Как узнать возраст памяти, хранящейся в мозгу?

Мы только начинаем понимать, как работает мозг, включая память. Мы знаем, что это очень сложная вещь. Есть много разных видов памяти; в создание и воспроизведение воспоминаний вовлечено множество различных процессов. Один из факторов, играющих роль в наивном понятии «насколько стара память», заключается в том, что «воспоминание» не кажется пассивной деятельностью; вместо этого каждый раз, когда мы вспоминаем воспоминание, мы воссоздаем его.

Сказав это, я не вижу теоретической причины, по которой не было бы способа определить возраст воспоминаний... но в настоящее время мы этого не знаем.

Учтите, что мы волшебным образом не знаем возраст камней, растений или животных. Мы научились понимать это, изучая эти вещи, наблюдая, как они меняются со временем, и делая выводы о том, как использовать эти знания, чтобы угадать их возраст. Например, люди обнаружили, что во многих климатических условиях у деревьев чередуются вегетационный период и период покоя, в результате чего на стволе появляются годичные кольца для каждого прожитого года. Они также увидели, что животные имеют определенные жизненные циклы и выглядят по-разному (хотя бы по размеру) в зависимости от своего возраста, и они могут использовать это для приблизительной оценки возраста животного. Очевидно, это полностью зависит от рассматриваемого животного; разные животные растут по-разному, и мы можем определить их возраст соответственно по-разному, и не всегда с большой точностью.

На протяжении большей части истории человечества мы были совершенно неспособны определить возраст камней. Только открытие радиоактивности и того факта, что атомы внутри камней превращаются в другие элементы на протяжении тысячелетий, что позволяет нам сказать, сколько времени прошло с тех пор, как камень кристаллизовался (т. е. атомы застряли там, где они есть), сделало возможной радиометрическую датировку.

Как и в случае с памятью, вполне вероятно, что как только мы очень хорошо поймем, что такое память, каковы ее точные корреляты в мозгу и как эти корреляты меняются с течением времени, мы сможем сказать, насколько стары воспоминания. Но мы еще не там (см. некоторые статьи в конце, чтобы узнать, где мы находимся).

И хотя вполне вероятно , что мы сможем узнать возраст воспоминаний, как только достаточно хорошо их поймем, это ни в коем случае не является неизбежным.. В качестве контрпримера: абсолютно невозможно определить возраст, скажем, молекулы воды. Мы очень хорошо понимаем молекулы воды. Они образуются и могут разрушаться, поэтому для каждой молекулы воды существует определенное количество времени с момента ее образования, т.е. она имеет возраст. Но молекула воды — это всего лишь атом кислорода, связанный с двумя атомами водорода; его свойства диктуются химией и не зависят от того, как долго он существует. Невозможно определить возраст данной молекулы воды, просто взглянув на нее. Точно так же компьютеры присваивают файлу метку времени при его создании, но если бы они этого не делали, я не думаю, что мы могли бы сказать, как долго файл находился на диске, просто изучив сам диск. Таким образом, теоретически возможно, что как только мы поймем, как работает память, мы обнаружим, что на самом деле не можем

Вот несколько статей о памяти, чтобы дать представление о том, чем сейчас занимаются нейробиологи:

Регуляция транскрипции в консолидации памяти
http://cshperspectives.cshlp.org/content/7/1/a021741.short
В этой статье рассматривается роль транскрипции ДНК в консолидации долговременной памяти (поскольку такая консолидация, по-видимому, требует новых знаний). создаются белки)

Структурные компоненты синаптической пластичности и консолидация
памяти
. создание новых.

Многоликая рабочая память и кратковременное хранение
https://link.springer.com/article/10.3758/s13423-016-1191-6
В этой недавней (2017 г.) статье обсуждается «Рабочая память» и то, как поле не пока еще нет единого, последовательного определения этого понятия.

Функциональные нейровизуализационные исследования кодирования, прайминга и явного извлечения памяти
http://www.pnas.org/content/95/3/891.short
В этом исследовании 1998 г. рассматривается, какие области мозга загораются при различных задачах, связанных с памятью. и предполагает, что такие визуализирующие исследования могут быть полезны для изучения функций мозга. Они были правы, но обратите внимание, насколько общими являются области, которые они видят, и как они могут только догадываться о том, что там происходит.

Молекулярная биология хранения памяти: диалог между генами и синапсами
http://teachline.ls.huji.ac.il/72336/sphira/Kandelnobellecture.pdf
Это очень длинная лекция 2000 г. статьи, резюмирующие их жизненные исследования механизмов памяти на молекулярном и синаптическом уровне. В этих абзацах дается исторический обзор того, как, по представлениям ученых, работает память:

В своей кронской лекции для Королевского общества 1894 года Сантьяго Рамони Кахаль предложил теорию хранения памяти: память сохраняется в росте новых связей[16]. Эта дальновидная идея в значительной степени игнорировалась в течение полувека, пока студенты боролись за более новые конкурирующие идеи. Во-первых, Карл Лешли, Росс Адей, Вольфганг Келер и ряд гештальт-психологов предположили, что обучение приводит к изменениям в электрических полях или химических градиентах, которые, как они постулировали, окружают популяции нейронов и вызываются совокупной активностью клеток, задействованных в процессе обучения. . Во-вторых, Александр Форбс и Лоренте де Но предположили, что память динамически хранится в самовозбуждающейся цепочке нейронов. Позже эту идею отстаивал Дональд Хебб как механизм кратковременной памяти. Окончательно, Хольгер Хайден предположил, что обучение приводит к изменениям в основном составе ДНК или РНК. Несмотря на то, что было много дискуссий о достоинствах каждой из этих идей, не было прямых доказательств в поддержку какой-либо из них [см. обзор в 17].

Теперь мы были в состоянии обратиться к этим альтернативным идеям, непосредственно поставив вопрос о том, как обучение может происходить в цепи с фиксированными нейронными элементами. Купферманн, Кастеллуччи, Кэрью, Хокинс и я исследовали нервную цепь рефлекса втягивания жабр, когда животное подвергалось сенсибилизации или привыканию, форме обучения, при которой животное учится игнорировать безобидный стимул к сифону, когда он дается с монотонным повторением. (Позже мы также расширили эти исследования до изучения классического обусловливания [20].) Наши исследования предоставили четкие доказательства идеи Кахаля: обучение является результатом изменения силы синаптических связей между точно взаимосвязанными клетками [6, 7]. Таким образом, хотя программа развития организма обеспечивает инвариантность связей между клетками, в нем не указывается их точная сила. Скорее, опыт изменяет силу и эффективность этих ранее существовавших химических связей. С точки зрения этих трех форм обучения синаптическая пластичность стала фундаментальным механизмом хранения информации в нервной системе, механизмом, встроенным в саму молекулярную архитектуру химических синапсов [95].

Обратите внимание, как двадцать лет назад этот человек говорил, что мы, наконец, можем начать отвечать на вопросы вековой давности о том, какую форму память принимает для начала в мозгу.

Предполагаемая биохимическая энграмма долговременной
памяти Первая строка аннотации:

Каким образом мимолетный опыт создает устойчивую, но динамичную память, остается нерешенной проблемой в исследованиях памяти.

Та же идея в первой строке аннотации этой статьи 2016 года об ассоциативной памяти:

Динамика нейронного ансамбля, лежащая в основе долговременной ассоциативной памяти https://www.nature.com/articles/nature21682

Способность мозга связывать различные стимулы жизненно важна для долговременной памяти, но неизвестно, как нейронные ансамбли кодируют ассоциативные воспоминания.