Что такое нервная память

2. – механическая (у детей);

- словесно-логическая: на основе логической организации материала.

Продуктивность – в 9 раз.

3. – филогенетическая (врожденная): накопление информации и передача по наследству. У детей врожденные рефлексы – хватания, сосания, крик.

- онтогенетическая (приобретенная). Обеспечивает закрепление условных рефлексов, условно-рефлекторная деятельность.

4. По длительности хранения информации:

- краткосрочная (оперативная), непосредственная память. Запоминание номера телефона.

- долгосрочная – обеспечивает хранение и воспроизведение информации до конца жизни человека.

Первый вопрос, который возникает перед исследователями нервной системы и когнитивных процессов это, что такое память? Что такое память в биологическом аспекте? Как проявляется память на уровне отдельного нейрона? И в какой форме хранится информация в нервной системе?

Что такое память в биологическом аспекте и на уровне отдельного нейрона? Уже давно бытует мнение в нейронауке, что память связана с изменением состояний и силы синапсов, а также чувствительности самого нейрона. О том, как может происходить изменения этих состояний, мы говорили в прошлом выпусках, когда говорили о привыкании и сенсибилизации на примере моллюска Аплизии а также когда изучали механизмы образования условных рефлексов на базе ассоциативного нейроэлемента. Такое представление памяти породило понятие коннектом, что представляет собой полное описание всех связей в нервной системе с учётом качества и свойств этих связей. Можно сказать что Вы, ваша личность это ваш коннектом. Если когда-то представится возможность полностью повторить Ваш коннектом, то получатся личность идентичная Вам с теми же воспоминаниями и навыками.

В какой форме хранится информация в нервной системе? Если говорить о нервной системе моллюска, то все ограниченно настройками синапсов в цепочках нейронов уже имеющихся рефлексов. Но если обратится к нервной системе млекопитающих, то она обладает инструментом позволяющим формировать рефлексы, которые небыли заданны у животного от рождения. Рефлексы в нервной системе представлены виде рефлекторных дуг или цепочек нейронов, по которым последовательно передается нервное возбуждение. Можно представить, что цепочки нейронов формируют целые схемы путей, по которым распространяется возбуждение, одни пути очень крупные подобно магистралям другие более мелкие подробно тропинкам и все это подвластно некоторым перестройкам и изменением.

Когда говорим о рефлекторных дугах, то представляются последовательная цепочка единичных нейронов, но на самом деле для центральной нервной системы свойственно, что в рефлекторную дугу вовлечены сразу множество нейронов и эти передающие цепочки состоят из целого массива клеток. Хотя, по сути, каждая клетка из этого массива содержит практически одинаковую информацию и, удалив не одну, а целые регионы клеток можно сохранить рефлекс, к которому они принадлежали. Это может показаться нерациональным сточки зрения экономии пространства и ресурсов, но с позиции надежности сохранности информации это оправданно. Ведь нервная клетка может быть подвержена гибели из-за различных неблагоприятных условий, гипоксии, недостатка питательных веществ или токсичного отравления и не желательно, чтобы смерть одной клетки приводил к возможной потери важной информации для организма. Получается, что невозможно оценить достоверно объемы информации оперируемой мозгом по количеству нейронов и связей между ними.

В чем природа различной степени глубины запоминания? Физиологами уже давно было выделено два вида памяти временная или оперативная память и долговременная память. То есть в некоторых ситуациях мы запоминаем информацию на определенный небольшой срок и если не возвращаемся к ней, то мы ее забываем. А в других ситуациях мы запоминаем информацию на неограниченный срок, если эта информация для нас важна, то она может сохраниться даже сразу. Эволюционно эти два вида памяти обоснованны тем, что организму не требуется хранить все, что с ним происходит, особенно ели эта информация не важна для выживания и успешности и никогда больше не повторяется, ведь хранение информации требует траты ресурсов.

Переход информации из временной памяти в долговременную память называется консолидацией памяти. На эту тему существует множество исследований, и в работе над моделью я стремился обосновать наличие и имитировать различную глубину запоминания. И изучая материалы этих исследований, я пришел к выводу, что возможно мы имеем дело не с одним видом консолидации памяти, а как минимум с двумя.

Первое это консолидация на физиологическом уровне, это эксперименты, в которых, к примеру, птенцов обучает некоторому рефлексу и если ничего не происходит, то рефлекс сохранится в памяти, но если в течение двадцати минут будет оказанное действия электрошока или токсина, то рефлекс не будет сохранен в памяти. Это значит, что в течение этих двадцати минут происходят процессы, связанные с сохранением информации в памяти, которые можно нарушить, тем самым предотвратить это сохранение.

Изменения в структуре клетки не происходят моментально при её обучении, на это требуется некоторое время, связанное с целым рядом химических реакций и превращений, производством необходимых белков и ростом новых отростков. Но следствие обучения мы наблюдаем иногда практически моментальным, достаточно нам услышать какую-то информацию и мы уже ей обладаем и можем оперировать ей. Предположительно это связанно с тем, что нервная клетка обладает неким резервом к изменениям, к примеру, в синапсах может храниться дополнительные везикулы с медиатором, которые будут выделяться только в условиях обучения. Но после обучения для сохранения информации потребуется увеличение синапса и общего содержания в нем медиаторов с учётом резерва на возможное обучение. В таком случае синапс маркируется специальными белками, а так же запускается определенный сложный каскад химических реакций, который и приводит к росту синапса. Нарушение хода этого сложного каскада химических реакций в течение необходимых для этого времени и приводит к нарушению запоминания.

Но в компьютерной модели нет необходимости отражать физиологическую консолидацию памяти, потому что все изменения с виртуальными синапсами мы можем проводить моментально.

Следующая форма консолидации памяти является примером того, что повторенная несколько раз информация усваивается надолго, а информация, которая не имеет эмоционального окраса и была представлена единожды или довольно малое количество, через некоторое время будет забыта. Данный вид консолидации я называю иерархической, давайте рассмотрим данный вид консолидации на примере усвоения обычного условного рефлекса и с использованием модели.

В предыдущей части демонстрировался пример того как образуется условный рефлекс на базе ассоциативных нейроэлементов. Теперь давайте разберемся, как формируется условный рефлекс на уровне центральной системы. Обычно безусловные рефлексы имеют представительства сразу в нескольких областях нервной системы, сначала это представительство в области спинного мозга, если двигаться дальше по иерархии, то представительства в каких-нибудь ганглиях, затем в древнем мозге, к примеру, в гиппокампе и наконец, представительство в самой коре.

На модели Вы видите две выделенные области, они изолированы, т.е. нейроэлементы принадлежащие этим областям не оказывают друг на друга действия, если конечно не связанны синапсами напрямую. Я условно обозначил эти две области как “hippocampus” (гиппокамп), область находящиеся ниже и “cortex” (кора) область находящиеся сверху. Так же существует рефлекс с заголовком “R” приводящий к рефлекторному ответу “1”. У этого рефлекса существуют два представительства в гиппокампе и коре, это две группы белых нейроэлементов. А также есть два рецепторных нейроэлемента связанных с рецептором “E” в каждой области, эти нейроэлементы индифферентны, и активация их не приведет ни к какому ответу, а создаст случайную активность. Главное это то, что нейпропластичность для этих двух областей различная, в области обозначенной как гиппокамп пластичность выше, чем в области коры.
Если мы активизируем рефлекс с заголовком “R” и безусловный раздражитель “E”, примерно в одном временном интервале, то произойдет образование новой рефлекторной дуги, но быстрее всего это произойдет в области с высокой пластичностью.

Рефлекс образованный только в области с высокой пластичностью будет полностью функционален, но может быть утерян потому, что под влиянием других раздражителей нейроны могут переобучаться. Гиппокамп значительно меньше коры, но в нем присутствуют практически все представительства, что и в коре. Необходимость в образовании новых связей всё время заставляет использовать клетки, которые уже участвовали в образовании рефлексов.

Если мы продолжим обучение сочетанием раздражителей “E” и “R”, то через некоторое количество повторений сформируется рефлекторная дуга и в области с низкой пластичностью.

Теперь рефлекс защищен более надежно, даже если он пропадет из области с высокой пластичностью, он все равно будет выполняться.

Конечно, переобучение нейронов в области с низкой пластичностью возможно, но для этого потребуется больше времени и усилий.

Таким образом, существует два этапа запоминания: до образования рефлекса в коре и после. Сохранение копии рефлекса не только в гиппокампе но и в коре головного мозга является иерархической консолидацией памяти.
Но как тогда обстоит дело с информацией, которая запоминается сразу и надолго, обычно такая информация сопровождается какими-либо эмоциональными переживаниями. К примеру, человеку достаточно однажды обжечься от кастрюли на плите, что бы помнить об этом всю жизнь.

