Синапсы как часть процесса запоминания
Если мы заглянем в учебник, то прочтем в нем, что запоминание является процессом образования долговременных или кратковременных синаптических связей в коре головного мозга. Признаемся себе честно: эта фраза нам пока ни о чем не говорит. Ведь до сих пор мы знали лишь слово «синоптический», а букву «а» в нем поначалу приняли вообще за опечатку… Ну, если мы попытаемся читать дальше, нам вскоре станет понятно, что слово «синаптический» происходит от «синапс». Что это за новая штука — синапс? Сейчас разберемся.
В сущности, мы уже с ним знакомы — просто до сих пор не называли его, так сказать, по имени. Синапс — это мостик химической реакции, образующийся в том месте, где электрический импульс передался от одного нейрона другому. Проще говоря, нервная ткань как бы сохраняет на некоторое время путь, по которому передался основной сигнал. И делает она это по понятной причине. А именно: сигнал поступил в кору, она его обработала и выдала готовый ответ. Логично, что данный ответ должен поступить именно туда, где его ждут, то есть в то же место, откуда был отправлен сигнал — вопрос. Как мы понимаем, с этими всеми иррадиациями, деятельностью мозжечка и пр. он вполне способен поступить и не по адресу. Так вот путь, называемый синапсом, сохраняется еще некоторое время после прохождения сигнала для того, чтобы ответ пришел именно по нему, а не по другой цепочке нейронов — чтобы он пришел четко в целевые ткани.
Как образуется синапс? То есть что это с физической или химической точки зрения? На самом деле речь идет о произошедшей между отростками или отростком и клеткой местной реакции окисления. В организме существуют особые вещества (белки) — нейромедиаторы, которые легко окисляются под действием электрического импульса. Вот эти окисленные молекулы некоторое время сохраняются на том месте, где они возникли. А затем постепенно исчезают.
Химики, конечно, назовут наше определение нейромедиаторов неточным и, мягко говоря, упрощенным. Но для понимания сути вопроса нам хватит и его. Возможно, мы знаем еще со школы, что в кислой среде электрический сигнал проходит быстрее и лучше, чем в щелочной. Таким образом, любой (вообще любой) электрический импульс из двух сред обязательно выберет кислую — то есть пройдет именно тем путем, где имеются молекулы, так сказать, свежеокисленных белков.
Сразу после прохождения одного импульса, создавшего синапс, в этом месте запускается восстановительная (ощелачивающая) реакция. Обычно ее скорости хватает, чтобы по этой же цепочке успел прийти и ответ. Но если в целом, то за счет постепенного восстановления синаптический «мостик», который не используется некоторое время, распадается. Естественно, новый синапс на этом месте создастся при появлении новой необходимости в прохождении сигнала именно этим путем.
Вот это уже очень похоже на механизм запоминания, не так ли? В действительности, изначально мы запоминаем и впрямь именно таким образом: повторяем по нескольку раз одно и то же, чтобы в каком-то участке коры десяток импульсов прошел одним и тем же путем. Прошел, создав синапс попрочнее того, который возникнет при прохождении из пальцев в кору сигнала «Ай! Горячо!»…
Вообще, синапсы по времени своего существования бывают как краткосрочными, так и долгосрочными. Разница заключается в наборе нейромедиаторов, их создающих. Чаще всех обновляются синапсы на периферических участках ЦНС и в спинном мозге. А вот в коре образуется больше всего долгосрочных синаптических связей. Хотя, разумеется, забывать умеет и она.
Итак, синапс образуется следующим образом:
1. Электрический импульс, прошедший через тело клетки к кончику ее аксона, вызывает окисление белков на его поверхности.
2. При этом окислении выделяется медиатор — вещество, в присутствии которого образуется временный или постоянный синапс.