Инграмма (нейропсихология)

Инграмма — это единица когнитивной информации, запечатленная в физической субстанции, которая теоретически является средством воспоминаний . хранения ^[1] как биофизический или биохимический ^[2] изменения в мозге или другой биологической ткани в ответ на внешние раздражители.

Демонстрация существования, а также точного механизма и расположения неврологически определенных инграмм была в центре внимания постоянных исследований на протяжении многих десятилетий. ^[3]

История

Термин «инграмма» был придуман исследователем памяти Ричардом Семоном для обозначения физического субстрата памяти в организме. Семон, однако, предупреждал: «У животных в ходе эволюционного процесса одна органическая система — нервная система — стала специализированной на приеме и передаче стимулов. Однако из этого нельзя вывести никакой монополии нервной системы на эту функцию». специализация, даже не на высшей стадии развития, как у Человека». ^[4] Одно из первых попыток определить расположение воспоминаний в мозге было предпринято Карлом С. Лэшли, который удалил части мозга у грызунов. В экспериментах Лэшли крыс обучали бегать по лабиринту, а затем из коры их головного мозга удаляли ткани . Увеличение количества удаляемой ткани усиливало деградацию памяти, но, что более важно, не имело значения, откуда была удалена ткань. Таким образом, его поиски оказались безуспешными, а его вывод о том, что память распределена в мозге диффузно, стал широко влиятельным. ^[5] Однако сегодня мы понимаем, что память не полностью, а лишь в значительной степени распределена в мозгу; это, вместе с его динамичной природой, затрудняет идентификацию инграмм с использованием традиционных научных методов. ^[5]^[6]

Позже Дэвид А. Маккормик и Ричард Ф. Томпсон искали инграмму в мозжечке , а не в коре головного мозга. Они использовали классическое обусловливание реакции век у кроликов в поисках инграммы. Они надували воздух на роговицу глаза и сочетали его со звуком. После ряда опытов, связывающих его со звуком, кролики приучились моргать, когда слышали звук, даже без затяжки. Одной из областей, которую изучал Дэвид А. Маккормик, было латеральное межпозитивное ядро (LIP). Он обнаружил, что записи нейронов в этом ядре обнаруживают активность, отражающую обучение, стимуляция ядра вызывает выученную реакцию, а поражение этой области мозга отменяет реакцию. ^[7] Другие члены группы Томпсона обнаружили, что при химической дезактивации промежуточного ядра условный ответ исчезал; при повторной активации они ответили снова, продемонстрировав, что LIP является ключевым элементом инграммы для этого ответа. ^[8] Этот подход, нацеленный на мозжечок, хотя и успешен, исследует только основные автоматические реакции, которыми обладают практически все животные. Однако энграммы определенных типов памяти обнаруживаются в подсистемах, опосредующих этот процесс обучения, и поэтому с ЛИП связаны только энграммы простой обусловленности, но не, например, энграммы семантической памяти .

Обзор

Нейронаука признает существование многих типов памяти, и их физическое расположение в мозге, вероятно, будет зависеть от соответствующей системы, опосредующей кодирование этой памяти. ^[9] такие части мозга, как мозжечок , полосатое тело , кора головного мозга , гиппокамп и миндалевидное тело, Считается, что играют важную роль в памяти. Например, считается, что гиппокамп участвует в пространственной и декларативной памяти , а также в консолидации кратковременной памяти в долговременную.

Исследования показали, что декларативные воспоминания перемещаются между лимбической системой , расположенной глубоко внутри мозга, и внешними, кортикальными областями. Они отличаются от механизмов более примитивного мозжечка, который доминирует в реакции моргания и напрямую получает входную слуховую информацию. Ему не нужно «обращаться» к другим структурам мозга за помощью в формировании воспоминаний о простых ассоциациях.

Исследование Массачусетского технологического института показало, что поведение, основанное на когнитивных способностях высокого уровня, таких как выражение определенных воспоминаний, может генерироваться у млекопитающих путем высокоспецифичной физической активации определенной небольшой субпопуляции клеток мозга. Реактивируя эти клетки физическими средствами у мышей, например, светом на нейроны, затронутые оптогенетикой , по-видимому, вызываются долговременные воспоминания, связанные со страхом. ^[10]

использовались В другом исследовании оптогенетика и хемогенетика для контроля активности нейронов у животных, кодирующих и вызывающих воспоминания о пространственном контексте, чтобы выяснить, как мозг определяет продолжительность воспоминаний. Результаты, полученные исследователями, определили роль специфических ингибирующих клеток гиппокампа ( клеток, экспрессирующих соматостатин ) в ограничении количества нейронов, участвующих в хранении пространственной информации, и ограничении продолжительности соответствующей памяти. ^[11]

