Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Естеліктер қалай сақталады деген болжамдар
Conjectured means by which memories are stored
Энграмма – физикалық затта қалыптасқан танымдық ақпараттың бірлігі, сыртқы күйзелістерге жауап ретінде мида немесе басқа биологиялық тіндерде биофизикалық немесе биохимиялық өзгерістер арқылы естеліктердің сақталу жолы деп есептеледі. Неврологиялық тұрғыдан анықталған энграммалардың бар екенін, оның нақты механизмін және орналасқан жерін көрсету көптеген жылдар бойы үздіксіз зерттеулердің маңызды бағыты болып табылады.
An engram is a unit of cognitive information imprinted in a physical substance, theorized to be the means by which memories are stored as biophysical or biochemical changes in the brain or other biological tissue, in response to external stimuli. Demonstrating the existence of, and the exact mechanism and location of, neurologically defined engrams has been a focus of persistent research for many decades.
Тарих
"Энграмма" термині жад зерттеушісі Ричард Семон жануар ағзасындағы жадтың физикалық негізін анықтау мақсатымен қолданылған. Алайда, Семон ескертеді: "Эволюция барысында жануарларда бір органикалық жүйе – жүйке жүйесі – тітіркендіргіштерді қабылдау және жіберу үшін маманданған. Бірақ, жүйке жүйесінің осы функцияға монополия құқығы жоқ, тіпті адам сияқты оның ең жоғары эволюциялық деңгейінде де жоқ." Мида жадтың орналасқан жерін анықтауға жасалған алғашқы әрекеттердің бірі Карл С. Лэшлиге тиесілі, ол кеміргіштердің миының бөліктерін алып тастады. Лэшлидің тәжірибелерінде егеуқырлар лабиринт арқылы өтуге оқытылды, содан кейін олардың ми қабығынан тіндер алынды. Алынған тіндердің мөлшері артқан сайын жадтың нашарлауы да артты, бірақ ең қызығы, тіндер қай жерден алынғанының маңызы болмады. Оның ізденісі сәтсіз аяқталды және оның "жад мида тараңқы орналасқан" деген қорытындысы кеңінен таралды. Дегенмен, бүгінде біз жадтың толық емес, тек мида тараңқы орналасқан екенін түсінеміз; оның динамикалық сипатымен бірге, бұл энграммаларды дәстүрлі ғылыми әдістермен анықтауды қиын етеді. Кейін Дэвид А. Маккормик және Ричард Ф. Томпсон ми қабығының орнына мишаңда энграмманы іздеді. Олар энграмманы табу үшін қоянның қабақтың жымылу реакциясын классикалық шарттау арқылы зерттеді. Олар көздің мүйіз қабығына ауа соғып, оны дыбыспен байланыстырды. Дыбыспен бірнеше рет байланыстырылғаннан кейін, қояндар дыбыс естігенде, тіпті ауа соқпастан да, қабақтарын жұмып жыми бастады. Дэвид А. Маккормик зерттеген аймақтардың бірі – бүйірлік интерпозитус ядросы (LIP) болды. Ол осы ядродағы нейрондардың тіркелген белсенділігі оқу процесін шағылыстыратынын, ядроны стимуляциялау оқыған реакцияны тудыратынын және осы ми аймағының зақымдануы реакцияны жойатынын анықтады. Томпсон тобының басқа мүшелері интерпозитус ядросы химиялық түрде деактивацияланғанда шартты реакция жоғалып кететінін, ал қайтадан белсендірілгенде реакция қайтадан пайда болатынын анықтады, бұл LIP-тің осы реакция үшін энграмманың маңызды бөлігі екенін көрсетеді. Бұл тәсіл, мишаңға бағытталғандықтан сәтті болғанымен, тек қарапайым, автоматты реакцияларды зерттейді, мұндай реакциялар барлық жануарларда кездеседі. Алайда, нақты жад түрлерінің энграммалары осы оқу процесіне қатысқан кіші жүйелерде табылады және сондықтан LIP тек қарапайым шарттау энграммаларымен байланысты, бірақ мысалы, семантикалық жад энграммаларымен емес.
The term "engram" was coined by memory researcher Richard Semon in reference to the physical substrate of memory in the organism. Semon warned, however: "In animals, during the evolutionary process, one organic system—the nervous system—has become specialised for the reception and transmission of stimuli. No monopoly of this function by the nervous system, however, can be deduced from this specialisation, not even in its highest state of evolution, as in Man." One of the first ventures on identifying the location of a memory in the brain was undertaken by Karl S. Lashley who removed portions of the brain in rodents. In Lashley's experiments, rats were trained to run through a maze and then tissue was removed from their cerebral cortex. Increasing the amount of tissue removed increased the degradation of memory, but more remarkably, where the tissue was removed from made no difference. His search thus proved unsuccessful, and his conclusion – that memory is diffusely distributed in the brain – became widely influential. However, today we appreciate that memory is not completely but only largely distributed in the brain; this, together with its dynamic nature, makes engrams challenging to identify using traditional scientific methods. Later, David A. McCormick and Richard F. Thompson sought the engram in the cerebellum, rather than the cerebral cortex. They used classical conditioning of the eyelid response in rabbits in search of the engram. They puffed air upon the cornea of the eye and paired it with a tone. After a number of experiences associating it with a tone, the rabbits became conditioned to blink when they heard the tone even without a puff. One region that David A. McCormick studied was the lateral interpositus nucleus (LIP). He found that recordings of neurons in this nucleus revealed activity that mirrored the learning, stimulation of the nucleus elicited the learned response, and lesion of this brain region abolished the response. Other members of the Thompson group found that when the interpositus nucleus was deactivated chemically, the conditioned response disappeared; when re activated, they responded again, demonstrating that the LIP is a key element of the engram for this response. This approach, targeting the cerebellum, though successful, examines only basic, automatic responses, which virtually all animals possess. However, engrams of specific types of memory are found in the subsystems mediating that learning process and as such solely engrams of simple conditioning are associated with the LIP but not, for instance, engrams of semantic memory.
