Долговременная память включает ряд процессов
1. Фиксации информации (запечатлевание). Она зависит от многих факторов, таких как исходный фон нейронов, силы и биологической значимости раздражителей, условий окружающей среды и др. Так, например, чем сильнее раздражитель и чем больше его биологическая значимость для организма, тем быстрее фиксируется информация. И далее может быть произвольное (волевое) и непроизвольное (механическое) запечатлевание информации. В первом случае, естественно, информация откладывается значительно быстрее, чем во втором. По данным академика П. К .Анохина, фиксация информации носит конвергентный характер: импульсы, возникающие на действие условного и безусловного раздражителя, адресуется к одним и тем же нейронам, на уровне которых между ними и возникает взаимосвязь после нескольких сочетаний.
2. Хранение информации. Зависит от ряда факторов (силы и биологической значимости раздражителя и др.) В процессе хранения информации может претерпевать изменения - она может затухать или упрочняться.
3. Извлечение информации. Оно может носить произвольный (избирательный) и непроизвольный характер.
Принято считать, что долговременная память проходит обязательно фазу кратковременной. Относительно долговременной памяти имеются две основные теории: 1) генетическая теория Хидена и 2) теория образования межклеточных связей, в результате чего формируется пространственно-временные организации ансамблей нейронов, фиксирующих и хранящих определенную информацию (Ливанов).
Сущность генетической теории Хидена заключается в том, что под влиянием электрического поля, создаваемого серией импульсов, происходит изменение нуклеотидной последовательности в цитоплазматической и особенно ядерной РНК, воспринимающих и хранящих следы памяти (кодирующих информацию). Участие ДНК в фиксации и хранении информации вряд ли имеет место, т. к. это чрезвычайно стабильные клеточные комплексы, которые не подвергаются количественным и качественным изменениям в связи с разной активностью нейронов.
Вместе с этим следует упомянуть, что в научной литературе имеются сообщения (Дергачев), что лабильные формы ДНК, изменяющие нуклеотидную последовательность под влиянием электрического поля, так же участвуют в запечатлевании и хранении следов памяти и являются ее носителями через синтез новых форм ядерной РНК. У человека способность усваивать информацию составляет 25 бит/сек, а один человек в течение 10 лет способен воспринять 10.000 млрд. бит информации, если бы он ежедневно воспринимал информацию в течение 10 часов. Для кодирования такого количества информации требуется всего два миллиона пар нуклеотидов, которые содержатся в нескольких нейронах (!).
Особый интерес представляют работы, связанные с транспортом памяти особыми ее носителями (классические исследования Мак-Конелла и Гея). Опыт Мак-Конелла заключается в том, что у червей (планарии) вырабатываются элементарные условные рефлексы (свет + электрораздражение). После выработки рефлекса из этих же червей готовят массу, которой вскармливают другую группу червей, не имеющих этого навыка. В результате элементарный условный рефлекс появляется у второй группы червей без всяких воздействий условных и безусловных раздражителей. Опыты Гея проводились на крысах и заключались в следующем: перед крысой помещаются два лабиринта (темный и светлый), в которых находится пища. Естественно, крыса устремляется в темный лабиринт (крыса - ночное животное), где каждый раз она получает электрическое раздражение болевого уровня. После нескольких неудачно окончившихся попыток обосноваться в темном лабиринте крыса устремляется в светлый лабиринт и заполучает находящуюся там пищу. Из мозга крыс, обладающих подобным рефлексом – рефлексом получения пищи в светлом лабиринте, готовится вытяжка. Она вводится другим крысам, не видевших лабиринт вообще, а следовательно, не имеющим рефлекс на светлый лабиринт. У этих крыс появляется рефлекс на светлый лабиринт.
В настоящее время найдены многие вещества, обладающие свойством носителя памяти. К ним, в частности, относятся белок С-100, амелетин, фосфодипсин, скотофобин УР-330, 14-3-2, NS-1, NS-2, а также РНК, ДНК, многие нейропептиды, медиаторы и др.
При формировании долговременной памяти увеличивается также активность некоторых участков генома. Участие генома в фиксации следов памяти, по-видимому, опосредовано нейромедиаторами. Причем, в этом случае срабатывает механизм обратной связи: образование медиатора регулируется ферментами, а синтез ферментов - генетическим аппаратом.
Последнее время в механизме формирования долговременной памяти отводится большое значение образованию межклеточных связей и пространственно - временной организации нейронов (Ливанов). Она рассматривает энграмму как новую многонейронную систему, в которой фиксируется и хранится информация, осуществляемая путем образования новых связей - цепей между нейронами (за счет включения резервных синапсов или роста новых).
Известное значение при этом имеют также посттетаническая потенциация. Однако, для включения резервных синапсов и превращения их в функциональные требуется синтез новых специфических белков, которые должны встраиваться в мембрану. Появление специфического белка-рецептора может быть опосредовано только генетическим аппаратом нейрона, который синтезируется под влиянием новых форм РНК. Отсюда следует, что специфический белок-рецептор может срабатывать только на тот раздражитель, который вызвал его появление. Согласно этой теории, процесс кодирования информации переносится из нейрона на его поверхность. Однако, для этого в клетке должен быть код (преобразователь), устанавливающий связь между содержанием информации и ее носителем.
Итак, под действием на организм какого-либо события, обстановки и др., посредством образования межклеточных связей, включается определенная группа нейронов, которая и отвечает за фиксацию, хранение и извлечение этой информации. Это совершенно не означает, что одни и те же нейроны не могут участвовать в запоминании и хранении различных по характеру следов памяти или участвовать в образовании и реализации нескольких рефлексов.