Journal of New Medical Technologies Journal of New Medical Technologies Вестник новых медицинских технологий 1609-2163 1467 10.12737/2755 Обзоры литературы Literature Reviews Обзоры литературы Ion-Molecular Memory Model. Physical Media Delivery and Storage of Information Ионно-молекулярная модель памяти. Материальные носители доставки и хранения информации Герасимов И. Г. Gerasimov I. Г. iggerasim@mail.ru Яшин А. А. Yashin A. А. priok.zori@mail.ru 10 12 2013 10 12 2013 20 4 171 176 https://naukaru.ru/en/nauka/article/1467/view

В развитии темы создания ионно-молекулярной модели памяти рассмотрены с позиций биофизико-химии материальные носители доставки и хранения информации, как базового субъекта памяти. Цель статьи - обоснование и определение материальной основы информационных процессов памяти, реализуется в решении поставленных задач, а именно: исследование топологии памяти в головном мозге, клеточной физиологии памяти, молекулярной биохимии памяти, роли элементарных частиц в формировании памяти, включая термодинамическую гипотезу Н.И. Кобозева, принцип Пригожина - Онзагера и другие концепции. Показано, что для мозга складывается топографическая карта памяти, дающая представление о локализации структур, обеспечивающих память. В части клеточной физиологии памяти соответствующие процессы протекают при участии нейронов, электрическая активность которых вариабельна в процессах получения и извлечения информации, то есть нейроны являются приемниками и передатчиками информации; не исключаются функции анализаторов и селекторов. При этом электрические процессы в нейронах являются результатом биофизикохимических реакций, в которых доминируют ДНК-РНК и молекулы белковой формы: ферменты и нейропептиды. Показано, что наиболее перспективно исследование материальных носителей в сфере действенности элементарных частиц, обеспечивающих энергетический (электромагнитный) базис работы памяти.

То develop the theme of creation of ion-molecular memory model, the physical media delivery and storage of information as a basic subject of memory from the positions of bio-physics-chemistry are considered. The purpose of this paper is to present the rationale and definition of the material basis of information processes memory that are implemented in solving the identified problems, namely: a study of the topology of memory in the brain, cell physiology memory, molecular biochemistry memory, the role of elementary particles in the formation of memory, including thermodynamic hypothesis of N.I. Kobozev, the principle of Prigogine - Onsager and other concepts. It is shown that the brain develops, topographic map of memory, which gives an idea about the localization of the structures of memory. In the part of cellular physiology memory these relevant processes take place with the participation of neurons, their electrical activity is varied in the processes of production and the extraction of information, i.e. the neurons are receivers and transmitters of information; their functions analyzers and selectors are not excluded. The electrical processes in neurons are the result of bio-physical and chemical reactions, in which DNA-RNA and protein molecules form: enzymes and neuro-peptides are dominant. It is shown that research of material media is the most promising in the sphere of the effectiveness of elementary particles, providing energy (electromagnetic) standard memory performance.

 ионно-молекулярная модель материальные носители топология памяти клеточная физиология памяти молекулярная биохимия памяти элементарные частицы теория Н.И. Кобозева принцип Пригожина-Онзагера ion-molecular model material media topology memory cell physiology memory molecular biochemistry memory elementary particles the theory of N.I. Kobozev the principle of Prigogine-Onsager

