Биологический каталог




Нейрохимия

Автор М.И.Прохорова, Н.Д.Ещенко, С.Ю.Туманова и др.

Учитывая своеобразное строение

254

гаиглиозидов и их участие в иммунохимических реакциях,, можно предположить, что ганглиозиды должны играть немаловажную роль в узнавании нейронов по их функциональному состоянию. Очевидно, роль гаиглиозидов особенно отчетливо может проявиться на межклеточном уровне при взаимодействии нейронов, что в период тренировок и обучения, т. е. з процессе запоминания, способствует образованию ансамблей нейронов по функциональному признаку (см. гл. 4).

9.7. ИНФОРМАЦИОННАЯ ЕМКОСТЬ МАКРОМОЛЕКУЛ ГОЛОВНОГО МОЗГА

Белки и нуклеиновые кислоты, являясь своеобразными- специфическими макромолекулами, способны хранить огромную информацию. В настоящее время имеется экспериментальный материал, свидетельствующий о том, что РНК и специфические белки, вероятно, играют основную роль в формировании и хранении долговременной памяти. В этой связи приобретает особый интерес вопрос об информационной емкости РНК и" специфических белков, в которых закодирована память. В свою очередь информационная емкость этих веществ, как нам кажется, может быть одним нз основных количественных показателей потенциальных возможностей головного мозга.

Следует отметить, что проблема «Потенциальные возможности мозга человека» приобрела за последние годы особую актуальность. Это определяется многими факторами современной жизни, одним из них является огромный поток информации, поступающий в мозг человека, и другие факторы, па которых останавливались ранее.

Известно, что отдельные исторические личности, например, Александр Македонский, Юлий Цезарь, Наполеон и другие полководцы обладали исключительной памятью. В частности, они знали в лицо и по имени многих своих воинов, количество которых достигало десятков тысяч и более. Композиторы А. К. Глазунов и С, В. Рахманинов обладали феноменальной музыкальной памятью: услышав один раз большое сложное музыкальное произведение, они могли его воспроизвести. Прекрасная память А. А. Алехина также поражала современников. Он помнил тысячи шахматных партий, сыгранных не только им, но п другими шахматистами. Академик Л. С. Берг (биолог-географ) изумлял современников своей памятью, например, он знал по ихтиологии такие детали, которые не помнили даже специалисты, работающие всю жизнь в той или иной узкой области ихтиологии. Встречаются лица, которые способны запомнить огромные числа (так называемая «цифровая» память). Академик А. Ф. Иоффе (физик) помнил всю таблицу логарифмов и1 по памяти ею пользовался.

Как в прошлом, так и в настоящем поражают своей феноменальной памятью полиглоты (многие из них владеют 20—50 языками). Для полиглотов, как правило, овладение иностранным языком в короткий срок не представляет больших трудностей, что свидетельствует о большой информационной емкости головного мозга полиглотов. Однако следует отметить, что высокоразвитый интеллектуальный человек очень часто не обладает большим объемом памяти, в то же время лица, обладающие исключитель-

255

ной. памятью, далеко не всегда являлись крупными учеными или общественными деятелями, так как объем памяти — количественная величина и не определяет всей сложности психической деятельности человека.

В настоящее время качественную сторону этих процессов, включая и память, биохимическими методами не удается исследовать. Поэтому основное внимание может быть сосредоточено только на определении объема поступающей информации в головной мозг и количественных потенциальных возможностей головного мозга человека, а именно: на количестве нейронов в мозгу, наличии макромолекул РНК и специфических белков, которые могут участвовать в приеме (восприятии) информации,'кодировании ее, а также в хранении долговременной памяти. Приведем некоторые расчеты.

Косвенные данные позволяют предположить, что суммарное количество информации, воспринимаемое из внешнего мира органами чувств человека, выражается огромной величиной, достигающей 104—105 бит/с. Однако только незначительная часть информации в виде оенсорных раздражений поступает в мозг, кодируясь в нервные импульсы. Эта величина колеблется в пределах 10—100 бит/с. По-видимому, поток информации, воспринимаемой мозгом человека, в среднем не будет превышать 50 бит/с.

Процесс восприятия (приема) информации, как указывалось выше, называют электрической (оперативной) стадией. Эта стадия относится к 1-му этапу нейрологической памяти, т. е. к кратковременной памяти, длительность которой может быть от секунд до нескольких минут, но, как правило, не более 30 мин. При этом следует учесть, что в восприятии единицы информации в виде сенсорных раздражений участвует не один нейрон, а ансамбль (ассоциация) нейронов, образуя при этом замкнутую цепь, где происходит реверберация нервной импульсаций. Участие нейронов в восприятии информации, вероятно, велико (десятки тысяч и более нейронов). Однако, если учесть, что в мозгу человека содержится примерно 1 -1010— 1,5*1010 нейронов, то потенциальные возможности мозга человека превышают в 106—107 раз потребности в нейронах, которые необходимы для непрерывного восприятия информации в период кратковременной памяти.

Как указывалось выше, в период формирования кратковременной и долговременной памяти большую роль играют синаптические образования. Установлено, что при различных функциональных состояниях, включая процесс тренировки и обучения, количество контактов между нейронами возрастает. При этом число синапсов в одном нейроне колеблется в значительных пределах (30—1000). Следовательно, минимальное число синапсов в головном мозгу находится в пределах 3-1011— 4,5«10п, а максимальное количество может достигать 1-Ю13— 1,5* 1013, т. е. такого количества синаптических образований

256

достаточно не только для электрической стадии (кратковременной памяти), но и для последующих стадий долговременной памяти.

Более сложно определить информационную емкость долговременной памяти, так как коды («следы») памяти могут сохраняться десятки лет и даже всю жизнь человека. При этом возникает вопрос, достаточно ли макромолекул (РНК и специфических белков), которые сохраняют столь длительное время в виде кодов долговременную память. Например, можно определить, какое количество информации (бит) сохраняется в головном мозгу.

Если условно принять, что человек будет воспринимать информацию из внешнего мира в течение 20 ч ежедневно на протяжении 80 лет, то можно вычислить количество информации, поступившей за всю жизнь человека:

Л'^50-3600. 20-355-80= 1,1 • 10й,

где: 50 —число бит информации, поступивших в 1 с; 3600 — число секунд в 1 ч. Величина 1,1 • 10й считается оптимальной для современного человека. Следует при этом учесть, что из поступившей (Информации, по-видимому, только 1% превращается в долговременную память (Ашмарин).

Если предположить, что средняя величина емкости долговременной памяти в секунду составляет 0,5 бит, то на протяжении всей жизни человек воспримет X = 0,5 - 3600 .20 • 365 ¦ 80 - 1.1-10е бит информации. В последние годы ученые пытаются ответить на вопрос о потенциальных возможностях хранения долг

страница 82
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87

Скачать книгу "Нейрохимия" (12.4Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(24.10.2019)