Нейроанатомия памяти
Нейроанатомия памяти охватывает широкий спектр анатомических структур мозга .
Подкорковые структуры
[ редактировать ]Гиппокамп
[ редактировать ]
Гиппокамп — это структура мозга, связанная с различными функциями памяти . Это часть лимбической системы , расположенная рядом с медиальной височной долей. Он состоит из двух структур: рога Аммона и зубчатой извилины , каждая из которых содержит разные типы клеток . [ 1 ]
Когнитивные карты
[ редактировать ]Есть данные о том, что гиппокамп содержит когнитивные карты у человека. В одном исследовании были сняты записи отдельных клеток с электродов, имплантированных в гиппокамп крысы, и было обнаружено, что определенные нейроны сильно реагировали только тогда, когда крыса находилась в определенных местах. Эти ячейки называются ячейками места , а совокупность этих ячеек можно рассматривать как ментальные карты. Отдельные клетки места не реагируют только на одну уникальную область, однако паттерны активации этих клеток перекрываются, образуя многослойные ментальные карты в гиппокампе. Хорошей аналогией является пример того, как одни и те же пиксели экрана телевизора или компьютера используются для освещения любых триллионов возможных комбинаций для создания изображений, точно так же, как ячейки места могут использоваться в любых возможных комбинациях для представления мысленных карт. Правая сторона гиппокампа больше ориентирована на реагирование на пространственные аспекты, тогда как левая сторона связана с другой контекстной информацией. Также есть данные, что опыт построения обширных мысленных карт, например длительное вождение городского такси (поскольку это требует значительного запоминания маршрутов), может увеличить объем гиппокампа. [ 2 ]
Кодирование
[ редактировать ]Повреждение гиппокампа и окружающей его области может вызвать антероградную амнезию , неспособность формировать новые воспоминания. [ 3 ] Это означает, что гиппокамп важен не только для хранения когнитивных карт, но и для кодирования воспоминаний .
Гиппокамп также участвует в консолидации памяти – медленном процессе, посредством которого воспоминания преобразуются из кратковременной памяти в долговременную . Это подтверждается исследованиями, в которых повреждения наносились на гиппокамп крыс в разное время после обучения. [ 2 ] Процесс консолидации может занять до пары лет.
можно формировать новые семантические воспоминания Также было обнаружено, что без гиппокампа , но не эпизодические воспоминания , что означает, что явные описания реальных событий (эпизодические) не могут быть усвоены, но некоторый смысл и знания приобретаются из опыта (семантические). . [ 2 ]
Мозжечок
[ редактировать ]
Мозжечок спинным («малый мозг») — это структура, расположенная в задней части головного мозга, рядом со мозгом . Он выглядит как миниатюрная версия коры головного мозга , поскольку имеет волнистую или извилистую поверхность. [ 3 ]
В отличие от гиппокампа, который участвует в кодировании сложных воспоминаний, мозжечок играет роль в обучении процедурной памяти и моторному обучению, например, навыкам, требующим координации и мелкой моторики. [ 4 ] Примером навыка, требующего процедурной памяти, может быть игра на музыкальном инструменте, вождение автомобиля или езда на велосипеде. Лица с преходящей глобальной амнезией , которым трудно формировать новые воспоминания и/или вспоминать старые события, иногда могут сохранять способность исполнять сложные музыкальные произведения, что позволяет предположить, что процедурная память полностью отделена от сознательной памяти, также известной как эксплицитная память .