Шолу
Нейробиологиялық ғылым көптеген есте сақтау түрлерінің бар екенін мойындайды және олардың мидағы физикалық орналасуы осы есте сақтаудың кодталуын қамтамасыз ететін тиісті жүйеге байланысты болуы мүмкін. Мидың шағын миы, жолақты миы, ми қабығы, гиппокамп және миндальді ми сияқты бөліктері есте сақтау қабілеті үшін маңызды рөл атқарады деп есептеледі. Мысалы, гиппокамп кеңістіктік және декларативтік жадымен, сондай-ақ қысқа мерзімді есте сақтауды ұзақ мерзімді есте сақтауға консолидациялаумен байланысты деп есептеледі. Зерттеулер көрсеткендей, декларативтік естеліктер лимбикалық жүйеде, мидың терең бөліктерінде және сыртқы, қабықшалық аймақтар арасында қозғалады. Бұл мидың көне механизмдерінен ерекшеленеді, ол көзді жыпылықтату реакциясында басымдық танытады және дыбыстық ақпаратты тікелей қабылдайды. Ол кейбір қарапайым қауымдастықтардың естеліктерін қалыптастыру үшін басқа ми құрылымдарының көмегіне мұқтаж болмайды. MIT-тің зерттеуі жоғары деңгейдегі танымға негізделген мінез-құлық, мысалы, нақты есте сақтауды білдіру, сүтқоректілерде ми жасушаларының өте тар субпопуляциясының ерекше физикалық белсенділігі арқылы туындауы мүмкін екенін көрсетті. Бұл жасушаларды физикалық әдіспен қайта белсендіру арқылы, мысықтарда оптогенетика әсеріне ұшыраған нейрондарға жарық шашу арқылы, ұзақ мерзімді қорқынышпен байланысты есте сақтау еске түсіріледі. Тағы бір зерттеуде оптогенетика мен химиогенетиканы пайдалану арқылы жануарлардың нейрондық белсенділігін бақылауға, кеңістіктік контекстің естелігін кодтауға және еске түсіруге, сондай-ақ мидың есте сақтаудың қаншалықты ұзақ сақталуын қалай анықтайтынын зерттеуге мүмкіндік берді. Зерттеушілердің тапқан нәтижелері гиппокамптың тежеуші жасушаларының (соматостатин экспрессиялайтын жасушалар) кеңістіктік ақпаратты сақтауда қатысатын нейрондардың санын шектеуде және байланысты есте сақтаудың ұзақтығын шектеудегі рөлін анықтады. 2016 жылы MIT зерттеуі Альцгеймер ауруының бастапқы кезеңдеріндегі есте сақтау қабілетінің жоғалуын Альцгеймер ауруының ми модельдеріндегі нақты есте сақтау инграммдық жасуша байланыстарын нығайту арқылы кері қайтаруға болатынын анықтады.
Neuroscience acknowledges the existence of many types of memory and their physical location within the brain is likely to be dependent on the respective system mediating the encoding of this memory. Such brain parts as the cerebellum, striatum, cerebral cortex, hippocampus, and amygdala are thought to play an important role in memory. For example, the hippocampus is believed to be involved in spatial and declarative memory, as well as consolidating short term into long term memory. Studies have shown that declarative memories move between the limbic system, deep within the brain, and the outer, cortical regions. These are distinct from the mechanisms of the more primitive cerebellum, which dominates in the blinking response and receives the input of auditory information directly. It does not need to "reach out" to other brain structures for assistance in forming some memories of simple association. An MIT study found that behavior based on high level cognition, such as the expression of a specific memory, can be generated in a mammal by highly specific physical activation of a specific small subpopulation of brain cells. By reactivating these cells by physical means in mice, such as shining light on neurons affected by optogenetics, a long term fear related memory appears to be recalled. Another study used optogenetics and chemogenetics to control neuronal activity in animals encoding and recalling the memory of a spatial context to investigate how the brain determines the lifetime of memories. The results found by the researchers have defined a role for specific hippocampal inhibitory cells (somatostatin expressing cells) in restricting the number of neurons involved in the storage of spatial information and limiting the duration of the associated memory. In 2016, an MIT study found that memory loss in early stages of Alzheimer's disease could be reversed by strengthening specific memory engram cell connections in the brains of Alzheimer mouse models.