Норадреналин в нашем случае является сигналом к повышению нейропластичности. Это своего рода команда “now print” (“теперь пиши”) и под влиянием норадреналина нервные клетки стараются как можно быстрее производить изменения в себе. И соответственно, когда действия норадреналина прекращаются клетки возвращаются к своему рабочему состоянию, сохраняя все изменения, которые с ними происходили.

Итак, давайте рассмотрим это в модели.

Области в программе не только логически отделяют и изолируют нейроэлементы, но и существует возможность настраивать некоторые сценарии взаимодействия этих областей.

Система организации в модели можно охарактеризовать как нечто подобное гиперсети (сеть сетей) из лекций Константина Анохина. Но объекты сети более высокого уровня – это различные области мозга. Характер их взаимодействия в системе особый, активность одной области может приводить к торможению всех нейронов другой, или оказывать модулирующий характер, или влиять на пластичность. Чувство страха (активность миндалины) приводит к повышению чувствительности нейронов моторной коры, т.е. происходит модуляция по снижению порога активации нейронов. Поэтому, когда нас охватывает страх, мы можем быстрее убегать от опасности, наши мускулы не становятся при этом сильнее, просто требуется меньше внутреннего мотива к действию.

Существуют сгруппированные сети нейроэлементов, а так же эти группы можно организовать в сети уже со своими характерами взаимодействия. В данном случае существует сценарий, по которому при возникновении активности в области именуемой “amigdala” (миндалина) в области “cortex” происходит увеличение пластичности на две секунды.

Без активации миндалины:

С активацией миндалины:

Таким образом, получается, что в состоянии стресса обучение происходит в коре так же быстро, как и в областях с высокой пластичностью.

Иерархическую систему памяти можно представить следующим образом. Существует несколько изолированных областей, в каждой последующей пластичность будет меньше, а значит, каждая следующая область будет в меньшей степени подвергаться изменениям. В каждой такой области будет существовать представительство раздражителя. А так же будет возможность управления скоростью запоминания посредством сигналов, приводящих к кратковременному изменению пластичности.

Образы
Рассматривать человеческую память только на основе простейших условных рефлексов неправильно, для многих это может показаться очень примитивным в отношении той информации, которой может оперировать человек. И поэтому мы поговорим о таком понятии как образ, и о том, как образуются образы на уровне нервных клеток или нейроэлементов.

Давайте рассмотрим механизм получения специализации нейронами на модели.

У нас имеется рецепторное поле из 12 рецепторов (Q, W, E, R…V), все рецепторы являются одинаковыми, находятся в равных условиях. И каждый рецептор имеет представительство (рецепторный нейрон) в группе взаимосвязанных клеток расположенных в плоскости, подобно тому, как это организованно во фрагменте коры обрабатывающей сигналы от органов чувств. Это будет область первичной обработки и поэтому нейроэлементы этой области имеют очень высокую пластичность (P = 1).

И конечно можно заметить, что эта система по формированию областей образов работает очень не точно. Области образов могут пересекаться, а так же возможно, что одной и той же области могут, привязаны совершенно разные группы раздражителей. И такая неточность в работе мозга может оказывать скорее положительный характер. Ведь в распознавании образов точность может только мешать, а так же это раскрывает потенциал к творчеству ведь совмещение ранее несовместимого или увидеть в образе нечто иное возможно только потому, что эти образы не так однозначны и не имеют четких границ. Еще это объясняет то, почему человеческое восприятие склонно к обманчивости.

Но для выделения этих областей повышенного уровня активирующего воздействия, необходимо добавить еще одну группу нейроэлементов которые будут активироваться только в случае получения такого повышенного воздействия. О структуре коры и организации коры мы подробно поговорим в посвященному этому выпуску, а так же о том как качественно улучшить механизм формирования образов.

Теперь давайте соединим иерархическую систему памяти и систему формирования образов.
Возбуждение от одного раздражителя, прежде чем попасть на следующий уровень обработки может пойти различными путями. Так путь, который выбирает возбуждение, определяется влиянием других раздражителей. Этот путь определяет, к какому представительству более высокого уровня поступит возбуждение и как дальше по иерархии. Учитывая разницу в пластичности на уровнях, то образы на высоких уровнях будут более стабильны, а именно если комплексный раздражитель будет активироваться не полным или зашумленным, то все равно к активности придет тот участок, который будет более типичен для данного комплексного раздражителя. Причем иерархия в некоторых случая не является строгой, некоторые сигналы от рецепторов могут дублироваться и перескакивать уровни.

