Как работает Гиппокамп?
Гиппокамп - это парная структура в височной доле коры головного мозга, которая выполняет функцию кратковременной памяти и записи кратковременной памяти в долговременную.
Гиппокамп связан множеством двусторонних нервных связей с таламусом, амигдалой и энторинальной корой мозга. Кроме того, правый и левый гиппокампы связаны между собой.
В гиппокампе (в отличии от остального мозга) постоянно происходит образование новых нейронов.
NMDA рецепторы
Нейроны гиппокампа отличаются наличием NMDA рецепторов. В нормальном состоянии NMDA-рецепторы закрыты магниевыми пробками, но при активации синапса (через обычные AMPA-рецепторы), эти пробки вылетают. Ионный канал рецептора, селективный к катионам, открывается, что ведёт к притоку в клетку Na+ и, в небольшом объёме, Ca2+, а K+ покидает клетку.
Ионы кальция, вошедшие через канал, активируют протеинкиназу CaMK-II. Происходит её аутофосфорилирование и фосфорилирование ряда белков нейрона-реципиента. При этом проводимость синапса резко увеличивается и может продержаться несколько часов.
Как правило, возврат магниевых пробок происходит во время сна, когда нет возбуждающих информационных потоков.
Запись информации в гиппокамп
При эмоциональном состоянии (возбуждении амигдалы) и наличии входящего сенсорного потока из таламуса, в гиппокамп поступают сигналы, достаточные для активации нейронов и NMDA-синапсов.
Очевидно, в гиппокампе запоминаются паттерны активации ключевых нейронов из входящего сенсорного потока (из таламуса) и нейронов, кодирующих эмоциональное состояние (из коры).
Физически происходят модификации синапсов между нейронами, кодирующих смыслы, задействованные в запоминаемой ситуации.
Использование кратковременной памяти
Если в процессе мышления в коре мозга активируются нейроны, проекции которых имеют открытые синапсы в гиппокампе, информация, запомненная в гиппокампе, может быть использована для мышления. В частности, это происходит при решении пространственных задач - по поиску пути в незнакомой местности (которые, обычно, сопровождаются эмоциональным напряжением).
Перезапись из кратковременной в долговременную память
При исчезновении внешнего сенсорного потока из таламуса (при засыпании или в следствии волевого усилия коры), создаются условия для перезаписи информации из гиппокампа в кору.
Этот процесс, вероятно, инициируется в коре при использовании в мыслительном процессе паттернов эмоционального состояния, запомненных в гиппокампе и связанных с определенной ситуацией.
При этом, кора возбуждает и амигдалу, которая воспроизводит пережитую ранее эмоцию. Вместе кора и амигдала активируют в гиппокампе те же нейроны, которые использовались для запоминания.
По ассоциативным связям в гиппокампе активируются проекционные сенсорные нейроны, которые запоминали сенсорный поток во время эмоционального возбуждения, и они воспроизводят в коре и амигдале пережитую ситуацию (вернее, ее контуры).
В результате образуется замкнутый контур, который постепенно усиливает эмоцию и более точно воспроизводит пережитую ситуацию.
За счет многократного повторения одних и тех же паттернов активации нейронов в коре и амигдале происходит формирование долговременной памяти. Кратковременная же память в гиппокампе, как правило, стирается после сна.
Гиппокамп связан множеством двусторонних нервных связей с таламусом, амигдалой и энторинальной корой мозга. Кроме того, правый и левый гиппокампы связаны между собой.
В гиппокампе (в отличии от остального мозга) постоянно происходит образование новых нейронов.
NMDA рецепторы
Нейроны гиппокампа отличаются наличием NMDA рецепторов. В нормальном состоянии NMDA-рецепторы закрыты магниевыми пробками, но при активации синапса (через обычные AMPA-рецепторы), эти пробки вылетают. Ионный канал рецептора, селективный к катионам, открывается, что ведёт к притоку в клетку Na+ и, в небольшом объёме, Ca2+, а K+ покидает клетку.
Ионы кальция, вошедшие через канал, активируют протеинкиназу CaMK-II. Происходит её аутофосфорилирование и фосфорилирование ряда белков нейрона-реципиента. При этом проводимость синапса резко увеличивается и может продержаться несколько часов.
Как правило, возврат магниевых пробок происходит во время сна, когда нет возбуждающих информационных потоков.
Запись информации в гиппокамп
При эмоциональном состоянии (возбуждении амигдалы) и наличии входящего сенсорного потока из таламуса, в гиппокамп поступают сигналы, достаточные для активации нейронов и NMDA-синапсов.
Очевидно, в гиппокампе запоминаются паттерны активации ключевых нейронов из входящего сенсорного потока (из таламуса) и нейронов, кодирующих эмоциональное состояние (из коры).
Физически происходят модификации синапсов между нейронами, кодирующих смыслы, задействованные в запоминаемой ситуации.
Использование кратковременной памяти
Если в процессе мышления в коре мозга активируются нейроны, проекции которых имеют открытые синапсы в гиппокампе, информация, запомненная в гиппокампе, может быть использована для мышления. В частности, это происходит при решении пространственных задач - по поиску пути в незнакомой местности (которые, обычно, сопровождаются эмоциональным напряжением).
Перезапись из кратковременной в долговременную память
При исчезновении внешнего сенсорного потока из таламуса (при засыпании или в следствии волевого усилия коры), создаются условия для перезаписи информации из гиппокампа в кору.
Этот процесс, вероятно, инициируется в коре при использовании в мыслительном процессе паттернов эмоционального состояния, запомненных в гиппокампе и связанных с определенной ситуацией.
При этом, кора возбуждает и амигдалу, которая воспроизводит пережитую ранее эмоцию. Вместе кора и амигдала активируют в гиппокампе те же нейроны, которые использовались для запоминания.
По ассоциативным связям в гиппокампе активируются проекционные сенсорные нейроны, которые запоминали сенсорный поток во время эмоционального возбуждения, и они воспроизводят в коре и амигдале пережитую ситуацию (вернее, ее контуры).
В результате образуется замкнутый контур, который постепенно усиливает эмоцию и более точно воспроизводит пережитую ситуацию.
За счет многократного повторения одних и тех же паттернов активации нейронов в коре и амигдале происходит формирование долговременной памяти. Кратковременная же память в гиппокампе, как правило, стирается после сна.