Такое разделение имеет смысл, если за процедурное обучение отвечает мозжечок, который находится далеко от гиппокампа. Мозжечок в целом участвует в двигательном обучении, и его повреждение может привести к проблемам с движением, в частности, считается, что он координирует время и точность движений, а также вносит долгосрочные изменения (обучение) для улучшения этих навыков. [ 1 ]
Миндалевидное тело
[ редактировать ]
Над гиппокампом в медиальных височных долях расположены две миндалевидные тела (единственное число «миндалевидное тело»). Миндалевидное тело связано как с эмоциональным обучением, так и с памятью, поскольку оно сильно реагирует на эмоциональные стимулы, особенно на страх. Эти нейроны помогают кодировать эмоциональные воспоминания и усиливать их. Этот процесс приводит к более глубокому и точному кодированию эмоциональных событий в памяти. Было показано, что поражения миндалины у обезьян ухудшают мотивацию, а также обработку эмоций. [ 5 ]
Память об обусловленности страхом
[ редактировать ]Тесты Павлова показали активную роль миндалевидного тела в формировании страха у крыс. Исследования, связанные с поражением базолатерального ядра, показали сильную связь с воспоминаниями, связанными со страхом. Центральное ядро связано с поведенческими реакциями, которые зависят от реакции базолатераля на страх. [ 6 ] Центральное ядро миндалевидного тела также связано с эмоциями и поведением, мотивированными едой и сексом. [ 7 ]
Консолидация памяти
[ редактировать ]Эмоциональные переживания и события несколько хрупки, и требуется время, чтобы полностью запомнить их. Этот медленный процесс, называемый консолидацией, позволяет эмоциям влиять на способ хранения воспоминаний. [ 7 ]
Миндалевидное тело участвует в консолидации памяти , то есть процессе передачи информации, которая в данный момент находится в рабочей памяти, в долговременную память. Этот процесс также известен как модуляция памяти. [ 7 ] Миндалевидное тело кодирует в памяти недавнюю эмоциональную информацию. Исследования памяти показали, что чем выше уровень эмоционального возбуждения человека в момент события, тем больше шансов, что это событие запомнится. [ 7 ] Это может быть связано с тем, что миндалевидное тело усиливает эмоциональный аспект информации во время кодирования, в результате чего память обрабатывается на более глубоком уровне и, следовательно, с большей вероятностью выдерживает забывание.
Базальные ганглии и моторная память
[ редактировать ]
Базальные ганглии представляют собой группу ядер , которые расположены в медиальной височной доле, над таламусом и связаны с корой головного мозга. В частности, базальные ганглии включают субталамическое ядро , черную субстанцию , бледный шар , вентральное полосатое тело и дорсальное полосатое тело , которое состоит из скорлупы и хвостатого ядра . [ 8 ] Основные функции этих ядер связаны с познанием, обучением, контролем движений и деятельностью. Базальные ганглии также связаны с обучением, памятью и процессами бессознательной памяти, такими как моторика и имплицитная память . [ 4 ] В частности, одно деление вентрального полосатого тела, прилежащее ядро, участвует в консолидации, извлечении и реконсолидации памяти о лекарствах. [ 9 ]
Считается, что хвостатое ядро помогает в обучении и запоминании ассоциаций, усвоенных во время оперантного обусловливания . В частности, исследования показали, что эта часть базальных ганглиев играет роль в приобретении привычек стимул-реакция, а также в решении задач последовательности. [ 8 ]
Повреждение базальных ганглиев связано с дисфункциональным обучением моторике и перцептивно-моторным навыкам. Большинство расстройств, связанных с повреждением этих областей мозга, включают в себя тот или иной тип двигательной дисфункции, а также проблемы с умственным переключением между задачами в рабочей памяти . Такие симптомы часто присутствуют у тех, кто страдает дистонией , атимгормическим синдромом , синдромом Фара , болезнью Хантингтона или болезнью Паркинсона . Болезни Хантингтона и Паркинсона сопровождаются как двигательным дефицитом, так и когнитивными нарушениями. [ 8 ]
Корковые структуры
[ редактировать ]
Лобная доля
[ редактировать ]Лобные доли расположены в передней части каждого полушария головного мозга и расположены впереди долей теменных . Она отделена от теменной доли первичной моторной корой , которая контролирует произвольные движения определенных частей тела, связанных с прецентральной извилиной . [ 10 ] Кора здесь служит нашей способности планировать день, организовывать работу, печатать письмо, обращать внимание на детали и контролировать движения рук и ног. Это также повлияло на вашу личность и поведение.
