlantiruvchidan yuz o'girgan. Elektr toki urishidan 10 daqiqa oldin hayvonlarga antixolinergik moddani bir marta yuborish shartli reaktsiyaning shakllanishiga deyarli to'sqinlik qildi, garchi ularga normal sharoitda barqaror qo'rquv reaktsiyasini shakllantirish uchun zarur bo'lganidan ko'ra ko'proq elektr stimulyatsiyasi qo'llanilgan.
Tajriba natijasida antikolinerjik moddalar xotiraning qaysi bosqichida (ro'yxatga olish, qisqa muddatli xotira, uzoq muddatli saqlash) harakat qilishini aniqlash mumkin edi. Buning uchun elektr toki urishidan keyin turli vaqtlarda antikolinerjik moddani kiritish bilan tajribalar o'tkazildi. Ma'lum bo'lishicha, moddaning 30-50 soniyadan keyin kiritilishi hissiy xotirani butunlay yo'q qilgan; 15 daqiqadan so'ng kiritish shartli refleksni keskin zaiflashtirdi. Elektr toki urishidan 2-3 hafta o'tgach, moddaning bir xil dozasi xotiraga ta'sir qilmadi. Olingan natijalar boshqa adabiyot ma'lumotlaridan farq qilmaydi, unga ko'ra antikolinerjik moddalar bir vaqtning o'zida ularning saqlanishiga ta'sir qilmasdan, reflekslarni ishlab chiqarishni sezilarli darajada buzadi.
Ushbu ma'lumotlar, shubhasiz, xotiraning turli bosqichlari bunday ta'sirlarga teng darajada zaif emasligini ko'rsatadi.
Xotira izlari shakllanishining dastlabki bosqichlari xolinergik blokadaga eng sezgir bo'lgan. Tajribalardan kelib chiqadiki, tasvirlangan ta'sirlar paytida yuzaga keladigan amneziya, ehtimol, moddaning iz hosil bo'lishiga ta'siri bilan bog'liq. Shu munosabat bilan qisqa muddatli xotirani tashkil qilishda miyaning xolinergik apparatlari muhim rol o'ynaydi, degan xulosaga keldi. Ushbu xulosa xotira izining shakllanishi limbik tizimning faoliyati va miyaning retikulyar shakllanishi bilan bog'liq bo'lgan ma'lumotlar bilan tasdiqlanadi, bu erda kuchli xolinergik apparat mavjud. Bundan xulosa qilishimiz mumkinki, xolinergik moddalarning yakuniy ta'siri nafaqat o'z-o'zidan, balki xotirani tartibga solish mexanizmlariga ham ta'sir qilish bilan bog'liq.
Xotira jarayonlari uchun atsetilxolin almashinuvining roli amerikalik olim M.Rozenzveyg tomonidan “boyitilgan” (katta hajmdagi ma’lumotlar bilan) va “tushgan” (deyarli axborotdan mahrum) muhitda saqlanayotgan hayvonlar ustida mahorat bilan o‘tkazilgan tajribalarda ham ko‘rsatildi. O'rganilgan guruhlarda miyaning atsetilxolin almashinuvida va birinchi navbatda atsetilxolinni yo'q qiluvchi xolinesteraza fermenti faolligida aniq farqlar aniqlandi. Ko'p miqdordagi ma'lumotni olgan hayvonlarda miya to'qimalarining og'irligi birligiga nisbatan fermentning past faolligi kuzatildi, bu esa unda atsetilxolinning to'planishiga yordam berdi. Muallif bu fermentning o'rganish bilan bog'liq bo'lgan o'ziga xos oqsil bo'lishi mumkinligini istisno qilmaydi.
Boshqa fiziologik faol moddalar, xususan, biogen aminlarning xotira mexanizmlarida tutgan o'rni haqidagi savol hozircha bahsli, chunki yetarlicha ishonchli ma'lumotlar hali olinmagan.
Katexolaminlar va serotoninni o'z ichiga olgan biogen aminlar ham asabiy qo'zg'alishning uzatuvchi rolini o'ynaydi. Katekolaminlar miyaning adrenergik tizimining vositachilaridir. Ushbu tizim, xolinergik kabi, funktsional tushunchadir va katexolaminlar - adrenalin va norepinefrin yordamida asabiy qo'zg'alishni uzatuvchi miya neyronlarining to'plamidir. Serotoninning miyaning serotonerjik tizimida xuddi shunday rol o'ynashi taxmin qilinadi .
