Todavía recuerdo la película de acción "Johnny the Mnemonic". Allí, K. Reeves implantó una unidad flash en el cerebro y cargó allí cantidades desmedidas de información. ¡Qué genial es recordar todo! Pero Sherlock Holmes llamó memoria: el ático. Si arroja todo allí y lo almacena durante muchos años, será imposible encontrarlo allí rápidamente y tal vez no funcione en absoluto. Por lo tanto, solo recordaba lo que necesitaba en su trabajo.
Hoy en día, incluso la respuesta a la pregunta básica, qué es la memoria en el tiempo y el espacio, puede consistir principalmente en hipótesis y suposiciones. Si hablamos de espacio, todavía no está muy claro cómo está organizada la memoria y dónde se ubica exactamente en el cerebro. Los datos científicos sugieren que sus elementos están presentes en todas partes, en cada una de las áreas de nuestra "materia gris".
Además, una misma información, aparentemente, se puede escribir en la memoria en diferentes lugares.
Por ejemplo, se ha establecido que la memoria espacial (cuando recordamos un determinado entorno por primera vez: una habitación, una calle, un paisaje) está asociada con una región del cerebro llamada hipocampo. Cuando intentemos extraer esta configuración de la memoria, digamos, diez años después, esta memoria ya se extraerá de un área completamente diferente. Sí, la memoria puede moverse dentro del cerebro, y esta tesis se ilustra mejor con un experimento que una vez se llevó a cabo con pollos. La impresión juega un papel importante en la vida de los pollos recién nacidos: aprendizaje instantáneo (y la ubicación de la memoria es aprendizaje). Por ejemplo, una gallina ve un objeto grande en movimiento e inmediatamente "imprime" en el cerebro: esta es una gallina madre, debes seguirla. Pero si después de cinco días se le quita al pollo la parte del cerebro responsable de la impronta, resulta que … la habilidad memorizada no ha ido a ninguna parte. Se ha trasladado a otra área, y esto prueba que hay un repositorio para los resultados de aprendizaje inmediatos y otro para el almacenamiento a largo plazo.
norte
Recordamos con gusto
Pero es aún más sorprendente que el cerebro no tenga una secuencia tan clara de movimiento de la memoria de operativa a permanente, como ocurre en una computadora. La memoria de trabajo, que registra sensaciones inmediatas, activa simultáneamente otros mecanismos de memoria, a medio y largo plazo. Pero el cerebro es un sistema que consume mucha energía y, por lo tanto, intenta optimizar el uso de sus recursos, incluida la memoria. Por lo tanto, la naturaleza ha creado un sistema de varias etapas. La memoria de trabajo se forma rápidamente y se destruye con la misma rapidez; existe un mecanismo especial para esto. Pero los eventos realmente importantes se registran para el almacenamiento a largo plazo, mientras que su importancia se enfatiza por la emoción, la actitud hacia la información.
Video promocional:
A nivel fisiológico, la emoción es la activación de los sistemas moduladores bioquímicos más poderosos. Estos sistemas liberan hormonas mediadoras que cambian la bioquímica de la memoria en la dirección correcta. Entre ellas, por ejemplo, se encuentran varias hormonas del placer, cuyos nombres recuerdan no tanto a la neurofisiología como a la crónica criminal: se trata de morfinas, opioides, cannabinoides, es decir, drogas producidas por nuestro cuerpo. En particular, los endocannabinoides se generan directamente en las sinapsis, los contactos de las células nerviosas. Influyen en la efectividad de estos contactos y, por tanto, "favorecen" el registro de tal o cual información en la memoria. Otras sustancias de la cantidad de mediadores hormonales pueden, por el contrario, suprimir el proceso de transferencia de datos de la memoria de trabajo a la memoria a largo plazo.
Los mecanismos del refuerzo de la memoria emocional, es decir, bioquímica, ahora se están estudiando activamente. El único problema es que la investigación de laboratorio de este tipo solo se puede realizar en animales, pero ¿cuánto puede decirnos una rata de laboratorio sobre sus emociones?
Si hemos almacenado algo en nuestra memoria, a veces llega el momento de recordar esta información, es decir, de extraerla de la memoria. Pero, ¿es correcta la palabra "extraer"? Al parecer, no mucho. Parece que los mecanismos de la memoria no recuperan información, sino que la regeneran. No hay información en estos mecanismos, así como no hay voz ni música en el "hardware" de un receptor de radio. Pero todo está claro con el receptor: procesa y convierte la señal electromagnética recibida en la antena. Todavía es muy difícil decir qué tipo de "señal" se procesa al extraer la memoria, dónde y cómo se almacenan estos datos. Sin embargo, ya se sabe que durante la recolección, la memoria se reescribe, modifica o al menos esto sucede con algunos tipos de memoria.
No electricidad, sino química
En busca de una respuesta a la pregunta de cómo modificar o incluso borrar la memoria, en los últimos años se han realizado importantes descubrimientos y han aparecido varios trabajos sobre la "molécula de la memoria".