Рассматривая лобные доли в отношении памяти , мы видим, что они очень важны для координации информации. Следовательно, лобные доли важны для рабочей памяти . Например, когда вы думаете о том, как добраться до торгового центра, в котором вы никогда раньше не были, вы объединяете различные знания, которые у вас уже есть: план города, в котором находится торговый центр, информацию с карты, знание особенностей дорожного движения. в этом районе и разговоры с друзьями о местонахождении торгового центра. Активно используя всю эту информацию, вы сможете определить лучший маршрут для себя. Это действие предполагает контролируемое использование информации в рабочей памяти, координируемое лобными долями.
Лобные доли помогают человеку выбирать воспоминания, наиболее актуальные в данном случае. Он может координировать различные типы информации в последовательный след в памяти . [ 11 ] Например, знание самой информации, а также знание того, откуда она взялась, должны быть объединены в единое представление памяти; это называется мониторингом источника. [ 12 ] Иногда мы сталкиваемся с ситуациями, когда информация разделяется, например, когда мы что-то вспоминаем, но не можем вспомнить, откуда мы это помним; это называется ошибкой мониторинга источника . [ 12 ]
Лобные доли также участвуют в способности запоминать, что нам нужно сделать в будущем; это называется проспективная память . [ 13 ]
Височная доля
[ редактировать ]Височные доли — это область коры головного мозга , расположенная под сильвиевой щелью как в левом, так и в правом полушарии мозга. [ 14 ] Доли этой коры более тесно связаны с памятью, в частности с автобиографической памятью . [ 15 ]
Височные доли также отвечают за память узнавания. Это способность идентифицировать предмет как тот, который был недавно обнаружен. [ 16 ] Память узнавания широко рассматривается как состоящая из двух компонентов: компонента знакомства (т. е. знаю ли я этого человека, который машет мне рукой?) и вспоминающего компонента (т. е. это моя подруга Джулия из класса эволюционной психологии).
Повреждение височной доли может повлиять на человека по-разному: нарушение слуховых ощущений и восприятия, нарушение избирательного внимания к слуховому и зрительному восприятию, расстройства зрительного восприятия, нарушение организации и категоризации вербального материала, нарушение речи. понимание и изменение личности. [ 17 ]
Что касается памяти, повреждение височных долей может ухудшить долговременную память . [ 17 ] Таким образом, могут быть затронуты общие семантические знания или более личные эпизодические воспоминания о детстве.
Теменная доля
[ редактировать ]Теменная доля расположена непосредственно позади центральной борозды , выше затылочной доли и кзади от лобной доли, визуально на вершине затылка. [ 18 ] Структура теменной доли определяется четырьмя анатомическими границами головного мозга, обеспечивающими разделение всех четырех долей. [ 18 ]
Теменная доля выполняет множество функций и обязанностей в мозге, и ее основные функции можно разделить на две основные области: (1) ощущение и восприятие (2) построение пространственной системы координат для представления мира вокруг нас. [ 19 ] Теменная доля помогает нам при необходимости направлять внимание и обеспечивает пространственное восприятие и навыки навигации. Кроме того, он объединяет всю нашу сенсорную информацию (осязание, зрение, боль и т. д.), чтобы сформировать единое восприятие. [ 19 ] Теменная доля дает возможность сосредоточить наше внимание на различных стимулах одновременно. ПЭТ-сканирование показывает высокую активность теменной доли, когда исследуемых участников просили сосредоточить свое внимание на двух отдельных областях внимания. [ 19 ] Теменная доля также способствует вербальной кратковременной памяти, а повреждение надкраевой извилины приводит к потере кратковременной памяти. [ 20 ]
Повреждение теменной доли приводит к синдрому «пренебрежения», когда пациенты относятся к части своего тела или объектам в поле зрения так, как будто их никогда не существовало. Повреждение левой стороны теменной доли может привести к так называемому синдрому Герстмана . [ 21 ] Оно включает в себя путаницу правого и левого, трудности с письмом ( аграфия ) и трудности с математикой ( акалькулия ). Оно также может вызывать нарушения речи ( афазию ) и неспособность воспринимать объекты. [ 21 ] Повреждение правой теменной доли может привести к пренебрежению частью тела или пространством (контралатеральное пренебрежение), что может ухудшить многие навыки ухода за собой, такие как одевание и мытье. Повреждение правой стороны также может вызывать трудности в изготовлении вещей (конструктивная апраксия ), отрицание недостатков ( анозогнозия ) и способности рисовать. [ 21 ] Синдром пренебрежения, как правило, более распространен на правой стороне теменной доли, поскольку правая часть обеспечивает внимание как к левому, так и к правому полю. [ 21 ] Повреждение соматической сенсорной коры приводит к утрате восприятия телесных ощущений, а именно осязания.