В 2016 году исследование Массачусетского технологического института показало, что потерю памяти на ранних стадиях болезни Альцгеймера можно обратить вспять, укрепив специфические связи клеток энграмм памяти в мозге мышей с болезнью Альцгеймера. ^[12]

См. также

Теория множественных следов
Самскара
Мыши TetTag , используемые для восстановления памяти посредством оптогенетической стимуляции. ^[13]

Ссылки

^ Лю, Сюй; Рамирес, Стив; Панг, Петти Т.; Пурье, Кори Б.; Говиндараджан, Арвинд; Дейсерот, Карл; Тонегава, Сусуму (22 марта 2012 г.). «Оптогенетическая стимуляция энграммы гиппокампа активирует вызов воспоминаний о страхе» . Природа . 484 (7394): 381–385. Бибкод : 2012Natur.484..381L . дои : 10.1038/nature11028 . ПМК 3331914 . ПМИД 22441246 .
^ Райан, Ти Джей; Рой, Д.С.; Пиньятелли, М.; Аронс, А.; Тонегава, С. (28 мая 2015 г.). «Инграммные клетки сохраняют память при ретроградной амнезии» . Наука . 348 (6238): 1007–1013. Бибкод : 2015Sci...348.1007R . дои : 10.1126/science.aaa5542 . ПМЦ 5583719 . ПМИД 26023136 .
^ Леви, Адам (14 января 2021 г.). «Память, тайна» . Знающий журнал . doi : 10.1146/knowable-011421-3 . Проверено 25 марта 2022 г.
^ Семон, Ричард (1921). «Глава II. Энграфическое действие раздражителей на личность» . Мнеме . Лондон: Джордж Аллен и Анвин. п. 24; транс Луи Саймона. {{cite book}}: CS1 maint: постскриптум ( ссылка )
^ Jump up to: ^а ^б Са, Джослин; С, Келер; Pw, Франкленд (сентябрь 2015 г.). «Нахождение энграммы» . Обзоры природы. Нейронаука . 16 (9): 521–534. дои : 10.1038/nrn4000 . ПМИД 26289572 . S2CID 205511443 . Проверено 2 июня 2020 г.
^ Брюс, Дэррил (1 декабря 2001 г.). «Пятьдесят лет с тех пор, как Лэшли искал инграмму: опровержения и предположения». Журнал истории нейронаук . 10 (3): 308–318. дои : 10.1076/jhin.10.3.308.9086 . ПМИД 11770197 . S2CID 27180078 .
^ Маккормик, Дэвид; Томпсон, Ричард (20 января 1984 г.). «Мозжечок: существенное участие в классической условной реакции век». Наука . 222 : 296–299. дои : 10.1126/science.6701513 .
^ Джеймс В. Калат, Биологическая психология, с. 392–393
^ Герриг и Зимбардо (2005) Психология и жизнь (17-е издание: международное издание)
^ Костанди, Миссури (6 апреля 2012 г.). «Свет возвращает плохие воспоминания» . Хранитель .
^ Стефанелли, Томас; Бертоллини, Кристина; Люшер, Кристиан; Мюллер, Доминик; Мендес, Пабло (март 2016 г.). «Соматостатиновые интернейроны гиппокампа контролируют размер ансамблей нейрональной памяти» . Нейрон . 89 (5): 1074–1085. дои : 10.1016/j.neuron.2016.01.024 . ПМИД 26875623 .
^ Рой, Дирадж С.; Аронс, Осень; Митчелл, Терин И.; Пиньятелли, Микеле; Райан, Томас Дж.; Тонегава, Сусуму (март 2016 г.). «Восстановление памяти путем активации инграммных клеток на мышиных моделях ранней болезни Альцгеймера» . Природа . 531 (7595): 508–512. Бибкод : 2016Natur.531..508R . дои : 10.1038/nature17172 . ПМЦ 4847731 . ПМИД 26982728 .
^ Гарнер, Алина Р.; Роуленд, Дэвид С.; Хван, Сан Юль; Баумгертель, Карстен; Рот, Брайан Л.; Кентрос, Клифф; Мэйфорд, Марк (23 марта 2012 г.). «Генерация синтетического следа памяти» . Наука . 335 (6075): 1513–1516. дои : 10.1126/science.1214985 . ISSN 1095-9203 . ПМЦ 3956300 . ПМИД 22442487 .

Дальнейшее чтение

У Схолии есть профиль инграммы (Q175168) .

