К книге
Механизмы мозга10 Автоматическое обучение. Электроэнцефалографические проявления механизмов памяти и обучения
91%
10 Автоматическое обучение. Электроэнцефалографические проявления механизмов памяти и обучения
68

У. Р. Эйди, по-видимому, открыл род волн мозга, обладающих фазовыми свойствами, которые содержат специфические указания на правильность выполнения усвоенной реакции. Эти волны как будто бы являются также существенным компонентом электрической активности, сопровождающей работу механизмов памяти.

Так как прежние данные указывали на важную роль височных областей мозга в функции памяти (см гл. 7 и 9). Эйди счел, что эти области, вероятно, должны играть большую роль и в процессах обучения. В связи с этим он имплантировал кошкам электроды в глубокие слои ткани височных долей и регистрировал у них электрическую активность во время сеансов обусловливания, в которых они обучались оперантной реакции. Использовалась разновидность Т-образного лабиринта, в котором кошка должна была в соответствии с предъявляемыми ей зрительными сигналами выбрать правильный путь, чтобы получить пищевое подкрепление.

Эйди получил однозначные и воспроизводимые результаты. Когда животное находилось в покое, волны мозга, регистрируемые электродами, введенными в глубокие области височной доли, имели неправильную форму, характеризующуюся спектром частот от 4 до 7 герц. Но, когда кошка шла по лабиринту в поисках пищи, эта нерегулярная активность сменялась вспышкой волн частотой 6 герц почти без примеси других частот. Это относилось как к обученным, так и необученным животным, но обучение приводило к ясно выраженному изменению в распределении интенсивности этого «ритма приближения к цели» между различными участками височной доли, в которых были расположены электроды. Кроме того, вычисление взаимно-корреляционной функции показало, что обучение ведет к существенным изменениям фазовых соотношений между моночастотными «волнами приближения», отводимыми с помощью разных электродов. Эти фазовые изменения (смещения моментов прибытия волн) также согласовались с выводом, что обучение приводит к необратимым изменениям в пространственном распределении нейронных токов.

Время от времени обученная кошка делала ошибку при выборе реакции. Картина электрической активности была при этом чрезвычайно интересной. Когда кошка совершала ошибку, фазовые соотношения между волнами частотой 6 герц, отводимыми в различных пунктах, существенно изменялись. Очевидно, моночастотные токи «ритма приближения» могли направиться по неверному пути в коре мозга, и, когда это случалось, животное делало ошибку.

Хотя Эйди исследовал главным образом височные области мозга, некоторым подопытным животным он вживлял электроды и в другие участки. При этом он обнаружил «ритм приближения» частотой 6 герц как в верхней части ретикулярной формации мозгового ствола, так и в первичной зрительной зоне коры. Моночастотный ритм, по крайней мере в зрительной коре, появлялся только при обучении, но к концу обучения становился четким и ясным. По мнению Эйди, это распространение ритма частотой 6 герц па другие части мозга по мере обучения связано с ролью височных областей в функции памяти. Эту мысль подкрепили эксперименты, в которых у обученных кошек производили небольшие повреждения в стволе мозга, в таких местах, что моночастотный ритм исчезал как в зрительной коре, так и в верхней части ретикулярной формации. Пока он оставался блокированным, животные, хотя и продолжали проходить через Т-образный лабиринт в надежде получить награду, по-видимому, совершенно не могли использовать зрительные данные для отличения верного пути от неверного. Через 8—10 дней после заживления повреждений «ритм приближения» частотой 6 герц вновь появлялся в ретикулярной формации и в зрительной коре, и в это же время у кошек восстанавливалась способность делать правильный выбор!