Затылочная доля
[ редактировать ]Затылочная доля — самая маленькая из всех четырех долей коры головного мозга человека, расположена в самой задней части черепа и считается частью переднего мозга . [ 22 ] Затылочная доля расположена непосредственно над мозжечком и расположена позади теменно -затылочной борозды , или теменно-затылочной борозды. [ 22 ] Эта доля известна как центр системы зрительного восприятия , основная функция затылочной доли — зрение.
Сенсоры сетчатки посылают сигналы через зрительный тракт к латеральному коленчатому ядру . Как только латеральное коленчатое ядро получает информацию, она отправляется в первичную зрительную кору , где она организуется и отправляется по одному из двух возможных путей; дорсальный или вентральный поток . [ 23 ] Вентральный поток отвечает за представление и распознавание объектов и также широко известен как поток «что». Спинной поток отвечает за руководство нашими действиями и определение местоположения объектов в пространстве, широко известный как поток «где» или «как». Как только информация организована и отправлена по путям, она поступает в другие области мозга, отвечающие за визуальную обработку. [ 23 ]
Важнейшая функция затылочной доли — зрение. Из-за расположения этой доли в задней части головы она не подвержена серьезным травмам, но любое значительное повреждение мозга может вызвать различные повреждения нашей системы зрительного восприятия. Распространенными проблемами в затылочной доле являются дефекты поля и скотомы , различение движений и цветов, галлюцинации , иллюзии , неспособность распознавать слова и неспособность распознавать движение. [ 19 ] Было проведено исследование, в котором пациенты страдали от опухоли затылочной доли, и результаты показали, что наиболее частым последствием было контралатеральное повреждение поля зрения. Когда повреждение происходит в затылочной доле, чаще всего последствия наблюдаются на противоположной стороне мозга. Поскольку области мозга настолько специализированы в своем функционировании, повреждения, нанесенные определенным областям мозга, могут вызвать определенный тип повреждения. Повреждение левого полушария мозга может привести к языковым несоответствиям, то есть к трудностям в правильном определении букв, цифр и слов, неспособности использовать визуальные стимулы для понимания нескольких способов обнаружения объекта. [ 19 ] Повреждение правой стороны вызывает невербальные проблемы, т.е. распознавание геометрических фигур, восприятие фигур и лиц. [ 19 ] Почти во всех областях мозга повреждение левой стороны мозга приводит к общим языковым проблемам, тогда как повреждение правой стороны приводит к ухудшению общего восприятия и навыков решения проблем.
Повреждение коры
[ редактировать ]Многие исследования различных заболеваний и расстройств, сопровождающихся симптомами потери памяти, предоставили убедительные доказательства для изучения анатомии мозга и того, какие части больше используются в памяти.
Лобно-височная долевая дегенерация и память
[ редактировать ]Лобно-височная долевая дегенерация (ЛДЛД) — распространенная форма деменции, обусловленная дегенерацией лобных и височных долей. Исследования обнаружили значительное снижение основных потребностей для правильного функционирования этих долей. автобиографическую область памяти Это заболевание в значительной степени влияет на . В одном исследовании пациентов с FTLD опросили и попросили описать важное событие из пяти разных периодов их жизни. Используя интервью и различные методы визуализации, экспериментаторы надеялись найти связь между закономерностями потери объема мозга и производительностью во время интервью. [ 24 ]
Благодаря обработке изображений были обнаружены закономерности значительного уменьшения паренхиматозных объемов, охватывающих лобную и височную доли. При сравнении с контрольной группой пациентов было обнаружено, что объемы паренхимы увеличивались во время эпизодического припоминания и уменьшались во время семантического припоминания. Экспериментаторы обсудили, что автобиографические эпизодические воспоминания на протяжении всей жизни были в значительной степени повреждены у пациентов с FTLD, а семантическая автобиографическая память, по-видимому, сохранилась. [ 24 ]
Болезнь Паркинсона и память
[ редактировать ]Болезнь Паркинсона включает как повреждение базальных ганглиев, так и определенные нарушения памяти, что позволяет предположить, что базальные ганглии участвуют в определенных типах памяти. У больных этим заболеванием наблюдаются проблемы как с рабочей, так и с пространственной памятью. [ 25 ]
Большинство людей могут мгновенно и легко использовать зрительно-пространственную память для запоминания мест и изображений, но человеку с болезнью Паркинсона это будет сложно. У него или нее также возникнут проблемы с кодированием этой визуальной и пространственной информации в долговременную память. [ 25 ] Это говорит о том, что базальные ганглии одновременно кодируют и запоминают пространственную информацию.