Забытые идеи, забытые пионеры: Ричард Семон и история памяти , Дэниел Шактер, 2001 г. ISBN 1-84169-052-X
Дудай, Ю. (2004). «Нейробиология консолидаций, или Насколько стабильна инграмма?». Ежегодный обзор психологии . 55 : 51–86. дои : 10.1146/annurev.psych.55.090902.142050 . ПМИД 14744210 .
Гонсалес, Робби (25 июля 2013 г.). Имплантация памяти теперь официально стала реальностью Gizmodo. Проверено 3 декабря 2021 г.
Джоселин, Ю.А. (2010). «Продолжение поиска инграммы: исследование механизма воспоминаний о страхе» . Журнал психиатрии и неврологии . 35 (4): 221–228. дои : 10.1503/jpn.100015 . ПМК 2895151 . ПМИД 20569648 .

[1] Лю, Сюй; Рамирес, Стив; Панг, Петти Т.; Пурье, Кори Б.; Говиндараджан, Арвинд; Дейсерот, Карл; Тонегава, Сусуму (22 марта 2012 г.). «Оптогенетическая стимуляция энграммы гиппокампа активирует вызов воспоминаний о страхе» . Природа . 484 (7394): 381–385. Бибкод : 2012Natur.484..381L . дои : 10.1038/nature11028 . ПМК 3331914 . ПМИД 22441246 .

[2] Райан, Ти Джей; Рой, Д.С.; Пиньятелли, М.; Аронс, А.; Тонегава, С. (28 мая 2015 г.). «Инграммные клетки сохраняют память при ретроградной амнезии» . Наука . 348 (6238): 1007–1013. Бибкод : 2015Sci...348.1007R . дои : 10.1126/science.aaa5542 . ПМЦ 5583719 . ПМИД 26023136 .

[Levy-3] Леви, Адам (14 января 2021 г.). «Память, тайна» . Знающий журнал . doi : 10.1146/knowable-011421-3 . Проверено 25 марта 2022 г.

[4] Семон, Ричард (1921). «Глава II. Энграфическое действие раздражителей на личность» . Мнеме . Лондон: Джордж Аллен и Анвин. п. 24; транс Луи Саймона. {{cite book}}: CS1 maint: постскриптум ( ссылка )

[:0-5] Jump up to: ^а ^б Са, Джослин; С, Келер; Pw, Франкленд (сентябрь 2015 г.). «Нахождение энграммы» . Обзоры природы. Нейронаука . 16 (9): 521–534. дои : 10.1038/nrn4000 . ПМИД 26289572 . S2CID 205511443 . Проверено 2 июня 2020 г.

[bruce-6] Брюс, Дэррил (1 декабря 2001 г.). «Пятьдесят лет с тех пор, как Лэшли искал инграмму: опровержения и предположения». Журнал истории нейронаук . 10 (3): 308–318. дои : 10.1076/jhin.10.3.308.9086 . ПМИД 11770197 . S2CID 27180078 .

[7] Маккормик, Дэвид; Томпсон, Ричард (20 января 1984 г.). «Мозжечок: существенное участие в классической условной реакции век». Наука . 222 : 296–299. дои : 10.1126/science.6701513 .

[8] Джеймс В. Калат, Биологическая психология, с. 392–393

[Gerrig_and_Zimbardo_2005-9] Герриг и Зимбардо (2005) Психология и жизнь (17-е издание: международное издание)

[10] Костанди, Миссури (6 апреля 2012 г.). «Свет возвращает плохие воспоминания» . Хранитель .

[11] Стефанелли, Томас; Бертоллини, Кристина; Люшер, Кристиан; Мюллер, Доминик; Мендес, Пабло (март 2016 г.). «Соматостатиновые интернейроны гиппокампа контролируют размер ансамблей нейрональной памяти» . Нейрон . 89 (5): 1074–1085. дои : 10.1016/j.neuron.2016.01.024 . ПМИД 26875623 .

[12] Рой, Дирадж С.; Аронс, Осень; Митчелл, Терин И.; Пиньятелли, Микеле; Райан, Томас Дж.; Тонегава, Сусуму (март 2016 г.). «Восстановление памяти путем активации инграммных клеток на мышиных моделях ранней болезни Альцгеймера» . Природа . 531 (7595): 508–512. Бибкод : 2016Natur.531..508R . дои : 10.1038/nature17172 . ПМЦ 4847731 . ПМИД 26982728 .

[13] Гарнер, Алина Р.; Роуленд, Дэвид С.; Хван, Сан Юль; Баумгертель, Карстен; Рот, Брайан Л.; Кентрос, Клифф; Мэйфорд, Марк (23 марта 2012 г.). «Генерация синтетического следа памяти» . Наука . 335 (6075): 1513–1516. дои : 10.1126/science.1214985 . ISSN 1095-9203 . ПМЦ 3956300 . ПМИД 22442487 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]