Эпизодическая память: неврологические и нейромедиаторные механизмы

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

В последние годы достигнут существенный прогресс в понимании неврологических и нейромедиаторных механизмов памяти, а также причин ухудшения памяти в пожилом возрасте. Функционирование системы эпизодической памяти требует значительных энергетических и материальных (нейромедиаторных, протеиновых) ресурсов, т.е. чрезвычайно затратно для организма. Существуют физиологические механизмы, блокирующие активность данной системы в целях перераспределения ресурсов для других функций мозга. Первоначальная энграмма формируется в структурах гиппокампа, поддерживающих реципрокную связь с синхронно активирующимися зонами неокортекса. Холинергическая иннервация гиппокампа и первичных зон неокортекса стабилизирует процесс формирования первоначальной энграммы с сопутствующей трансформацией синапсов в структурах гиппокампа. На следующем этапе гиппокамп осуществляет функцию передачи информации в структуры неокортекса, где она ассоциируется с предыдущими знаниями и фиксируется на основе медленно протекающих процессов синаптогенеза и аксонального роста. Нейропластические процессы осуществляются при участии восходящей норадренергической системы. Возможными причинами дисфункции системы эпизодической памяти в пожилом возрасте являются: мощность влияний зрелой префронтальной коры, блокирующей активность гиппокампа; недостаточность стимуляции гиппокампальной системы памяти, приводящая к угасанию нейрогенеза и нейропластичности; нарушения механизмов фазического выброса нейромедиаторов и их последующего клиренса.

Об авторах

A. Г. Полунина

Московский научно-практический центр наркологии Департамента здравоохранения города Москвы

Email: platonova@neurology.ru
Россия, Москва

E. A. Брюн

Московский научно-практический центр наркологии Департамента здравоохранения города Москвы