У людей с болезнью Паркинсона наблюдаются нарушения рабочей памяти при выполнении последовательных задач и задач, связанных с событиями во времени. Им также трудно понять, как использовать свою память, например, когда менять стратегию или поддерживать ход мыслей. [ 25 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Колб, Б; Уишоу I (2008). Основы нейропсихологии человека, 6-е изд . Нью-Йорк: Издательство Worth. ISBN 978-0-7167-9586-5 .
- ^ Jump up to: а б с Уорд, Дж (2009). Руководство для студентов по когнитивной нейронауке . Психология Пресс. ISBN 978-1-84872-003-9 .
- ^ Jump up to: а б Махут, Х; Зола-Морган С; Мосс М. (1982). «Резекции гиппокампа нарушают ассоциативное обучение и память распознавания у обезьян» . Журнал неврологии . 2 (9): 1214–1229. doi : 10.1523/JNEUROSCI.02-09-01214.1982 . ПМК 6564312 . ПМИД 7119874 .
- ^ Jump up to: а б Мишкин, М.; Аппенцеллер, Т. (1987). «Анатомия памяти». Научный американец . 256 (6): 80–89. Бибкод : 1987SciAm.256f..80M . doi : 10.1038/scientificamerican0687-80 . ПМИД 3589645 .
- ^ Роббинс, ТВ; Эрше К.Д.; Эверитт Би Джей (2008). «Наркомания и системы памяти мозга» . Анналы Нью-Йоркской академии наук . 1141 (1): 1–21. Бибкод : 2008NYASA1141....1R . дои : 10.1196/анналы.1441.020 . ПМИД 18991949 . S2CID 6694636 .
- ^ Рабинак, Калифорния; Марен С (2008). «Ассоциативная структура памяти о страхе после базолатерального поражения миндалины у крыс» . Поведенческая нейронаука . 122 (6): 1284–1294. дои : 10.1037/a0012903 . ПМЦ 2593860 . ПМИД 19045948 .
- ^ Jump up to: а б с д Макгоф, JL (2004). «Минодалина модулирует консолидацию воспоминаний об эмоционально возбуждающих переживаниях». Ежегодный обзор неврологии . 27 (1): 1–28. дои : 10.1146/annurev.neuro.27.070203.144157 . ПМИД 15217324 . S2CID 17502659 .
- ^ Jump up to: а б с Паккард, Миннесота; Ноултон, Б. (2002). «Функции обучения и памяти базальных ганглиев». Ежегодный обзор неврологии . 25 : 563–93. дои : 10.1146/annurev.neuro.25.112701.142937 . ПМИД 12052921 . S2CID 1536485 .
- ^ Креспо, Дж.А.; Штёкль П; Уэбералл Ф; Марсель Дж; Сария А; Церниг Г. (февраль 2012 г.). «Активация PKCzeta и PKMzeta в ядре прилежащего ядра необходима для извлечения, консолидации и реконсолидации памяти о лекарстве» . ПЛОС ОДИН . 7 (2): e30502. Бибкод : 2012PLoSO...730502C . дои : 10.1371/journal.pone.0030502 . ПМЦ 3277594 . ПМИД 22348011 .
- ^ Кайперс, Х. (1981). Анатомия нисходящих путей. В. Брукс, изд. Нервная система, Справочник по физиологии, том. 2. Балтимор: Уильямс и Уилкинс.