Введение. В первой статье серии, посвященной заглавной теме [1], даны основные определения, необходимые для дальнейшего изложения, обсуждаются виды памяти и сделан краткий обзор существующих на данный момент в научной литературе моделей памяти. Разумеется, память имеет материальную основу, причем у высших животных единственным ответственным за память анатомическим отделом является головной мозг, который, в свою очередь, функционально или анатомически можно подразделять на отделы и более мелкие структуры. Именно о материальных носителях доставки и хранения информации в головном мозге и пойдет речь в данной работе. Топология памяти в головном мозге. Многочисленными исследованиями установлены отделы головного мозга, которые отвечают за реализацию памяти. Таким образом, складывается топографическая карта памяти, которая, конечно, не является окончательной, однако дает представление о локализации структур, обеспечивающих память. Локализация структур, обеспечивающих память, зависит, в частности, от ее вида [2,3]. В основном функцию памяти приписывают кор-тексу (коре, серому веществу) префронтальному (примыкающему к предлобной кости) [2-6], темпоральному (примыкающему к височной кости) и фронтальному (примыкающему к лобной кости). Отмечают, что при выполнении заданий, например, для рабочей памяти средний вентролатеральный фронтальный кортекс час-

Daselaar, S.M. Triple dissociation in the medial temporal lobes: recollection, familiarity, and novelty / S.M.Daselaar, M.S.Fleck, R.Cabeza // J. Neurophysiol-2006.- Vol. 96.- №4.- P. 1902-11. Daselaar SM, Fleck MS, Cabeza R. Triple dissociation in the medial temporal lobes: recollection, familiarity, and novelty. J. Neurophysiol. 2006;96(4):1902-11. Brain activations associated with shifts in response criterion on a recognition test. Can. / M.B. Miller [et al.]// Exp. Psychol.- 2001.- vol. 55.- №2.- P. 162-73. Miller MB, Handy TC, Cutler J, Inati S, Wolford GL. Brain activations associated with shifts in response criterion on a recognition test. Can. J. Exp. Psychol. 2001;55(2):162-73. fMRI evidence of word frequency and strength effects in recognition memory / G.I. De Zubicaray [et al.] // Brain. Res. Cogn. Brain. Res.- 2005.- Vol. 24. №3.- P. 587-98. De Zubicaray GI, McMahon KL, Eastburn MM, Fin-nigan S, Humphreys MS. fMRI evidence of word frequency and strength effects in recognition memory. Brain. Res. Cogn. Brain. Res. 2005;24(3):587-98. Hazy, Т.Е. Banishing the homunculus: making working memory work / Т.Е. Hazy, R.C. Frank, R.C. O´Reilly// Neuroscience.- 2006.- Vol. 139.- №1.- P. 105-18. Hazy ТЕ, Frank MJ, O´Reilly RC. Banishing the homunculus: making working memory work. Neuroscience. 2006;139(1):105-18. Global and fine information coded by single neurons in the temporal visual cortex / Y. Sugase [et al.] Nature.- 1999.-400(6747).- P. 869-73. Sugase Y, Yamane S, Ueno S, Kawano K. Global and fine information coded by single neurons in the temporal visual cortex. Nature. 1999;400(6747):869-73. Honig´s model of working memory and brain activation: an fMRI study / N.I. Landro [et al.]// Neuroreport.-2001,-vol. 12.- №18.- P. 4047-54. Landro N1, Rund BR, Lund A, Sundet K, Mjellem N, Asbjornsen A et al. Honig´s model of working memory and brain activation: an fMRI study. Neuroreport. 2001;12(18):4047-54. The temporal context model in spatial navigation and relational learning: toward a common explanation of medial temporal lobe function across domains / M.W. Howard [et al]// Psychol. Rev.- 2005.- vol. 112.- №1.- P. 75-116. Howard MW, Fotedar MS, Datey AV, Hasselmo ME. The temporal context model in spatial navigation and relational learning: toward a common explanation of medial temporal lobe function across domains. Psychol. Rev. 2005;112(1):75-116. Психофизиология / Под ред. Ю. А. Александрова. СПб.: Питер, 2007. Psikhofiziologiya / Pod red. Yu. A. Aleksandrova. St Peterburg.: Piter; 2007. Russian. Сергеева, Г.