i

Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Mikrostruktura paměti v mozku

 |  4. 5. 2017
 |  Vesmír 96, 282, 2017/5
 |  Téma: Paměť

Jak se zapisuje a ukládá nová informace v mozkové tkáni? Charakter zpracování informace v nervovém systému odpovídá nejen zapojení mezi jednotlivými částmi mozku, ale přímo závisí na architektuře propojení uvnitř těchto oblastí.

Paměť, to je v psychobiologickém smyslu slova schopnost pozměnit chování na základě předchozí zkušenosti. Tato definice reflektuje pouze kauzalitu mezi informací, jež do systému v minulosti vstoupila, a změnou do té doby obvyklého chování. Jde o vymezení velmi široké, platné pro paměť člověka, potkana či ploštice, ale zároveň i pro obtíže s narovnáváním zmuchlaného papíru. Neřeší ale už, jak se nová informace v mozku zapisuje, jak se pak dlouhodobě ukládá ani jak se posléze v okamžiku potřeby znovu aktivuje. Byť se tyto logické „interní“ kroky odedávna předpokládaly (srovnej např. sv. Augustin: Vyznání), přesto jejich reálná podoba nebyla blíže známa až do nedávných let.

Věnujme se nejprve konceptu uložení paměťové stopy v „archivační“ neuronové síti. S vědomím, že jde o velmi zjednodušený pohled na mnoharozměrný charakter reprezentace naučené informace v mozku, ale bez zjednodušení se v tak komplikovaném systému neobejdeme.

Jak vypadá zapisování nové informace v mozkové tkáni? Rychlý zápis do neuronové sítě se odehrává pomocí změny synaptických spojení mezi neurony. Pravděpodobnost, že se jednotlivý nervový vzruch (akční potenciál) přenese z jedné buňky na druhou, je extrémně malá. Vzruch přichází z buňky A na excitační synapsi neuronu B a způsobí tam postsynaptickou napěťovou změnu, která sama o sobě nestačí na to, aby vznikl nový vzruch na buňce B, a informace se tak šířila dále.

Aby k tomu došlo, je zapotřebí součet většího množství takových postsynaptických potenciálových změn, tedy více vzruchů během krátké doby. Teprve potom neuron B vygeneruje svůj vzruch a pošle informaci dál. Kolik příchozích vzruchů je k tomu zapotřebí, záleží na „váze“ synapsí – čím je větší, tím méně jich je potřeba k dosažení prahu pro vznik akčního potenciálu neuronu B. „Učenlivé synapse“ (též plastické) mají tuto váhu proměnlivou, a tudíž její změnou (většinou zvýšením) mezi dotyčnými buňkami mohou dlouhodobě zvýšit pravděpodobnost, že přes společnou synapsi příště informace proteče snáze.

Jak k takovémuto zápisu dojde? Mechanismů je více, ale pro vytvoření funkčního spojení mezi dvěma či více podněty (tzv. asociace, např. mezi jménem a tváří člověka) je klíčovým koncept postulovaný nikoli na základě fyziologických pozorování, ale dávno předtím, než neurobiologické metody něco podobného umožnily. Ve své finální formě jej jako teorii formuloval již koncem čtyřicátých let 20. století kanadský psycholog a teoretik Donald O. Hebb. Volně interpretován zní – „propojení mezi současně aktivními neurony se posiluje“. K posílení spojení tedy dojde, je-li současně aktivní neuron, jenž informaci poskytuje, i ta buňka, která ji přijímá, a to buď proto, že první neuron posílá tolik vzruchů, aby ji vybudil, nebo proto, že se k ní v témže okamžiku scházejí vzruchy i z jiných zdrojů (které spolu patrně souvisí, příklad viz níže).

Nyní vidíte 28 % článku. Co dál:

Jsem předplatitel, mám plný přístup
Jsem návštěvník
Chci si přečíst celé číslo
Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru. Více o předplatném
TÉMA MĚSÍCE: Paměť
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Neurobiologie

O autorovi

Karel Ježek

MUDr. Karel Ježek, Ph.D., (*1973) vystudoval Lékařskou fakultu UK v Plzni, pracoval ve Fyziologickém ústavu AV ČR a v Centru pro biologii paměti, Norges teknisknaturvitenskapelige universitet v Trondheimu, nyní vede Laboratoř experimentální neurofyziologie v Biomedicínském centru Lékařské fakulty Univerzity Karlovy v Plzni.
Ježek Karel

Další články k tématu

Zpráva o stavu demence v Čechách

V  Česku žilo počátkem roku 2015 pravděpodobně téměř 153 tisíc lidí s demencí, o 10 tisíc lidí více než v roce 2013.  Situaci ve společnosti,...

Tréninkem proti chátrání paměti

Ani ve stáří není pozdě.Při tréninku paměti dosahují lidé úspěchů, nad nimiž žasnou oni sami i jejich okolí.

Zdravé a choré zapomínání

Chátrání paměti můžeme čelit dříve, než se její přirozený úbytek změní v chorobný.

Zapomenutí zapomnětlivci

Úspěchy ve výzkumu paměti by se nekonaly bez nešťastných, ale pro vědu cenných pacientů.

Povodně v Praze a historická paměť

Karlín vždy zaplavovala velká voda, a přece tu vzniklo celé město, a přece se tu stále staví. V 19. století Pražané doufali, že je před povodněmi...

Paměť horninuzamčeno

I horniny, typické představitelky neživé přírody, mají v sobě skryto něco jako paměť. Pro záznam dějů, které probíhají na povrchu pevné ˝země,...

Prostorová paměť, navigace a mozkové mapy

Prostor je základním a všudypřítomným prvkem našeho světa. Trávíme v něm čas, pozorujeme jej, pohybujeme se v něm, abychom našli cíle, nebo se jim...

Doporučujeme

Přemýšlej, než začneš kreslit

Přemýšlej, než začneš kreslit

Ondřej Vrtiška  |  4. 12. 2017
Nástup počítačů, geografických informačních systémů a velkých dat proměnil tvorbu map k nepoznání. Přesto stále platí, že bez znalosti základů...
Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné