В связи с исследованиями механизмов памяти на молекулярном уровне особый интерес приобретают опыты на безнервных животных, способных в той или иной степени накоплять, сохранять и воспроизводить следы от действия различных раздражителей. Такие опыты проводятся сотрудниками чл.-корр. АН СССР Л. Г. Воронина в Московском университете. До сих пор у одноклеточных организмов не обнаружено структурных элементов, которые могли бы быть приравнены к нервной системе. Это дает право предположить возможность формирования памяти на этом уровне филогенеза за счет чисто молекулярных механизмов. Выявленное в эксперименте участие РНК при выработке реакции привыкания у таких безнервных животных, как, например, инфузории, может в известной степени указывать на биохимическую универсальность механизмов памяти, и в частности на участие в этом процессе РНК.
При изучении нейрохимических механизмов памяти закономерно встает вопрос о том, как трансформируется нервный импульс в химические изменения? Есть ли непосредственная связь между этими процессами или они идут параллельно? А может быть, только обусловливают друг друга?
Для решения этих вопросов в Институте биофизики АН СССР проводятся интересные исследования с раздражением отдельных нейронов и почти одновременным введением в них «меченых» аминокислот, с помощью которых удается судить об интенсивности синтеза РНК. Оказалось, что при раздражении клетки содержание «метки» в ядре нейрона значительно снижалось, что, несомненно, свидетельствует об уменьшении в нейроне синтеза РНК. Уменьшение идет параллельно количеству получаемых импульсов. Однако после окончания раздражения в течение часа наблюдается резкое увеличение включения «метки», достигающее 200 %. Данные электронной микроскопии указывают, что в это время происходит интенсивная активация всего аппарата клетки, увеличение синтеза РНК и белка. Удалось установить, что максимум синтеза длится в течение 20―40 минут у позвоночных и в пределах часов — у беспозвоночных. Может быть, это и есть время консолидации следа памяти?
Нейрохимические исследования показали значение для процессов памяти специфических веществ — медиаторов, осуществляющих передачу импульсов в нервной системе.
Из многих фармакологических воздействий на память наиболее эффективными оказались вещества, влияющие на ацетилхолиновый обмен, и следовательно, на холинэргические структуры мозга.
Последние представляют собой совокупность нейронов мозга, которые осуществляют передачу нервного возбуждения с помощью ацетилхолина.
Вещества, повышающие синтез ацетилхолина, улучшают запоминание. Введение же антихолинэргических веществ приводит к выраженным нарушениям памяти. При длительном блокировании холинергических структур мозга следы памяти стираются, что особенно очевидно в отношении следов эмоциональной памяти о страхе. Так, у собак вырабатывалась условная реакция на звук. После ее закрепления собакам при попытке взять корм из кормушки наносили болевое раздражение электрическим током. В результате возникала прочная условная реакция страха, которая выражалась в том, что при подведении к кормушке собаки дрожали, упирались, скулили, отворачивались от кормушки. Однократное введение животным антихолинэргического вещества за 10 минут до удара током почти полностью предотвращало образование условной реакции, хотя им наносилось больше электрических раздражений, чем это требуется для образования стойкой реакции страха в обычных условиях.