Память и интеллект: нарушения, физиология и патофизиология
Деменция - результат поражения нейронных цепей головного мозга. Ее тяжесть определяется как локализацией такого поражения, так и общим количеством погибших нейронов.
Первые данные об анатомических основах памяти были получены при изучении корсаковского синдрома (поражение мозга у больных алкоголизмом , вызванное авитаминозом В1 ) и последствий операции на височной доле с целью лечения эпилепсии . При корсаковском синдроме страдают гипоталамус , сосцевидные тела и медиодорсальное ядро таламуса , из чего следует, что эти структуры важны при научении, воспроизведении и узнавании.
Односторонняя височная лоботомия приводит к легкой или умеренной амнезии на вербальную и невербальную информацию.
Двустороннее иссечение медиальных отделов височных долей , включая гиппокамп , парагиппокампальную извилину и часть миндалевидного тела , ведет к грубой фиксационной амнезии , то есть к невозможности запоминать новую информацию; при этом воспроизведение старых знаний часто не нарушено.
Медиобазальная система памяти включает гиппокамп и прилежащую кору височной доли , в том числе энторинальную область, периринальную область и парагиппокампальную область ( рис. 26.1 ). Эти структуры содержат круговой путь , идущий от энторинальной коры к зубчатой извилине , полям СAЗ и СA1 гиппокампа , затем к подставке гиппокампа и обратно к энторинальной коре ; данный путь повреждается при болезни Альцгеймера .
Медиобазальная система обладает высоким быстродействием, но ограниченной емкостью; она играет ключевую роль в фиксации нового материала и его запечатлении в декларативной памяти . Эта система участвует и в последующих продолжительных процессах реорганизации и закрепления новой информации, которая в конце концов сохраняется в новой коре и перестает зависеть от активности медиобазальной системы. Благодаря постоянной пересылке данных в новую кору - гигантское хранилище долговременной памяти - медиобазальная система всегда открыта для восприятия новой информации.
В исследованиях с функциональным картированием мозга показано, что в обучении и памяти участвуют многие чувствительные и двигательные поля коры больших полушарий . Один из механизмов запоминания тех образов и двигательных навыков, которые затем воспроизводятся бессознательно, - это расширение соответствующих представительств в коре. В одном из исследований было показано, что корковое представительство пальцев левой руки у скрипачей обширнее, чем в контрольной группе; другими словами, размеры соматосенсорного коркового представительства той или иной части тела человека зависят от сложности выполняемой ею функции и меняются исходя из текущих потребностей и опыта.
В коре головного мозга существуют довольно четко отграниченные области, в которых хранятся понятия об атрибутах объектов (например, слова, обозначающие цвета, животных, предметы, действия). Эти области располагаются вблизи зон коры, ответственных за восприятие данных атрибутов, и вместе составляют сложную распределенную систему. Такие "внутренние образы", видимо, влияют на процесс идентификации самих объектов.
Процедурную память , вероятно, обеспечивают и другие отделы, такие, как миндалевидное тело , мозжечок и сенсорная кора .
Важную роль в процессах памяти играют холинергические системы мозга . М-холиноблокаторы , такие, как атропин и скополамин , вызывают расстройства памяти . При болезни Альцгеймера снижается активность ацетилхолинтрансферазы (фермента, катализирующего синтез ацетилхолина ) и плотность N-холинорецепторов в коре больших полушарий ; кроме того, происходит массовая гибель нейронов базального ядра Мейнерта , одного из основных источников холинергической импульсации в кору. На этом основано применение такрина - ингибитора АХЭ . Предполагают, что умеренный эффект этого препарата обусловлен повышением концентрации ацетилхолина в коре.
Поведение и настроение модулируются норадренергическими системами , серотонинергическими системами и дофаминергическими системами . При болезни Альцгеймера снижается уровень норадреналина в голубоватом месте ствола мозга . Считают, что важную роль в процессах памяти играют нейротрофины , которые, в частности, могут препятствовать гибели холинергических нейронов .