Автор, ответственный за переписку.
Email: platonova@neurology.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Гриневич В. Нервные клетки не восстанавливаются. Наука и техника 2009; 38 (7): 75–78.
  2. Литвиненко И.В., Леонова Е.В. Терапевтические аспекты нарушений циркадианного ритма высвобождения ацетилхолина при деменции. Пожилой Пациент 2009; 1: 31–35.
  3. Сидоров П.И., Парняков А.В. Клиническая психология. М.: ГЭОТАР-МЕД, 2002: 109–138.
  4. Alagiakrishnan K., Wiens C.A. An approach to drug induced delirium in the elderly. Postgrad. Med. J. 2004; 80: 388–393.
  5. Anderson C., Horne J.A. Prefrontal cortex: links between low frequency delta EEG in sleep and neuropsychological performance in healthy, older people. Psychophysiology 2003; 40: 349–357.
  6. Bradshaw C.M. Neuropsychopharmacology. In: Halligan P.W., Kischka U., Marshall J.C. (eds:). Handbook of Clinical Neuropsychology. New Yourk: Oxford University Press, 2003: 445–469.
  7. Burianova H., McIntosh A.R., Grady C.L. A common functional brain network for autobiographical, episodic, and semantic memory retrieval. NeuroImage 2010; 49: 865–874.
  8. Campo P., Maestu F., Ortiz T. et al. Time modulated prefrontal and parietal acitivity during the maintenance of integrated information as revealed by magnetoencephalography. Cerebral Cortex 2005; 15: 123–130.
  9. Capellini I., McNamara P., Preston B.T. et al. Does sleep play a role in memory consolidation? A comparative test. PLoS ONE 2009; 4 (2): e4609.
  10. Casey B.J., Thomas K.M., Davidson M.C. et al. Dissociating striatal and hippocampal function developmentally with a stimulus-response compatibility task. J. Neurosci. 2002; 22 (19): 8647–8652.
  11. Cayre M., Canoll P., Goldman J.E. Cell migration in the normal and pathological postnatal mammalian brain. Prog. Neurobiol. 2009; 88 (1): 41–63.
  12. De Toledo-Morrell L., Dickerson B., Sullivan M.P. et al. Hemispheric differences in hippocampal volume predict verbal and spatial memory performance in patients with Alzheimer’s disease. Hippocampus 2000; 10: 136–142.
  13. Den Heijer T., Oudkerk M., Launer L.J. et al. Hippocampal, amygdalar, and global brain atrophy in different apolipoprotein E genotypes. Neurology 2002; 59: 746–748.
  14. Dickerson B.C., Eichenbaum H. The episodic memory system: neurocircuitry and disorders. Neuropsychopharmacology Reviews 2010; 35: 86–104.
  15. Draganski B., Gaser C., Kempermann G. et al. Temporal and spatial dynamics of brain structure changes during extensive learning. The Journal of Neuroscience 2006; 26(23): 6314–6317.
  16. Gais S., Born J. Low acetylcholine during slow-wave sleep is critical for declarative memory consolidation. Proc. Nat. Acad. Sci. USA 2004; 101: 2140–2144.
  17. Geinisman Yu. Structural synaptic modifications associated with hippocampal LTP and behavioral learning. Cerebral Cortex 2000; 10: 952–962.
  18. Goldstein F.C., Mao H., Wang L. et al. White matter integrity and episodic memory performance in mild cognitive impairment: a diffusion tensor imaging study. Brain Imaging and Behavior 2009; 3 (2): 132–141.
  19. Greenwood P.M., Parasuraman R. Neuronal and cognitive plasticity: a neurocognitive framcework for ameliorating cognitive aging. Frontiers in Aging Neuroscience 2010; 2: 150.
  20. Hains A.B., Arnsten A.F.T. Molecular mechanisms of stress-induced prefrontal cortical impairment: implications for mental illness. Learning and Memory 2008; 15 (8): 551–64.
  21. Ivanco T.L., Racine R.J. Long-term potentiation in the reciprocal corticohippocampal and corticocortical pathways in the chronically implanted, freely moving rat. Hippocampus 2000; 10: 143–152.
  22. Jasinska M., Siucinska E., Cybulska-Klosowicz A. et al. Rapid, learning- induced inhibitory synaptogenesis in murine barrel field. J. Neurosci. 2010; 30 (3): 1176–1184.
  23. 23. Karlsson M.P., Frank L.M. Awake replay of remote experiences in the hippocampus. Nat. Neurosci. 2009; 12 (7): 913–918.
  24. Lee G.P., Loring D.W., Flanigin H.F. et al. Electrical stimulation of the human hippocampus produces verbal intrusions during memory testing. Neuropsychologia 1988; 26 (4): 623–627.
  25. Lenroot R.K., Giedd J.N. Brain development in children and adolescents: insights from anatomical magnetic resonance imaging. Neurosci. Biobehav. Rev. 2006; 30 (6): 718–29.
  26. Lian J., Goldstein A., Donchin E., He B. Cortical potential imaging of episodic memory encoding. Brain Topography 2002; 15 (1): 29–36.
  27. Lu B., Wang K.H., Nose A. Molecular mechanisms underlying neural circuit formation. Curr. Opin. Neurobiol. 2009; 19 (2): 162–167.