Таким образом, открытые Эйди «волны приближения», видимо, отражают электрическую активность какого-то мозгового механизма, лежащего в основе процессов обучения и памяти. Исследования продолжаются не только на кошках, но и на обезьянах. В Институте мозга устанавливают новую электронную аппаратуру с целью ускорить и расширить применение методов взаимно-корреляционного анализа и других современных методов обработки информации, оказавшихся чрезвычайно полезными в этой работе. Можно ожидать, что в будущем мы еще услышим об Эйди и об открытых им волнах.

Литература

I. Adeу W. R., Dunlop С. W., Hendrix С. Е., «Hip-pocampal Slow Waves», AMA Archives of Neurology, vol. 3, pp. 74—90 (1960).

2. A d e у W. R., «Studies of Hippocampal Electrical Activity during Approach Learning», in Brain Mechanisms and Le-arning, ed. by Fessard, Gerard, Konorski. and Delafresnaye, Charles C Thomas, Publisher, Springfield, Ill., pp. 577— 588 (1961).

3. Asimov I., The Intelligent Man’s Guide to Science, Basic Books, Inc., Publishers, New York, chap. 16, «The Mind», 1960.

4. А с p а т я н Э. A., «Some Aspects of the Elaboration of Con-ditioned Connections and Formation of Their Properties», in Brain Mechanisms and Learning, ed. by Fessard. Ge-rard, Konorski and Delafresnaye, Charles C Thomas, Publi-sher, Springfield, III., pp. 95—114 (1961).

5. Beurle R. L., «Storage and Manipulation of Information in the Brain», Journal of the Institute of Electrical Engineering, pp. 75—82 (February 1959).

6. В ra zier M. A. B., Killam K. F., H a nce A. J., «The Reactivity of the Nervous System in the Light of the Past History of the Organism», in Sensory Communication, ed. by W. A. Rosenblith, The MIT Press and John Wiley and Sons, Inc., New York, pp. 699—716 (1961). (Теория связи в сенсорных системах, стр. 449, «Мир», М., 1964.)

7. Bullock Т. Н., «The Problem of Recognition in an Analyzer Made of Neurons», in Sensory Communication, ed. by W. A. Rosenblith, The MIT Press and John Wiley and Sons, Inc., New York, pp. 717—724 (1961). (Теория связи в сен-сорных системах, стр. 100. «Мир», М., 1964.)

8. D о t у R. W., Giurgea С., «Conditioned Reflexes Established by Coupling Electrical Excitations of Two Cortical Areas», in Brain Mechanisms and Learning, ed. by Fessard, Gerard, Konorski and Delafresnaye, Charles C Thomas, Publisher, Springfield, Ill., pp. 133—152 (1961).

9. E с с 1 e s J. C., «The Effects of Use and Disuse on Synaptic Function», in Brain Mechanisms and Learning, ed. by Fes-sard, Gerard, Konorski and Delafresnaye, Charles C Tho-mas, Publisher, Springfield, Ill., pp. 335—352 (1961).

10. French J. W, «Trial and Error Learning in Paramecium». Journal of Experimental Psychology, vol. 26, pp. 609—613

H (1940).

11. Ga la mhos R., «Some Neural Correlates of Conditioning and Learning», in Electrical Studies on the Unanesthei tized Brain, ed. by Ramey and O’Doherh. Harper and Row, Publish rs, Incorporated, New York, pp 120- 130 GJ’^

12. Gala mhos R., «Changing Concepts of the Learning Media nism», in Brain Mechanisms and Learning, ed. by Fessard,

Gerard, Konorski and Delafresnaye, Charles C Thomas, Publisher, Springfield, III., pp. 231—242 (1961).

13. G а г ci a - Au s 11 E., Bogacz J., Vanzulli A., «Sig-nificancc of the Photic Stimulus on the Evoked Response in Man>, in Brain Mechanisms and Learning, ed. by Fessard, Gerard, Konorski and Delafresnaye, Charles C Thomas, Pub-lisher, Springfield Ill., pp. 603—623 (1961).

