Cơ chế sinh lý của trí nhớ là gì?

Theo Pavlov, bản chất của trí nhớ chính là việc thành lập đường liên hệ thần kinh tạm thời trên não bộ. Cơ sở sinh lý của trí nhớ chính là quá trình hình thành, lưu giữ, củng cố và khôi phục lại các đường liên hệ thần kinh tạm thời. Trong đó, ghi nhớ là quá trình tạo ra mối liên hệ giữa thông tin mới với những thông tin đã được lưu giữ trong não bộ trước đó bằng đường liên hệ thần kinh tạm thời (do đó để nhớ tốt cần phải tập trung chú ý, phải tri giác nhiều lần, phải tìm mỗi liên hệ với những gì đã có, và phải có động cơ ghi nhớ); lưu giữ là quá trình củng cố đường liên hệ thần kinh tạm thời, làm cho đường liên hệ thần kinh tạm thời trở nên bền vững bằng cách hưng phấn lặp lại; tái hiện là làm cho hưng phấn đường liên hệ thần kinh tạm thời chứa thông tin cần nhớ; quên là khi các đường liên hệ thần kinh tạm thời chứa thông tin cần nhớ bị mất đi do không được củng cố hoặc không được hưng phấn lặp lại. Về bản chất, ngay sau tác động của kích thích, trong não bộ diễn ra phản ứng điện hóa ngắn hạn do sự thay đổi sinh lý trong tế bào. Sau đó, trong não bộ diễn ra các phản ứng sinh hóa học mà kết quả là hình thành nên các protein mới nhằm duy trì tính dẫn truyền ổn định qua synapse và sự hình thành cơ chất giữ trí nhớ. Cấp độ thứ nhất của quá trình này diễn ra trong ngắn hạn khoảng vài giây hoặc vài phút và là cơ chế sinh lý của trí nhớ ngắn hạn. Cấp độ thứ hai lâu hơn chính là cơ chế sinh lý của trí nhớ dài hạn. Trí nhớ ngắn hạn được hình thành do sự tuần hoàn liên tục của xung thần kinh trong các vòng neuron trên vỏ não. Sự xuất hiện và duy trì liên tục các luồng xung thần kinh này đảm bảo cho cơ chế củng cố đường liên hệ thần kinh tạm thời. Để trí nhớ ngắn hạn chuyển thành trí nhớ dài hạn đòi hỏi phải có sự chú ý, phải lặp lại nhiều lần, phải liên hệ với những gì đã có, phải có động cơ đủ mạnh, hoạt động tổng hợp protein diễn ra bình thường (não hoạt động bình thường), chất lưu giữ trí nhớ (RNA, DNA) phải được tiết ra và hệ nội tiết hoạt động bình thường. Cơ chế chuyển các xung thần kinh thành dạng ổn định là nhờ sự củng cố và các cơ chất giữ trí nhớ. Sự củng cố diễn ra trên cơ sở biến đổi trong cấu trúc, biến đổi về mặt điện, hóa sinh. Về hình thái tế bào thần kinh, có sự tăng lên số lượng các synapse hoạt động, hình thành synapse mới, thay đổi khoảng không gian synapse, tăng sợi nhánh và các tế bào glia. Xét về sự phát triển cá thể, còn có sự tăng nhanh trọng lượng của não bộ, trong đó có cả trọng lượng của vỏ não làm cho trí nhớ dài hạn tăng nhanh về số lượng, chất lượng và thời gian lưu trữ. Về biến đổi sinh hóa, có sự tăng tiết các chất trung gian hóa học ở màng trước và màng sau synapse, có sự giải phóng của neuropeptid ở các tận cùng sợi trục, có sự phosphoryl hóa các protid và lipid ở màng tế bào, có sự tổng hợp protein đặc hiệu. Bên cạnh đó có sự xuất hiện các chất quan trọng có tác dụng củng cố đường liên hệ thần kinh tạm thời đó là các hormone ACTH và hydrocortizon, các amin sinh học như Dopamine, Noradrenaline, Serotonine và các chất trung gian dẫn truyền thần kinh. Các cấu trúc liên quan đến trí nhớ bao gồm tiêu não, vùng não thái dương, hệ limbic (tạo động lực), vỏ não mới, vách nào (da não), đáy não trước, vùng trán (kết nối thông tin, lên kế hoạch). Trong hệ limbic, liên quan đến trí nhớ gồm có hồi hải mã, hồi đai, thể vú và phức hợp hạnh nhân. Hồi hải mã liên quan đến trí nhớ vận động, trí nhớ thời gian và trí nhớ logic. Nếu tổn thương hồi hải mã sẽ mất trí nhớ ngắn hạn, không nhớ được các sự kiền vừa mới xảy ra và giảm trí nhớ logic. Hồi đai nếu bị tổn thương sẽ làm cho quá trình phục hồi trí nhớ bị rối loạn. Thể vú nếu bị tổn thương vùng này sẽ làm chậm quá trình hình thành dấu vết, khó ghi nhớ. Phức hợp hành nhân liên quan đến việc duy trì trí nhớ ngắn hạn. Ở vỏ não mới, các vùng liên đến trí nhớ gồm có vùng trán, vùng đỉnh – thái dương – chẩm. Vùng trán duy trì trí nhớ ngắn hạn và những dấu vết là kết quả tác động chỉ một lần duy nhất của các kích thích từ môi trường bên ngoài. Vùng đỉnh – thái dương – chẩm lưu giữ trí nhớ dài hạn.