Допрос 52. Моделирование памяти

1. Частотная фильтрация и память

2. Математическое моделирование памяти

\. Концепция частотной фильтрации предполагает, что обработка инфор­мации в зрительной системе осуществляется через нейронные комп­лексы, наделенные свойствами двумерных пространственно-частотных фильтров. Такие фильтры осуществляют анализ параметров стимула по принципу, описываемому разложением Фурье.

При этом механизмы хранения энграмм находят своеобразное выраже­ние в концепции пространственно-частотного анализа. Предполагает­ся, что в памяти фиксируется только гармонический состав нервных импульсов, а узнавание знакомых объектов упрощается за счет того, что отношение частот внутри гармонического состава не зависит от аб­солютной величины импульса. Именно поэтому для оперативной памя­ти требуется столь малый объем.

В контексте этой модели конкретные механизмы функционирования памяти еще далеко не ясны, однако показано, что различные простран­ственные частоты по-разному взаимодействуют с памятью: высокочас­тотная информация сохраняется в кратковременной памяти дольше, чем низкочастотная. Кроме того, нейронные механизмы, формирую­щие основные функциональные свойства фильтров, их пространствен­но-частотную избирательность, по-видимому, различным образом пред­ставлены в долговременной памяти.

2. Математическое моделирование на уровне суммарной биоэлектрической активности мозга применяется и при изучении памяти. Исходя из пред­ставлений об импульсном кодировании сигналов в памяти и цикличнос­ти нейронных процессов А.Н. Лебедев предлагает математическую модель, которая, используя некоторые характеристики основного ритма ЭЭГ, альфа-ритма, позволяет количественно оценить объем долговременной памяти и некоторые другие ее характеристики.

Физиологическими основами памяти, согласно А.Н. Лебедеву, служат пачки нейронных импульсов, способные циклически повторяться. Каждая пачкаимпульсов - своеобразная "буква" универсального нейронного кода,Сколько разных пачек по числу импульсов в каждой, столько разныхбукв в нейронном коде. Пачки импульсов возникают друг за другом и образуют ограниченные цепочки - кодовые слова. Каждой цепочке, то есть каждому кодовому слову, соответствует свой, порождающий еe ансамбль нейронов.

Синхронные импульсы многих нейронов ансамбля возникают друг за другом с промежутками около 1 мс, составляя группу, которая и является минимальной кодовой единицей памяти.

В результате каждому приобретенному образу памяти (слову, предмету, явлению и т. п.) соответствует свой нейронный ансамбль. Нейроны ансамбля, хранящие один образ, активизируются согласованно и циклически. Колебания клеточных потенциалов, связанные с импульсацией нейронов, создают повторяющийся узор биопотенциалов. Причем каждому образу соответствует свой собственный узор.

Часть нейронов ансамбля может "замолкать" или включаться в работу другого ансамбля, другого образа. При этом ансамбль не только приобретает нейроны (повторение), но теряет их (забывание). Предполагается, что работу одного ансамбля может обеспечить число нейронов от 100 до 1000. Нейроны одного ансамбля не обязательно размещаются рядом, однако часть нейронов любого образа с необходимостью располагается в ретикулярной формации ствола и промежуточного мозга, другие нейроны размещаются в старой и новой коре, в ее первичных, вторичных и третичных зонах.

А.Н. Лебедев предполагает, что узоры, образованные волнами активности

какого-либо ансамбля, повторяются чаще всего через 100 мс, то есть после каждого нервного импульса клетка "отдыхает", восстанавливался в течение 10 мс. Это так называемая относительная рефрактерная фаза снижающая способность нейрона включаться в коллективную деятельность под влиянием притекающих к нему импульсов от других нейронов.

Использованные источники:

Марютина Т.М., Ермолаев О.Ю. Психофизиология: Учебное пособие. С. 94 - 96м