Предполагают, что в приобретении и хранении новой информации участвует посттетаническая потенциация - длительное облегчение синаптической проводимости, обусловленное повторной стимуляцией возбуждающих синапсов. Посттетаническая потенциация особенно важна в нейронах гиппокампа . Большую роль в ней играют глутаматные NMDA-рецепторы .
Системы вторых посредников, участвующие в посттетанической потенциации, изучаются на мышах с искусственной инактивацией отдельных генов. Например, инактивация гена Са2+-кальмодулинзависимой протеинкиназы или гена цитоплазматической тирозинкиназы Fyn угнетает посттетаническую потенциацию в гиппокампе и нарушает выработку рефлексов пространственной ориентировки . С другой стороны, у мышей с инактивацией гена нейронального гликопротеида ( гена THY1 ) хотя и посттетаническая потенциация в области проекции энторинальной коры в зубчатой извилине ( рис. 26.1 ) подавлена, но выработка рефлексов пространственной ориентировки тем не менее сохранна. По-видимому, посттетаническая потенциация в этой области для формирования некоторых рефлексов пространственной ориентировки не обязательна.
При большинстве заболеваний, приводящих к деменции, патологический процесс не имеет определенной локализации. При болезни Альцгеймера поражение нейронов коры относительно диффузное; при мультиинфарктной деменции, развивающейся вследствие повторных инсультов , очаги повреждения, хотя и более четко очерчены, тем не менее также разбросаны по всей коре. Такие заболевания, как лейкодистрофии , рассеянный склероз и болезнь Бинсвангера , обусловлены диффузным поражением белого вещества , то есть внутримозговых проводящих путей. На когнитивные функции и поведение влияют также хвостатое ядро , скорлупа , таламус и черная субстанция , однако роль этих структур до конца не ясна.
Некоторые исследователи выделяют корковый тип деменции и подкорковый тип деменции.
Основные симптомы корковой деменции (например, при болезни Альцгеймера и болезни Пика ) - снижение памяти , нередко афазия и другие нарушения речи .
У больных с подкорковой деменцией (например, при болезни Гентингтона ) расстройства речи и расстройства памяти бывают реже, но более характерны нарушения внимания , нарушения суждения и нарушения поведения .
Клинические и анатомические характеристики корковой и подкорковой деменции в значительной мере сходны, так что четко разграничить их зачастую невозможно.
Поражение некоторых относительно специфических корково-подкорковых путей может приводить к значительным изменениям поведения. Например, дорсолатеральные отделы префронтальной коры связаны с дорсолатеральной частью хвостатого ядра , бледным шаром и таламусом . Разрыв этих путей сопровождается нарушениями организации и планирования деятельности , персеверациями , неспособностью быстро переключаться с одного предмета на другой , нарушенной оценкой окружающего .
Латеральная орбитальная кора связана с вентромедиальным отделом хвостатого ядра , бледным шаром и таламусом . Нарушение этих связей приводит к раздражительности , импульсивности , нарушению сосредоточения .
Нейроны переднего отдела поясной извилины отдают аксоны к прилегающему ядру, бледному шару и таламусу . При разрыве этих связей возникает апатия и речевая аспонтанность , вплоть до акинетического мутизма .
Главный фактор риска деменции, существенно более важный, чем все остальные, - это возраст. В возрасте старше 50 лет вероятность тяжелых расстройств памяти растет с каждым десятилетием; при аутопсии в головном мозге чаще всего в таких случаях выявляют изменения, характерные для болезни Альцгеймера . Существует гипотеза, что увеличение риска деменции с возрастом обусловлено медленным накоплением мутаций в митохондриальной ДНК нейронов . В то же время у многих долгожителей память совершенно интактна и никаких клинических признаков деменции нет.
Итак, хотя деменция и может оказаться лишь неизбежным следствием обычного старения, этот вопрос пока остается открытым.