Miya monoaminlari xotira mexanizmlari bilan bog'liq deb taxmin qilish uchun asos beradigan alohida faktlar mavjud. Shunday qilib, Lotin Amerikasi neyrofiziologi Peon serotoninning diqqatni tashqi tirnash xususiyati bilan to'plashga hissa qo'shishini ko'rsatdi, bu hodisani eslab qolish jarayonida zaruriy qadamdir. Shu bilan birga, elektrofiziologik tadqiqotlar ma'lumotlari reproduktiv jarayonlarda serotoninning mumkin bo'lgan rolini ko'rsatadi. Serotonin oldingi voqealarga amneziya ta'siriga ega bo'lishi mumkinligini ko'rsatadigan kuzatuvlar mavjud. Ammo keyingi amneziya mexanizmi aniq emas.
Shunday qilib, xotiraning neyrokimyoviy mexanizmlarini o'rganish hozirgi vaqtda ikki yo'nalishda davom etmoqda. Bir tomondan, RNK va oqsil sintezini o'rganish, ikkinchi tomondan, asab tizimida qo'zg'alishning uzatilishini amalga oshiradigan o'ziga xos moddalar, vositachilarning ahamiyatini aniqlash. Biroq, bu ikki yo'nalish hali birlashmagan.
Ushbu ma'lumotlarning barchasini tahlil qilganda, albatta, xotiraning kimyoviy nazariyalari nihoyat shakllantirilgan deb o'ylamaslik kerak. Ularning manzilida ko'plab tanqidiy fikrlar eshitiladi va ko'plab tajribalar natijalarini turli yo'llar bilan tushuntirish mumkin. Masalan, RNK xotirani kodlaydigan boshqa noma'lum moddaning hosil bo'lishi uchun zarur bo'lgan oraliq birikma, deb taxmin qilish mumkin. Ehtimol, yangi tajribani ishlab chiqish jarayonida RNK tarkibidagi o'zgarishlar juda nozik bo'lib, ularni qo'pol tadqiqot usullari yordamida osongina aniqlash mumkin emas. Xamirturush RNKning xotiraga ta'siri to'liq tushunilmagan, chunki o'rganishning RNKga ta'siri bu ta'sirning o'ziga xosligini ko'rsatadi. Adabiyotda shartli refleksning rivojlanishi kuzatilgan planariylar bilan tajribalarning turli xil talqinlari mavjud. Xidenning RNK nukleotidlar tarkibining o'zgarishi asab qo'zg'alishi natijasida kaliy va natriy ionlari nisbatining o'zgarishi kabi ta'sirlar ta'sirida sodir bo'lishi mumkinligi haqidagi pozitsiyasi ham umuman tan olinmaydi. Hyden gipotezasi, shuningdek, uzoq muddatli xotiraning favqulodda barqarorligi o'zgarishsiz qolishi sababli, RNK tuzilishidagi bir marta sodir bo'lgan o'zgarishlarni boshqa impulslar kombinatsiyasi, yangi ion siljishlari bilan yana o'zgartirib bo'lmasligi sababli e'tirozlarni keltirib chiqaradi.
Bularning barchasi Xidenning gipotezasini hali ham yetarlicha asoslanmagan qiladi.
Shunday qilib, agar biz ko'pchilik olimlarning xotiraning biokimyoviy nazariyalari bo'yicha nuqtai nazarini qisqacha shakllantirsak, quyidagilarni aytishimiz mumkin. Shubhasiz, xotirani yodlash va saqlash mexanizmi hujayralarda sodir bo'ladigan o'sha va barcha biokimyoviy jarayonlarni o'z ichiga oladi.
Biroq, xotira RNK yoki oqsilda yoki oqsil-uglevod birikmalarida kodlanganligi haqida aniq xulosa chiqarish hali ham mumkin emas. Bu birikmalar, ehtimol, yodlash jarayonlari bilan bog'liq deb taxmin qilish mumkin.
* * *
Ushbu bobda keltirilgan ma'lumotlar xotira muammosini o'rganishga kompleks yondashuv zarurligidan dalolat beradi. Hali ham noma'lumlar ko'p bo'lgan va ko'plab savollarga to'g'ridan-to'g'ri javob olish qiyin bo'lgan sohada muammoni hal qilish uchun tadqiqotning mumkin bo'lgan usullarini istisno qilish noto'g'ri bo'ladi.