De hecho, han intentado aislar tal molécula, o al menos algún portador material del pensamiento y la memoria, durante doscientos años, pero sin mucho éxito. Al final, los neurofisiólogos llegaron a la conclusión de que no hay nada específico de la memoria en el cerebro: hay 100 mil millones de neuronas, hay 10 billones de conexiones entre ellas y, en algún lugar de esta red de escala cósmica, la memoria, los pensamientos y el comportamiento están codificados de manera uniforme. Se han hecho intentos para bloquear ciertas sustancias químicas en el cerebro, y esto ha llevado a un cambio en la memoria, pero también a un cambio en todo el funcionamiento del cuerpo. Recién en 2006 aparecieron los primeros trabajos sobre el sistema bioquímico, que parece ser muy específico para la memoria. Su bloqueo no provocó ningún cambio en el comportamiento o la capacidad de aprendizaje, solo la pérdida de parte de su memoria. Por ejemplo, el recuerdo de la situación,si el bloqueador se ha inyectado en el hipocampo. O choque emocional si se inyecta un bloqueador en la amígdala. El sistema bioquímico encontrado es una proteína, una enzima llamada proteína quinasa M-zeta, que controla otras proteínas.
norte
Uno de los principales problemas de la neurofisiología y mdash; la incapacidad de realizar experimentos en humanos. Sin embargo, incluso en los animales primitivos, los mecanismos básicos de la memoria son similares a los nuestros.
La molécula trabaja en el sitio de contacto sináptico, el contacto entre neuronas del cerebro. Aquí debemos hacer una digresión importante y aclarar los detalles de estos mismos contactos. El cerebro a menudo se compara con una computadora y, por lo tanto, muchas personas piensan que las conexiones entre las neuronas, que crean todo lo que llamamos pensamiento y memoria, son de naturaleza puramente eléctrica. Pero este no es el caso. El lenguaje de las sinapsis es la química, aquí algunas moléculas secretadas, como una llave con cerradura, interactúan con otras moléculas (receptores), y solo entonces comienzan los procesos eléctricos. La eficiencia y el alto rendimiento de la sinapsis dependen de cuántos receptores específicos se enviarán a través de la célula nerviosa al sitio de contacto.
Proteína con propiedades especialesLa proteína quinasa M-zeta solo controla la entrega de receptores a la sinapsis y, por lo tanto, aumenta su eficiencia. Cuando estas moléculas se activan al mismo tiempo en decenas de miles de sinapsis, se produce un desvío de la señal y cambian las propiedades generales de una determinada red de neuronas. Todo esto nos dice poco sobre cómo se codifican los cambios en la memoria en este desvío, pero una cosa es cierta: si se bloquea la proteína quinasa M-zeta, la memoria se borrará, porque los enlaces químicos que la proporcionan no funcionarán. La "molécula" de la memoria recién descubierta tiene varias características interesantes.
Primero, es capaz de autorreproducirse. Si, como resultado del aprendizaje (es decir, de recibir nueva información), se forma en la sinapsis un determinado aditivo en forma de una cierta cantidad de proteína quinasa M-zeta, esta cantidad puede permanecer allí durante mucho tiempo, a pesar de que esta molécula de proteína se descompone en tres o cuatro días. De alguna manera, la molécula moviliza los recursos de la célula y asegura la síntesis y entrega de nuevas moléculas al lugar de contacto sináptico para reemplazar las que quedan.
En segundo lugar, una de las características más interesantes de la proteína quinasa M-zeta es su bloqueo. Cuando los investigadores necesitaron obtener una sustancia para experimentos sobre el bloqueo de la "molécula" de la memoria, simplemente "leyeron" la sección de su gen, que codifica su propio bloqueador de péptidos, y lo sintetizaron. Sin embargo, este bloqueador nunca es producido por la propia célula, y no está claro con qué propósito la evolución dejó su código en el genoma.
La tercera característica importante de la molécula es que tanto ella como su bloqueador tienen una apariencia casi idéntica para todos los seres vivos con sistema nervioso. Esto indica que en la persona de la proteína quinasa M-zeta estamos tratando con el mecanismo adaptativo más antiguo, sobre el cual se construye la memoria humana.
Por supuesto, la proteína quinasa M-zeta no es una "molécula de memoria" en el sentido en que los científicos del pasado esperaban encontrarla. No es un portador material de información memorizada, pero, obviamente, actúa como un regulador clave de la efectividad de las conexiones dentro del cerebro, inicia la aparición de nuevas configuraciones como resultado del aprendizaje.
Hacer contacto
Ahora, los experimentos con el bloqueador de la proteína quinasa M-zeta tienen en cierto sentido el carácter de "disparar a través del área". La sustancia se inyecta en determinadas partes del cerebro de los animales de experimentación con la ayuda de una aguja muy fina y, por tanto, apaga la memoria inmediatamente en grandes bloques funcionales. Los límites de penetración del bloqueador no siempre son claros, así como su concentración en el área del sitio elegido como objetivo. Como resultado, no todos los experimentos en esta área arrojan resultados inequívocos.
El trabajo a nivel de sinapsis individuales puede proporcionar una verdadera comprensión de los procesos que ocurren en la memoria, pero esto requiere la administración dirigida de un bloqueador en contacto entre neuronas. Hoy es imposible, pero como tal tarea la enfrenta la ciencia, tarde o temprano aparecerán las herramientas para su solución. Se depositan esperanzas especiales en la optogenética. Se ha establecido que una célula en la que se construye la capacidad de sintetizar una proteína sensible a la luz mediante métodos de ingeniería genética puede controlarse mediante un rayo láser. Y si aún no se han realizado tales manipulaciones a nivel de organismos vivos, ya se está haciendo algo similar sobre la base de cultivos celulares desarrollados, y los resultados son muy impresionantes.
Autor - Doctor en Ciencias Biológicas, Miembro Correspondiente de la Academia de Ciencias de Rusia, Profesor, Director del IVNDiNF RAS