- ^ Франкланд П.В., Бонтемпи Б. (2005). Организация недавних и отдаленных воспоминаний . Нат. Преподобный Нейроски. 119–130.
- ^ Jump up to: а б Джонсон, МК; Хаштруди, С.; Линдси, С. (1993). «Источник мониторинга». Психологический вестник . 114 (1): 3–28. дои : 10.1037/0033-2909.114.1.3 . ПМИД 8346328 .
- ^ Виноград, Э. (1988). Некоторые наблюдения по поводу проспективного запоминания. В М.М. Грюнеберге, П.Е. Моррисе и Р.Н. Сайксе (ред.), «Практические аспекты памяти: текущие исследования и проблемы». Том. 2, стр. 348-353.
- ^ Сквайр, LR; Зола-Морган, С. (1991). «Медиальная система памяти височной доли». Наука . 253 (5026): 1380–1386. Бибкод : 1991Sci...253.1380S . CiteSeerX 10.1.1.421.7385 . дои : 10.1126/science.1896849 . ПМИД 1896849 . S2CID 5449289 .
- ^ Конвей, Массачусетс; Плейделл Пирс, CW (2000). «Построение автобиографических воспоминаний в системе самопамяти». Психологический обзор . 107 (2): 261–288. CiteSeerX 10.1.1.621.9717 . дои : 10.1037/0033-295x.107.2.261 . ПМИД 10789197 .
- ^ Рагг, М.; Йонелинас, АП (2003). «Человеческая узнаваемая память: взгляд когнитивной нейронауки». Тенденции Когн. Наука . 7 (7): 313–19. дои : 10.1016/s1364-6613(03)00131-1 . ПМИД 12860190 . S2CID 16522300 .
- ^ Jump up to: а б Колб Б. и Уишоу И. (1990). Основы нейропсихологии человека. WH Freeman and Co., Нью-Йорк.
- ^ Jump up to: а б Блейкмор и Фрит (2005). Обучающийся мозг. Издательство Блэквелл.
- ^ Jump up to: а б с д и ж Кандел Э., Шварц Дж. и Джесселл Т. (1991). Принципы нейронауки. 3-е издание. Нью-Йорк: Нью-Йорк. Эльзевир.
- ^ Коуэн, Нельсон. (2005). Объем рабочей памяти. Психология Пресс. Нью-Йорк.
- ^ Jump up to: а б с д Уоррингтон Э. и Вайскранц Л. (1973). Анализ дефектов кратковременной и долговременной памяти у человека. В JA Deutsch, изд. Физиологические основы памяти. Нью-Йорк: Академическая пресса.
- ^ Jump up to: а б Уэстморленд, Б. и др. (1994). Медицинская нейронаука: подход к анатомии, патологии и физиологии по системам и уровням. Нью-Йорк: Нью-Йорк. Литтл, Браун и компания.
- ^ Jump up to: а б Гудейл, Массачусетс; Милнер, AD (1992). «Отдельные визуальные пути восприятия и действия». Тенденции нейробиологии . 15 (1): 20–5. CiteSeerX 10.1.1.207.6873 . дои : 10.1016/0166-2236(92)90344-8 . ПМИД 1374953 . S2CID 793980 .
- ^ Jump up to: а б Маккиннон, MC; Ника, Э.И.; Сенгди, П.; Ковачевич, Н.; Москович, М.; Фридман, М.; Миллер, БЛ; Блэк, ЮВ; Левин, Б. (2008). «Автобиографическая память и закономерности атрофии мозга при лобно-височной долевой дегенерации» . Журнал когнитивной нейронауки . 20 (10): 1839–1853. дои : 10.1162/jocn.2008.20126 . ПМК 6553881 . ПМИД 18370601 .
- ^ Jump up to: а б с Монтомери, П. Сиверштейн, П. и др. (1993). Пространственное обновление при болезни Паркинсона, Мозг и познание, 23, 113–126.
- Роббинс, ТВ; Кадхим, З; Эрше К.Д.; Эверитт Би Джей (2008). «Наркомания и системы памяти мозга». Нью-Йоркская академия наук 1141