Такая структура памяти объясняет причину высокой скорости извлечения информации, возбуждение от рецепторов просто проходит по всем слоям обработки, влияя друг на друга, эти сигналы определяют путь, по которому возбуждения придет к нужным группам нейронов. Здесь нет никакого перебора информации и нет операций сравнения, с какой либо эталонной информацией и т.д. Эволюция шла по пути скорости, а не точности, хотя точность восприятия достигалась путем увеличения рецепторных полей и особыми способами организации мозга.

LTP
Рассуждения о памяти были бы не полными, если мы не коснемся темы долговременной потенциации. Этот эффект связан с тем, что при воздействии на нервную клетку сильным активирующим действием происходит повышение её чувствительности на некоторое время, причем время этого изменения в клетке может длиться от нескольких минут до нескольких недель. Преимущественно этот эффект проявляется на крупных пирамидальных клетках гиппокампа, хотя может, наблюдаться и в других областях но в меньшей концентрации.

Под действием усиленного воздействия в клетке запускается определенный каскад химических реакций, который приводит к формированию постсинаптической мембране дополнительных рецепторов, что увеличивает чувствительность клетки. Давайте представим, как это будет реализовано в модели.

Такая особенность в работе некоторых клеток гиппокампа идет в разрез принципам привыкания в нервной системе, но такая особенность имеет больше значение. Благодаря ней организм может помнить о том, что с ним происходило несколько минут назад. Если Вы закроете глаза и некоторое время будете, побудете в тишине, то Вам не требуется даже открывать глаза, чтобы вернуть в памяти информацию о том, где Вы находитесь и какие события происходили ранее. Удивительное здесь то, что нет никаких раздражителей, которые будут активировать рефлекторные дуги, приводящие к нейронам которые ответственны за данную информацию.

В процессе деятельности в гиппокампе происходит как бы маркировка областей и нейронов посредством долговременной потенциации, маркируются те области, которые ответственны за активные образы. Благодаря чему можно легко вернуться к образам, которые были недавно активированы даже посредством более слабого воздействия.

Долговременная потенциация позволяет помнить информацию которой организм оперировал недавно но при этом информация не была новой или значимой. А так же увеличивает время рабочей памяти.

Полученная теория памяти, на мой взгляд, очень проста и лаконична, причем она вытекает из основ, заложенных в работу нейроэлементов.

В следующем выпуске мы поговорим об эмоциях, и я надеюсь убедить Вас, что самые сложные в представлении человека эмоции будут доступны для электронных мозгов.

Физиология ВНД: память

Память — способность мозга закреплять, хранить, использовать информацию о воздействиях внешней и внутренней среды для организации поведения.

Это универсальное биологическое свойство живой материи, присущее всем видам.
С эволюционной точки зрения выделяют несколько разновидностей механизмов памяти.

Донервные механизмы.

Генетическая память – это способность живых организмов сохранять и воспроизводить морфологическую структуру макромолекул и передавать в цепи поколений типичную структуру этих молекул и некоторые приобретенные изменения. В понятие генетической памяти входит наследственность и изменчивость. Структурной основой являются нуклеиновые кислоты и белки.

Генетическая память формирует геном организма – это совокупность хромосомных факторов, механизм закрепления и передачи информации. Механизм закрепления – мутагенез. Мощность запоминания невелика, 50 бит в год (бит: единица информации). Память поколений какого-то вида.

Эпигенетическая память – это память поколений клеток в одном организме. Является надстройкой над древним генетическим механизмом памяти: механизм отбора активных генов для каждой разновидности ткани, который обеспечивает разделение функций клеток и их соподчиненность друг другу.

При нарушении этого механизма появляется неуправляемое деление клеток, нарушение их дифференцировки, нарушается механизм соподчиненности – опухолевый рост,

Иммунологическая память – это способность клеток после первой встречи с чужеродным антигеном узнавать его при встрече и включать специфические механизмы уничтожения. Иммунологическая память различает даже такие белки, которые отличаются всего 5- 6 аминокислотными остатками. Механизм узнавания — иммуноглобулины т. е. антитела, которые обеспечивают узнавание чужеродных антигенов. Это защитный механизм.

Все 3 механизма обобщены термином донервная память. По своей природе это биохимические реакции, они срабатывают только в том случае, если клетки непосредственно контактируют с каким-то раздражителем. Но при непосредственном воздействии на клетку возможно ее повреждение, нарушение гомеостаза и гибель клетки. Следовательно, у этих видов памяти имеется существенный недостаток.