Н. Анатомо-физиологический очерк. Нервные болезни / Г.Н. Сергеева.- СПб.: СпецЛит, 2004. Sergeeva GN. Anatomo-fiziologicheskiy ocherk. Nervnye bolezni. St Peterberg.: SpetsLit; 2004. Russian. Казаков, В.Н. Анализ стационарности фоновой активности нейронов рострального гипоталамуса с применением кумулятивной частоты / В.Н. Казаков, И.Э. Кузнецов, И.Г. Герасимов // Эксперим. клин. мед. 2000;1:42-4. Kazakov VN, Kuznetsov IE, Gerasimov IG. Analiz statsionarnosti fonovoy aktivnosti neyronov rostral´nogo gipotalamusa s primeneniem kumulyativnoy chastoty. Eksperim. klin. med. 2000;1:42-4. Russian. Казаков, В.Н. Информационный подход к анализу низкочастотной импульсной активности нейронов рострального гипоталамуса / В.Н. Казаков, И.Э. Кузнецов, И.Г. Герасимов, Д.Ю. Игнатов // Нейрофизиол.-2001.- Vol. 33.- №4.- Р. 272-8. Kazakov VN, Kuznetsov IE, Gerasimov IG, Igna-tov DYu. Informatsionnyy podkhod к analizu nizkochas-totnoy impul´snoy aktivnosti neyronov rostral´nogo gipotalamusa. Neyrofiziol. 2001;33(4):272-8. Russian. Прибрам, К. Языки мозга / К. Прибрам.- М.: Прогресс, 1975. Pribram K. Yazyki mozga. Moscow: Progress; 1975. Russian. Groves, P.M. Haabituation: Adual-process theory / P.M. Groves, R.F. Thompson // Psych. Rev.- 1970.- Vol. 77.- P. 419-50. Groves PM, Thompson RF. Haabituation: Adual-process theory. Psych. Rev. 1970;77:419-50. Александров, Ю.И. Психофизиологическое значение активности центральных и периферических нейронов в поведении / Ю.И. Александров.- М.: Наука, 1989. Aleksandrov Yul. Psikhofiziologicheskoe znache-nie aktivnosti tsentral´nykh i perifericheskikh neyronov v povedenii. Moscow: Nauka; 1989. Russian. Крушинский, Л.В. Биологические основы рассудочной деятельности / Л.В. Крушинский.- М.: Изд-во МГУ, 1977. Krushinskiy LV. Biologicheskie osnovy rassu-dochnoy deyatel´nosti. Moscow: Izd-vo MGU; 1977. Russian. Швырков, В.Б. Психофизиологическое изучение структуры субъективного отражения / В.Б. Швырков // Психол. журн.- 1985.- Vol. в.- №3.- С. 22-37. Shvyrkov VB. Psikhofiziologicheskoe izuchenie struktury sub"ektivnogo otrazheniya. Psikhol. zhurn. 1985;6(3):22-37. Russian. Беритов, И.С. Структура и функции коры большого мозга / И.С. Беритов.- М.: Наука, 1969. Beritov IS. Struktura i funktsii kory bol´shogo mozga. Moscow: Nauka; 1969. Russian. Hyden, Н.А. RNA and functional characteristic of neuron and glia in learning. RNA and brain functional in learning. Derkly - Los Angeles.- H.A. Hyden, 1964. Hyden HA. RNA and functional characteristic of neuron and glia in learning. RNA and brain functional in learning. Derkly - Los Angeles; 1964. Hyden, H.A. The question of molecular basis memory trace / H.A. Hyden // Biology memory.- 1970.- P. 101-13. Hyden HA. The question of molecular basis memory trace. Biology memory. 1970:101-13. Лурия, A.P. Основы нейропсихологии / A.P. Лу-рия.- M.: Академия, 2003. Luriya AR. Osnovy neyropsikhologii. M.: Akade-miya; 2003. Russian. Wong, A.J. Recognition of general patterns using neural networks / A.J. Wong // Biol. Cybern.- 1988.-58-№6.- P. 361-72. Wong A.J. Recognition of general patterns using neural networks. Biol. Cybern. 1988;58(6):361-72. Громова, E.A. Эмоциональная память и ее механизмы / E.A. Громова.- М.: Наука, 1980. Gromova EA. Emotsional´naya pamyat´ i ее mek-hanizmy. Moscow: Nauka; 1980. Russian. Батуев, А.С. Физиология высшей нервной деятельности и сенсорных систем / А.С. Батуев.- СПб.: Питер, 2005. Batuev AS. Fiziologiya vysshey nervnoy deyatel´nosti i sensornykh sistem. SPb.: Piter; 2005. Russian. Бородкин, Ю.С. Нейрохимические основы кодирования и передачи информации на уровне синапса. Память в механизмах нормальных и патологических реакций / Ю.С. Бородкин.- Л.: Медицина, 1976. Borodkin YuS. Neyrokhimicheskie osnovy kodiro-vaniya i peredachi informatsii na urovne sinapsa. Pamyat´ v mekhanizmakh normal´nykh i patologicheskikh reaktsiy. L.: Meditsina; 1976. Russian. Matthies. Н. Biochemical regulation of synaptic connectivity. Memory and transfer of information / H. Matthies.