Muhokama qilinayotgan masalaga ko'p qirrali yondashuvni aks ettiruvchi taqdim etilgan nazariyalar, shubhasiz, bir-birini to'ldiradi va boyitadi, chunki ular ma'lum darajada xotiraning turli bosqichlarini ko'rib chiqadi va ushbu murakkab muammoning turli tomonlarini yoritadi. Mavjud ma'lumotlarning tahlili xotira funktsiyasini amalga oshirishda subcellular (molekulyar), hujayrali va tizimli darajalarning rolini ko'rsatadi. Shu munosabat bilan morfofiziologik yo'nalish va biokimyoviy yondashuv muhim ahamiyatga ega. Ikkinchisi xotira jarayonlarida muhim rol o'ynaydigan oqsil sintezini va asab tizimida qo'zg'alishning uzatilishini amalga oshiradigan vositachi tizimlarning rolini o'rganishga tegishli .
Hujayra darajasidagi tadqiqotlar asosan sinaps va neyro-glial munosabatlarning rolini o'rganishga to'g'ri keladi, ular tobora ko'proq e'tibor qaratmoqda. Agar ilgari Xiden ishidan so'ng tadqiqotning asosiy yo'nalishi molekulyar darajadagi va RNK bilan bog'liq bo'lgan axborotni kodlashni o'rganishga qisqartirilgan bo'lsa, hozirgi vaqtda diqqat sinaptik jarayonga qaratilgan.
Olimlarni asosan inson miyasining xotira mexanizmlari qiziqtiradi. Ular bir hujayrali organizmlardan boshlab, turli xil ob'ektlar bo'yicha keng ko'lamli tadqiqotlar olib boradilar. Ushbu asarlarda xotiraning miya mexanizmlarining mohiyatini tashkil etuvchi savollarga javob berishga harakat qilinadi: izning asosiy xususiyatlari (lokalizatsiyasi), qaytarilmas o'zgarishlarning tabiati, shuningdek ularni qayd etish va qayta tiklash jarayonlari. . tomonidan paydo bo'lish
farmakologik va boshqa ta'sirlar yordamida yodlashning turli bosqichlariga faol ta'sir qilish uchun qiynoqlar.
Xotira muammosiga bag‘ishlangan Butunittifoq konferensiyasida akademik M.N.Livanov tadqiqotchilar oldida turgan asosiy vazifa va yo‘nalishlarni shakllantirdi. U xotira jarayoni uchun tizimli va asabiy darajalarning rolini, sinaptik kontaktlarning ahamiyatini, shuningdek, asab tizimining barcha faoliyati asosidagi iz jarayonlarining umumiy xotira muammosi bilan o'zaro bog'liqligini aniqlash muhimligini ta'kidladi. va ayniqsa, insonga xos bo'lgan eng yuqori ko'rinishlari bilan.
Xotira mexanizmlari asta-sekin mavhum g'oyadan ilmiy asoslangan farazlarga aylanib bormoqda, ularda olimlar xotiraning neyrofiziologik, neyromorfologik va biokimyoviy asoslarini bayon qiladilar.
Zamonaviy neyropsikologik yondashuv motivatsiya, maqsadli munosabat va faol qidiruv bilan bog'liq bo'lgan esda saqlash jarayonining faol xarakterini aks ettiradi.
Xotiraning to'liq nazariyasi hali mavjud emas. Qisqa muddatli va uzoq muddatli xotira mexanizmlari g'oyasi bilvosita ma'lumotlarga asoslangan va gipoteza xarakteriga ega. Ammo hozir shuni aytishimiz mumkinki, xotira asoslarini miya hujayralarida sodir bo'ladigan bitta kimyoviy jarayonga qisqartirish qiyin. Shubhasiz, ular xilma-xil bo'lib, miyaning turli darajalarida joylashgan o'ta murakkab funktsional va tizimli mexanizmlarni o'z ichiga oladi.
Ular morfologiya, fiziologiya va kimyo tilida xotira kabi murakkab miya funktsiyalari haqida gapira boshlaganlari uchun oldinga katta qadam qo'yildi. Klinik ma'lumotlar ham olimlar uchun juda muhim bo'lib, miyaning turli qismlarining ma'lum xotira jarayonlarida ishtirok etishi haqida fikr beradi.