Нервная память.

Нервная память связана с циркуляцией импульсов у сложно организованных животных, имеющих свою нервную систему. Содержание информации раскрывается в процессе функционального взаимодействия нейронов: этот вид памяти хранит информацию о раздражителях, которые не вторгаются в гомеостаз клеток и могут иметь сигнальное значение, а значит, лежат в основе формирования условно-рефлекторных реакций.

Филогенетически нервная память обеспечивает формирование инстинктивных форм поведения и передачи этой информации по наследству. Реализуется в условных рефлексах с момента рождения.

Классификация нервных механизмов

1. Психо-физиолоческая: по типу анализатора, который воспринимает информацию.
– зрительная
– слуховом
– моторная.

2. По организации материала:
– механическая (у детей);
– словесно-логическая: на основе логической организации материала, ее продуктивность выше в 9-10 раз.

3. По происхождению:
– филогенетическая (врожденная): накопление информации и передача по наследству. У детей врожденные рефлексы – хватания, сосания, крик.
– онтогенетическая (приобретенная). Обеспечивает закрепление условных рефлексов, условно-рефлекторная деятельность.

4. По длительности хранения информации:
– краткосрочная (оперативная), непосредственная память (запоминание номера телефона).
– долгосрочная – обеспечивает хранение и воспроизведение информации до конца жизни человека.

Временная организация памяти

После электрического ответа рецепторной клетки на внешнее воздействие возникают следовые процессы, продолжающиеся некоторое время уже при отсутствии реального раздражителя, которые составляют основу сенсорной памяти. Длительность хранения следов в сенсорной памяти не превышает 500 мс, стирание следа осуществляется за 150 мс.

В сенсорной памяти происходит анализ и оценка чувствительных сигналов и в дальнейшем забывание или направление на дальнейшую обработку. Так, зрительный образ сохраняется во время мигания, при чтении, восприятии речи и т.д. На этом же виде памяти основано слитное восприятие изображения в кино и на телевидении.

Предполагается, что сенсорная память человека не зависит от его воли и не может быть подвергнута сознательному контролю. Дискуссионная длительность хранения следов в сенсорной памяти. Существуют люди – эйдетики, у которых период сохранения зрительного образа может достигать десятков минут.

Переход информации из нестойкой сенсорной памяти в более длительную память может совершаться либо словесным кодированием сенсорных сигналов, либо представлять собой не словесную обработку сигналов, представленную у маленьких детей и животных.

Краткосрочная память – период связан с хранением информации. Наиболее значимая информация хранится в долгосрочной памяти. В пределах краткосрочной выделена первичная память, которая отвечает за временное хранение информации, закодированной словесно.

Забывание в первичной памяти происходит в результате вытеснения старой информации новыми сигналами. Первичная память связана с мысленным повторением материала с целью запоминания и его интерпретации. Длительность этой памяти ограничивается несколькими секундами и материал стирается при его замене на новый. Информация, не закодированная в виде слов, не задерживается в первичной памяти, а переходит из сенсорной памяти во вторичную память.

Долговременную память подразделяют на вторичную и третичную.

Вторичная память характеризуется значительной емкостью и длительностью. Информация, перешедшая во вторичную память, может быть извлечена через большой промежуток времени и она накапливается в соответствии с его значимостью. Забывание на уровне вторичной памяти связано, в основном, с влиянием на запоминание уже имеющейся или вновь поступающей информации. Согласно этой точке зрения, мы забываем потому, что много знаем.

Третичная память – относятся навыки, постоянно сопровождающие жизнь человека: чтение, письмо, профессиональные навыки, которые практически не забываются. Например, собственное имя.

Некоторая информация закрепляется в результате многолетней практики и никогда не сглаживается. Третичная память характеризуется чрезвычайно малым временем извлечения.

Виды и формы памяти (Г. М. Чайчеико, 1987).

Сенсорная память

Первичная память

Вторичная память

Третичная память

Длительность менее сек.

Длительность несколько секунд

Длительность минуты, годы.

Забывание путем стирания или разрушения.

Забывание при замене старой информации на новую.

Физиологические механизмы нервной памяти

Локализация нервных механизмов.

Многочисленные опыты с локальным раздражением, с удалением отделов коры до сих пор не позволяют описать строго ограниченную область мозга, которую можно назвать центром памяти. Церебральный субстрат памяти устроен сложно, одним из его элементов является комплекс структур мозга:
– передние ядра таламуса
– мамиллярные тела
– гиппокамп.