- N.Y. - L.: Plenum Press, 1973. Matthies H. Biochemical regulation of synaptic connectivity. Memory and transfer of information. NY. L.: Plenum Press; 1973. Иванов-Муромский, К.А. Мозг и память / К.А. Иванов-Муромский.- К.: Наук. Думка, 1987. Ivanov-Muromskiy KA. Mozg i pamyat´. K.: Nauk. Dumka; 1987. Russian. Хорн, Г. Память, импринтинг и мозг. Исследование механизмов / Г. Хорн.- М.: Мир, 1988. Khorn G. Pamyat´, imprinting i mozg. Issledovanie mekhanizmov. Moscow: Mir; 1988. Russian. Phosphorylation of extra-nuclear ERK/MAPK is required for long-term memory consolidation in the crab Chasmagnathus / M. Feld [et al.] // Behav. Brain. Res.- 2005,-vol. 158.- №2.- P. 251-61. Feld M, Dimant B, Delorenzi A, Coso O, Romano A. Phosphorylation of extra-nuclear ERK/MAPK is required for long-term memory consolidation in the crab Chasmagnathus. Behav. Brain. Res. 2005;158(2):251-61. Lessons from a crab: molecular mechanisms in different memory phases of Chasmagnathus / A. Romano [et al.] // Biol. Bull.- 2006.- Vol. 210.- №3.- P. 280-8. Romano A, Locatelli F, Freudenthal R, Merlo E, Feld M, Ariel P. Lessons from a crab: molecular mechanisms in different memory phases of Chasmagnathus. Biol. Bull. 2006;210(3)280-8. Делякур, Ж. Мозг и разум / Ж. Делякур.- К.: Факт, 1999. Delyakur Zh. Mozg i razum. K.: Fakt; 1999.Russian. Виноградова, О.С. Гиппокамп и память / О.С. Виноградова.- М.: Наука, 1975. Vinogradova OS. Gippokamp i pamyat´. Moscow: Nauka; 1975. Rusian. Designing analogues of mini atrial natriuretic peptide based on structural analysis by NMR and restrained molecular dynamics / K. Sugase [et al.]// J. Med. Chem.- 2002.- Vol. 45.- №4.- P. 881-7. Sugase K, Oyama Y, Kitano K, Iwashita T, Fujiwa-ra T, Akutsu H, Ishiguro M. Designing analogues of mini atrial natriuretic peptide based on structural analysis by NMR and restrained molecular dynamics. J. Med. Chem. 2002;45(4):881-7. Sugase, K. Mechanism of coupled folding and binding of an intrinsically disordered protein / K. Sugase, H. J. Dyson, P.E. Wright // Nature.- 2007.- Vol. 447(7147).-P. 1021-25. Sugase K, Dyson HJ, Wright PE. Mechanism of coupled folding and binding of an intrinsically disordered protein. Nature. 2007;447(7147):1021-25. Акмаев, И.Г. Нейромиммуноэндокринные аспекты деятельности мозга. Мозг. Теоретические и клинические аспекты / И.Г. Акмаев.- М.: Медицина, 2003. Akmaev I.G. Neyromimmunoendokrinnye aspekty deyatel´nosti mozga. Mozg. Teoreticheskie i klinicheskie aspekty. Moscow: Meditsina; 2003. Russian. Arbuthnott, К. Cognitive inhibition in selection and sequential retrieval / K. Arbuthnott, J.I. Campbell // Mem. Cognit.- 2000.- Vol. 28.- №3.- P. 331-40. Arbuthnott K, Campbell JI. Cognitive inhibition in selection and sequential retrieval. Mem. Cognit. 2000;28(3):331-40. Беритов, И.С. Структура и функции коры большого мозга / И.С. Беритов.- М.: Наука, 1969. Beritov IS. Struktura i funktsii kory bol´shogo mozga. Moscow: Nauka; 1969. Russian. Кобозев, Н.И. Исследование в области термодинамики процессов информации и мышления / Н.И. Кобозев.- М.: Изд-во Моск. ун-та, 1971. Kobozev N1. Issledovanie v oblasti termodina-miki protsessov informatsii i myshleniya. Moscow: Izd-vo Mosk. un-ta; 1971. Russian. Каганов, М.И. Электроны, фононы, магноны / М.И. Каганов.- М.: Наука, 1979. Kaganov MI. Elektrony, fonony, magnony. Moscow: Nauka; 1979. Russian. Герасимов, И.Г. Передача информации электромагнитными полями посредством ионного поля организма / И.Г. Герасимов // Электродинамики и техника СВЧ и КВЧ.- 1999.- Vol. 7.- №3.- Р. 119-23. Gerasimov IG. Peredacha informatsii elektro-magnitnymi polyami posredstvom ionnogo polya organizma. Elektrodinamiki i tekhnika SVCh i KVCh. 1999;7(3):119-23. Russian.