14 Gerard R. W.. «The Fixation of Experience», in Brain Mechanisms and Learning, ed. by Fessard, Gerard, Konor-ski and Delafresnaye, Charles C Thomas, Publisher, Spring-field, Ill., pp. 21—36 (1961).

In Marlow H. F., «The Evolution of Learning», in Behavior and Evolution, ed. by Roe and Simpson, Yale University Press, New Haven, Conn., pp. 269—290 (1958).

16 Hebb D O. The Organization of Behavior, John Wiley and Sons, Inc., New York, 1949.

17. Hebb D. O, «Distinctive Features of Learning in the Hig-’ r Animal», in Brain Mechanisms and Learning, ed. by Fessard, Gerard. Konorski, and Delafresnaye, Charles C Thomas, Publisher, Springfield, Ill., pp. 37—52 (1961).

18 Hernandez-Peon R., Brust-Carmona FL, «Functional Role of Subcortical Structures in Habituation and Conditioning», in Brain Mechanisms and Learning, ed. by Fessard. Gerard, Konorski and Delafresnaye, Charles C Tho-uias. Publisher Springfield, III., pp. 393—412 (1961).

19. Hess E. H. «Imprinting’ in Animals», Scientific American, PP 81—90 (March 1958).

20 Hudgins С. V., «Conditioning and the Voluntary Control of the Pupillary Light Reflex», Journal of General Psycho-logy, vol. 8, pp. 3—51 (1933).

21 Lehrman D S., «Varieties of Learning and Memory in Animals», in Macromolecular Specificity and Biological Me-: , ' ' I О Schmitt, The MIT Press, Cambridge,

Mass., pp 108 110 (1962).

22 Menzies R «Further Studies in Conditioned Vasomotor Response in Human Subjects», Journal of Experimental ' ' у vol 29. pp. 4 3 7 -4 82 (1941).

23 At < r re II F. «Lasting Changes in Synaptic Organization Produced by Continuous Neuronal Bombardment», in Brain Me, an Mils and Learning, ed by Fessard, Gerard, Konorski and Delafresnaye, Charles C Thomas, Publisher, Springfield. III pp 375 392 (1961)

24 Rowland V. «Conditioning and Brain Waves», Scientific A er can, pp. 89—96 (August 1959)

25 P . - инов В C, "LEG Studies in Conditional Reflex Formation in Maru, h The Central Nervous System and Be havior, ed by M A В Brazier, Josiah Macy, Jr , Founda Lon, Nh w York, pp 249 310 (1959).

2b Rubsell W R Brain Memory, Learning, Oxford Univer* ьЛу Press lair Lawn, N J, chap. Ill, «Memory — the Ся*

pacify to Repeat»; chap. XIV, «Brain: Learning: Character», 1959.

27. S a 11 e г A., What Is Hypnosis?, rev. ed., Farrar, Straus and Cudahy, Inc., New York, 1955.

28. S e g u n d о J. P., G a 1 e a n о C., S о m m e г - S m i t h J. A., R о i g J. A., «Behavioural and EEG Effects of Tones ‘Rein-forced’ by Cessation of Painful Stimuli», in Brain Mecha-nisms and Learning, ed. by Fessard, Gerard. Konorski and Delafresnaye, Charles C Thomas, Publisher, Springfield, Ill., pp. 265—292 (1961).

29. S h о 11 D. A., The Organization of the Cerebral Cortex, Me-thuen and Co., Ltd., London, chap. VI, «The Mode of Ope-ration of the Cerebral Cortex», 1956.

30. Wells H. G., Huxley J. S„ Wells G. P., The Scien-ce of Life, Doubleday and Company, Inc., Garden City, N. Y., book 8, chap. VI, «The Cortex at Work», pp. 1288— 1317, 1938.

31. Yerkes R. M., «The Intelligence of Earthworms», Journal of Animal Behavior, vol. 2, pp. 332—352 (1912).

Предыдущая главаГлава 68 из 75Следующая глава