Совокупность этих структур образует замкнутый круг, который впервые описал Бейлиц. Оказалось, что при поражении этих структур наблюдается нарушение усвоения информации, страдает оперативная память, в то время как долговременная память сохраняется.

Это позволило сделать вывод; что в лимбической системе локализован субстрат нервной памяти; а также механизмы, участвующие в формировании кратковременной памяти. Наиболее часто нарушение этого субстрата наблюдается при электротравме, действии наркотических, препаратов. Развивается симптом – ретроградная амнезия: невозможность воспроизвести информацию, которая воспринималась за 30-60 минут до действия травмирующего момента: текущая оперативная информация.

Лимбические структуры мозга ответственны за краткосрочную память или перевод в долгосрочную. Механизмы долгосрочной памяти объединяются понятием энграммы.

Экспериментально получены данные о том, что конечные долгосрочные механизмы памяти формируются в нейронах коры. Во многих случаях при очаговых повреждениях коры при действии ионов калия вызывает кратковременное выключение кортикальных нейронов и нарушение памяти. Определенный успех имели опыты с раздражением височной доли коры во время операций на мозге. У больных возникало воспроизведение очень подробных деталей. В настоящее время имеются данные о том, что главным субстратом памяти являются звездчатые клетки больших полушарий.

Характеристика процессов запоминания

Информация из аппаратов краткосрочной памяти переносится в долгосрочную. Физиологическая основа этого процесса – временные межнейронные взаимодействия.

Кратковременная память, вероятно, обеспечивается исключительно электрическими механизмами при взаимодействии нейронов. Начиная со второй миллисекунды действия раздражителя в нейронах лимбической системы появляются импульсы возбуждения, которые динамически распространяются по замкнутому кругу структур Бейлица. Процесс называется реверберацией импульса, сопровождается структурными изменениями в соответствующих синапсах. Возбуждение может продолжаться от 2 до 12 минут. Этот механизм движения импульсов по замкнутому кругу – 1 стадия электрическая.

Ее подавляет электрошок, контузия, гипотермия (холод), синаптические яды (наркотик), что приводит к ретроградной амнезии. Данный процесс не подавляется, если в нервные клетки вводятся ингибиторы синтеза белка, что указывает на чисто мембранную основу этого механизма. Мозг овладевает оперативной информацией и использует в текущей обстановке, на основе реверберации организуются кратковременные действия.

Начиная с 10 миллисекунды от начала действия раздражителя, наслаивается 2 стадия – консолидации или перехода информации в аппарат долгосрочной памяти, это промежуточная стадия запоминания. Она осуществляется путем иррадиации сигналов от глубинных структур по проводящим путям к коре больших полушарий. Частично подавляется электрошоком, механической травмой, ингибиторами синтеза РНК и синтеза белка. В основе лежит не только электрическое возбуждение нервных клеток, но и нейрохимические механизмы синтеза белка,

3 стадия – формирование энграммы.

Это стадия окончательного закрепления и хранения информации, возникает в результате консолидации и лежит в основе долгосрочной памяти.
Существует 3 теории, объясняющие механизм данной стадии:
– синаптический
– глиальный
– биохимический.

Согласно синаптической гипотезе основным морфологическим субстратом является межнейрональный синапс коры. Возможно 3 варианта:
1. В ходе запоминания образуются новые синапсы, при этом количество нейронов остается неизменным.
2. Из ранее не функционировавших (резервных) синапсов формируются активные функционирующие синапсы.
3. Синапсы все функционируют, но при закреплении информации часть из них теряет свои свойства.

Согласно теоретическим расчетам синаптический механизм памяти способен обеспечить 109 бит информации.

Глиальная теория.

Клетки нейроглии в 10 раз превышают количество нейронов. Предполагают, что они получают электрический сигнал от возбужденных нейронов коры, изменяют процесс синтеза белка, модифицируют его и таким образом сохраняют информацию о поступившем сигнале.

Биохимическая теория.

Американский ученый Хиден, в конце 50-х годов 20 века измерял содержание РНК в вытяжках из мозга крыс до и после обучения каким-то приспособительным навыкам. Концентрация РНК увеличивается в ходе обучения на 12%. Из мозга крыс, которых путем нанесения ударов электрическим током, научили избегать темных помещений, был выделен особый полипептид — скотофобин. При его введении контрольным крысам, мышам и рыбам, животные также начинали избегать темноты. Предполагают, что скотофобин оказывает положительное неспецифическое влияние на процесс научения.