  28. Markowitsch H.J. Functional neuroanatomy of learning and memory. In: Halligan P.W., Kischka U., Marshall J.C. (eds:). Handbook of Clinical Neuropsychology. New Yourk: Oxford University Press, 2003: 724–730.
  29. Nadel L. The parahippocampal region: basic and clinical implications. Hippocampus 2000; 10: 133–135.
  30. Pal D., Mallick B.N. Neural mechanism of rapid eye movement sleep generation with reference to REM-OFF neurons in locus coeruleus. Indian J. Med. Res. 2007; 125: 721–739.
  31. Paredes D.A., Cartford M.C., Catlow B.J. et al. Neurotransmitter release during delay eyeblink classical conditioning: role of neorepinephrine in consolidation and effect of age. Neurobiol. Learn. Mem. 2009; 92 (3): 267–282.
  32. Payne J.D., Schacter D.L., Propper R. et al. The role of sleep in false memory formation. Neurobiol. Learn. Mem. 2009; 92 (3): 327–334. Том 6. № 3 2012 60
  33. Plessen K.J., Bansal R., Zhu H. et al. Hippocampus and amygdale morphology in attention-deficit/hyperactivity disorder. Arch. Gen. Psychiatry 2006; 63: 795–807.
  34. Procko C., Shaham S. Synaptogenesis: new roles for an old player. Curr. Biol. 2009; 29 (24): R1114–1115.
  35. Ranganath C., Paller K.A. Neural correlates of memory retrieval and evaluation. Cognitive Brain Research 2000; 9: 209–222.
  36. Ranganath C., Rainer G. Neural mechanisms for detecting and remembering novel events. Nature Review: Neuroscience 2003; 4: 193–202.
  37. Rasch B., Gais S., Born J. Impaired off-line consolidation of motor memories after combined blockade of cholinergic receptors during REM sleep- rich sleep. Neuropsychopharmacology 2009; 34: 1843–1853.
  38. Robertson E.M. From creation to consolidation: a novel framework for memory processing. PLoS Biology 2009; 7: e1000019.
  39. Roopun A.K., Lebeau F.E., Ramell J. et al. Cholinergic neuromodulation controls directed temporal communication in neocortex in vitro. Front. Neural Circuits 2010; 22 (4): 8.
  40. Sarter M., Hasselmo M.E., Bruno J.P., Givens B. Unraveling the attentional functions of cortical cholinergic inputs: interactions between signal-driven and cognitive modulation of signal detection. Brain Research Reviews 2005; 48: 98–111.
  41. Steenland H.W., Wu V., Fukushima H. et al. CaMKIV over-expression boosts cortical 4-7 Hz oscillations during learning and 1-4 Hz delta oscillations during sleep. Molecular Brain 2010; 3: 16.
  42. Stoeckli E., Zou Y. How are neurons wired to form functional and plastic circuits? EMBO reports 2009; 10(4): 326–330.
  43. Suzuki M., Hagino H., Nohara S. et al. Male-specific volume expansion of the human hippocampus during adolescence. Cerebral Cortex 2005; 15: 187–193.
  44. Takashima A., Nieuwenhuis I.L.C., Jensen O. et al. Shift from hippocampal to neocortical centered retrieval network with consolidation. J. Neurosc. 2009; 29 (32): 10087–10093.
  45. Tarnow E. Short term memory may be the depletion of the readily releasable pool of presynaptic neurotransmitter vesicles of a metastable long term memory trace pattern. Cogn. Neurodyn. 2009; 3: 263–269.
  46. Veyrac A., Sacquet J., Nguyen V. et al. Novelty determines the effects of olfactory enrichment on memory and neurogenesis through noradrenergic mechanisms. Neuropsychopharmacology 2009; 34: 786–795.
  47. Vinogradova O.S., Brazhnik E.S., Kitchigina V.F., Stafekhina V.S. Acetylcholine, theta-rhythm and activity of hippocampal neurons in the rabbit — IV. Sensory stimulation. Neuroscience 1993; 53(4): 981–91.
  48. Vinogradova O.S. Expression, control, and probable functional significance of the neuronal theta-rhythm. Prog. Neurobiol. 1995; 45 (6): 523–83.
  49. Waber D.P., De Moor C., Forbes P.W. et al. The NIH MRI study of normal brain development: performance of a population based sample of healthy children aged 6 to 18 years on a neuropsychological battery. J. Int. Neuropsycholog. Soc. 2007; 13: 1–18.
  50. Walker M.P. The role of slow wave sleep in memory processing. J. Clin. Sleep Med. 2009; 5 (Sup. 2): S20–S26.
  51. Wang J.X., Poe G., Zochowski M. From network heterogeneities to familiarity detection and hippocampal memory management. Phys. Rev. E Stat. Nonlin. Soft Matter Phys. 2008; 78 (4 Pt 1): 041905. 52. Wilke M., Holland S.K., Krägeloh-Mann I. Global, regional and local development of gray and white matter volume in normal children. Exp. Brain Res. 2002; 178 (3): 296–307.
  52. Yordanova J., Kolev V., Verleger R. Awareness of knowledge or awareness of processing? Implications for sleep-related memory condolidation. Frontiers in Human Neuroscience 2009; 3: 40.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Polunina A.G., Bryun E.A., 2012

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77-83204 от 12.05.2022.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах