Ответы на вопрос «Постоянная память. Виды, типы, классификация постоянной памяти.»

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) — энергонезависимая память, используется для хранения массива неизменяемых данных.

 

Классификация По типу исполнения

• Массив данных совмещён с устройством выборки (считывающим устройством), в этом случае массив данных часто в разговоре называется «прошивка»:
  • микросхема ПЗУ;
  • Один из внутренних ресурсов однокристальной микроЭВМ (микроконтроллера), как правило FlashROM.
• Массив данных существует самостоятельно:
  • Компакт-диск;
  • перфокарта;
  • перфолента;
  • монтажные «1» и монтажные «0».

По разновидностям микросхем ПЗУ

• По технологии изготовления кристалла:
  • ROM — (англ. read-only memory, постоянное запоминающее устройство), масочное ПЗУ, изготавливается фабричным методом. В дальнейшем нет возможности изменить записанные данные.
  • PROM — (англ. programmable read-only memory, программируемое ПЗУ (ППЗУ)) — ПЗУ, однократно «прошиваемое» пользователем.
  • EPROM — (англ. erasable programmable read-only memory, перепрограммируемое ПЗУ (ПППЗУ)). Например, содержимое микросхемы К537РФ1 стиралось при помощи ультрафиолетовой лампы. Для прохождения ультрафиолетовых лучей к кристаллу в корпусе микросхемы было предусмотрено окошко с кварцевым стеклом.
  • EEPROM — (англ. electrically erasable programmable read-only memory, электрически стираемое перепрограммируемое ПЗУ). Память такого типа может стираться и заполняться данными несколько десятков тысяч раз. Используется в твердотельных накопителях. Одной из разновидностей EEPROM является флеш-память (англ. flash memory).
  • ПЗУ на магнитных доменах
    , например К1602РЦ5, имело сложное устройство выборки и хранило довольно большой объём данных в виде намагниченных областей кристалла, при этом не имея движущихся частей . Обеспечивалось неограниченное количество циклов перезаписи.
  • NVRAM, non-volatile memory — «неразрушающаяся» память, строго говоря, не является ПЗУ. Это ОЗУ небольшого объёма, конструктивно совмещённое с батарейкой. В СССР такие устройства часто назывались «Dallas» по имени фирмы, выпустившей их на рынок. В NVRAM современных ЭВМ батарейка уже конструктивно не связана с ОЗУ и может быть заменена.
• По виду доступа:
  • С параллельным доступом (parallel mode или random access): такое ПЗУ может быть доступно в системе в адресном пространстве ОЗУ. Например, К573РФ5;
  • С последовательным доступом: такие ПЗУ часто используются для однократной загрузки констант или прошивки в процессор или ПЛИС, используются для хранения настроек каналов телевизора, и др. Например, 93С46, AT17LV512A.
• По способу программирования микросхем (записи в них прошивки):
  • Непрограммируемые ПЗУ;
  • ПЗУ, программируемые только с помощью специального устройства — программатора ПЗУ (как однократно, так и многократно прошиваемые). Использование программатора необходимо, в частности, для подачи нестандартных и относительно высоких напряжений (до +/- 27 В) на специальные выводы.
  • Внутрисхемно (пере)программируемые ПЗУ (ISP, in-system programming) — такие микросхемы имеют внутри генератор всех необходимых высоких напряжений, и могут быть перепрошиты без программатора и даже без выпайки из печатной платы, программным способом.

Сравнение основных видов памяти

Любая микропроцессорная система, вне зависимости от типа используемого микроконтроллера или процессора, в обязательном порядке требует памяти (рис. 1). В памяти хранится исполняемая процессором программа. Там же помещаются данные, используемые при вычислениях. Данные могут поступать от датчиков или появляться в результате расчетов, они также могут изначально размещаться в памяти при программировании.

Рис. 1. Процессор использует память для хранения программ и данных

В идеальном мире для хранения данных и программ будет достаточно одного вида памяти. Однако в реальности существующие технологии памяти вынуждают пользователя искать компромисс между несколькими параметрами, например, между скоростью доступа, стоимостью и длительность сохранения данных.

Например, жесткий диск (HDD), используемый в большинстве ПК, может хранить большой объем информации и имеет относительно низкую стоимость. Кроме того, информация, размещенная на HDD, не теряется при выключении ПК. В то же время скорость обмена при работе с жестким диском оказывается достаточно низкой.

Оперативная память ПК хотя и отличается высокой ценой и не сохраняет данные при отключении питания, но вместе с тем скорость обмена данными между ОЗУ и процессором оказывается гораздо выше, чем при работе с жестким диском.

Память можно разделить на две основные категории: энергозависимую (volatile) и энергонезависимую (non-volatile). Энергозависимая память теряет свое содержимое при отключении питания. Энергонезависимая память сохраняет данные даже при отключении питания.

В общем случае энергонезависимая память работает медленнее, но стоит дешевле, чем энергозависимая память. Чаще всего энергонезависимая память используется для хранения программ и пользовательских данных. Энергозависимая память в основном необходима для хранения часто используемых данных. Кроме того, в высокопроизводительных устройствах после запуска процессора программа копируется из энергонезависимой памяти в ОЗУ и далее выполняется оттуда.

Энергонезависимая память

Почти вся энергонезависимая память использует одну и ту же базовую технологию для хранения битов данных. Значение каждого бита по существу определяется наличием или отсутствием заряда, хранимого на плавающем затворе МОП-транзистора. От заряда на этом плавающем затворе зависит, находится ли канал МОП-транзистора в проводящем состоянии или нет, тем самым, кодируется логический уровень элементарной ячейки памяти.

Инжекция или удаление заряда изолированного затвора осуществляется за счет подачи высокого напряжения определенной полярности на традиционный затвор транзистора. В результате энергонезависимая память имеет несколько важных особенностей.

Во-первых, чтобы перезаписать бит памяти, его необходимо сначала стереть. При этом механизм записи с переносом заряда характеризуется таким негативным эффектом, как деградация ячейки памяти. Деградация приводит тому, что после многочисленных циклов записи/стирания ячейка памяти теряет способность хранить заряд, то есть перестает выполнять свою главную функцию.

Различные виды энергонезависимой памяти отличаются способом организации битов в микросхеме, что в свою очередь определяет, насколько легко и как быстро к ним можно получить доступ. Таким образом, когда речь заходит об энергонезависимой памяти помимо показателей скорости и стоимости в игру вступают дополнительные факторы. Эти факторы привели к появлению различных технологий энергонезависимой памяти.

Flash

Flash чаще всего используется для хранения программ и констант в микроконтроллерах, а также для хранения загрузчика в ПК.

Flash обычно организована в виде страниц. Каждая страница содержит определенное количество байтов. Страницы в свою очередь объединяются в блоки. Прежде чем записать какую-либо новую информацию во Flash, потребуется предварительно стереть содержимое страницы. Это приводит к дополнительным временным задержкам.

Существует два основных типа Flash: NAND и NOR. Оба типа Flash имеют свои достоинства и недостатки и применяются в различных приложениях.

NOR Flash, как правило, выступает в роли XIP-памяти (Execute In Place), то есть может использоваться как для хранения, так и для выполнения программ. В большинстве случаев, NOR Flash оказывается дороже и быстрее, чем NAND Flash.

NAND Flash обычно используется в SSD-дисках, USB-накопителях, а также является основным типом памяти для SD-карт.

EEPROM

EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) – достаточно медленный и относительно дорогой тип памяти. Вместе с тем EEPROM обеспечивает простоту доступа к данным. Если во Flash организован постраничный доступ к памяти, то EEPROM позволяет записывать и стирать отдельные байты. Таким образом, EEPROM является оптимальным вариантом для хранения данных конфигурации и пользовательской информации во встраиваемых системах.

SSD и SD

В SSD-накопителях (Solid State Drives) и SD-картах (Secure Digital) используется NAND Flash (рис. 2). В таких накопителях работа ведется с большими блоками данных. SSD-накопители и SD-карты обеспечивают более высокую надежность, по сравнению традиционными жесткими дисками (HDD).

Рис. 2. Карта памяти SD (32 ГБ)

Для уменьшения влияния недостатков базовой технологии, в первую очередь деградации, в SSD используются специальные технологии, в том числе, схема обнаружения и исправления ошибок, а также схема равномерного использования ячеек памяти.

В отличие от SSD, SD-карты, в силу своего размера, обычно не отличаются большой емкостью и не обладают технологиями, повышающими надежность хранения данных. Следовательно, они в основном используются в приложениях, требующих не очень частого доступа к данным.

Дискретные микросхемы Flash-памяти большого объема (более нескольких Мбайт) оказываются весьма дорогими, если речь идет о мелком и среднесерийном производстве.

Таким образом, если вашему устройству требуется большой объем Flash (сотни Мбайт — Гбайты), то в большинстве случаев более экономичным решением станет использование SD-карты, по крайней мере, до тех пор, пока вы не достигнете крупносерийного производства, при котором стоимость дискретных микросхем Flash не опуститься до разумного значения.

Другие типы энергонезависимой памяти

В этом разделе кратко описаны некоторые другие типы энергонезависимой памяти, которые широко использовались в прошлом.

Постоянная память ROM. Содержимое этой памяти программируется на этапе производства и не может быть изменено в процессе эксплуатации.

Однократно программируемая пользователем память PROM (Programmable ROM). Содержимое этой памяти может быть однократно запрограммировано пользователем.

Стираемая память EPROM (Erasable Programmable ROM). Микросхемы EPROM имеют небольшое окно для стирания содержимого с помощью ультрафиолетового излучения. После стирания память EPROM может быть снова запрограммирована.

Рис. 3. Пример устаревшей микросхемы EPROM с окном для стирания УФ-светом

Энергозависимая память

Энергозависимая память RAM (Random Access Memory) или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) – это запоминающее устройство, которое сохраняет свое содержимое только при наличии напряжения питания. Существует два типа RAM: статическая и динамическая.

Ячейка динамического RAM или DRAM не только нуждается в присутствии напряжения питания, но и отличается постоянной потерей заряда, из-за чего содержимое DRAM требует периодической регенерации.

Статическая RAM или SRAM не требует регенерации и сохраняет свое содержимое при наличии напряжения питания.

В каких же случаях необходимо использовать SRAM или DRAM вместо любого из описанных выше энергонезависимых типов памяти? Ответ прост – в тех случаях, когда необходима высокая скорость и простота доступа к данным. Оперативная память оказывается не только намного быстрее энергонезависимых типов памяти, но и обеспечивает произвольный доступ к хранящимся в ней данным. Можно записывать или читать данные из любой области памяти с очень высокой скоростью, не беспокоясь о стирании страниц или блоков. Вместе с тем основным недостатком RAM является высокая стоимость. Таким образом, в большинстве вычислительных систем обычно используют комбинацию из RAM и flash-памяти. При этом каждый из этих типов памяти решает конкретные задачи, с учетом оптимального использования их преимуществ.

В категории энергозависимой памяти SRAM оказывается быстрее, чем DRAM, но при этом отличается и более высокой стоимостью. Это связано с тем, что для реализации ячейки SRAM требуется от четырех до шести транзисторов, а для ячейки DRAM требуется только один. Следовательно, на кристалле одного и того же размера можно уместить гораздо больше ячеек DRAM, чем ячеек SRAM.

В то же время для работы с DRAM требуется контроллер, который будет автоматически выполнять периодическую регенерацию содержимого памяти. Таким образом, использование DRAM вместо SRAM имеет смысл только в том случае, если стоимость контроллера перекрывается дешевизной DRAM-памяти.

SRAM чаще всего применяется в тех случаях, когда высокая скорость доступа имеет критическое значение, а объем необходимой памяти оказывается относительно небольшим.

Таким образом, SRAM обычно используется в микроконтроллерах, где небольшой объем статической памяти обеспечивает меньшую стоимость по сравнению с DRAM с собственным контроллером памяти. SRAM также используется в качестве высокоскоростной кэш-памяти внутри микропроцессоров, благодаря высокой скорости доступа.

Виды DRAM

Существуют различные виды DRAM. Исторически первые микросхемы DRAM сначала уступили место FPRAM (Fast Page RAM), которые в свою очередь были заменены на EDO RAM (Extended Data Output RAM), на смену которым, в конце концов, пришли микросхемы синхронной памяти DRAM или SDRAM.

Новые поколения SDRAM используют двойную скорость передачи данных (SDRAM included Double Data Rate). Речь идет о DDR2, DDR3 и DDR4.

Хотя каждое новое поколение SDRAM имело некоторые улучшения по сравнению с предыдущими поколениями, следует отметить, что сама базовая динамическая ячейка ОЗУ оставалась практически без изменений и обеспечивала лишь незначительное увеличение скорости доступа. С другой стороны, плотность размещения ячеек памяти или общее количество битов, упакованных в один чип, значительно увеличилось с течением времени. Тем не менее, основные улучшения в новых поколениях SDRAM были связаны именно с увеличением скорости передачи данных и уменьшением удельного энергопотребления.

SDRAM является основой для всех современных видов DRAM. До появления SDRAM память DRAM использовала асинхронной обмен, то есть после запроса на чтение данные сразу же появлялись на шине данных. В SDRAM данные синхронизируются с помощью тактового сигнала.

Например, после того, как SDRAM-память получает команду чтения, она начинает выставлять данные спустя определенное количество тактов. Эта задержка известна как строб адреса столбца CAS (Column Address Strobe). Она имеет фиксированное значение для каждого модуля памяти.

Кроме того, в SDRAM считывание данных всегда синхронизируется по фронту тактового сигнала. Таким образом, процессор точно знает, когда ожидать запрошенные данные.

DDR DRAM

Говоря о первом поколении SDRAM, его часто называют памятью с однократной скоростью передачи данных или SDR (Single Data Rate). Следующим эволюционным шагом в развитии SDRAM стало появление DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) или памяти с удвоенной скоростью передачи данных.

На рис. 4 показана разница в обмене данными при работе с SDR и DDR SDRAM. Обратите внимание, что на этом рисунке задержка CAS не показана.

Рис. 4. Передача данных при работе с SDR и DDR. Прием данных DDR выполняется как по фронту, так и по срезу тактового сигнала

DDR2, DDR3 и DDR4

При переходе от SDR к DDR передача данных стала вестись как по фронту, так и по срезу тактового сигнала. Далее при переходе от DDR2 к DDR4 SDRAM скорость передачи возрастала за счет использования некоторых хитрых приемов. При этом, как уже упоминалось ранее, скорость доступа к содержимому ячейки памяти DRAM не сильно изменилась из-за ограничений базовой технологии. В реальности эту скорость удалось увеличить всего в два раза.

Рис. 5. Модуль DDR-памяти, используемый в компьютерах

Не вдаваясь в технические тонкости, можно отметить, что одним из «хитрых» способов повышения скорости передачи является увеличение разрядности шины данных. Очевидно, что если организация памяти позволяет считать за один цикл доступа сразу несколько битов, то это приводит к кратному увеличению скорости передачи данных.

Поскольку доступ к памяти обычно осуществляется последовательно, CAS определяет некоторую задержку между подачей команды чтения и готовностью данных. Следовательно, еще одна хитрость, позволяющая увеличить скорость чтения, заключается в поддержке циклов многократного чтения или в возможности предварительного выбора данных. Эти функции позволяют контроллеру памяти заранее подготовить новый блок данных для следующей передачи.

Наконец, достижения в кремниевой полупроводниковой технологии позволяют снизить рабочее напряжение, а значит уменьшить удельное потребление на бит и увеличить объем памяти при том же энергопотреблении.

Заключение

В большинстве микропроцессорных устройств требуется как энергонезависимая, так и энергозависимая память. Однако выбор оптимального типа памяти зависит от особенностей конкретного приложения.

Память оказывает большое влияние на производительность, стоимость и энергопотребление. По этой причине выбор оптимального типа памяти является очень важной задачей.

Как и в случае со всеми инженерными задачами, разработка электронных устройств очень часто требует поиска компромиссных решений. Теперь, когда вы знаете о достоинствах и недостатках различных типов памяти, вы сможете выбрать оптимальный тип памяти для вашего нового устройства.

Исходник: https://www.hackster.io

Долговременная память (ДП) — Когнитивная способность

Что такое долговременная память?

Долговременная память (ДП) — это мозговой механизм, с помощью которого мы можем кодировать и хранить практически неограниченный объём информации в течение длительного периода времени. Срок хранения воспоминаний в долговременной памяти может варьироваться от нескольких секунд до нескольких лет.

Долговременная память крайне важна нам для безошибочного и самостоятельного выполнения ежедневных задач. Этот тип памяти относится к способности мозга хранить факты, знания и навыки, а также восстанавливать в дальнейшем эти воспоминания. Долговременная память — это сложная комплексная способность, за которую отвечает большое количество отделов головного мозга. Поэтому она очень чувствительна к различным поражениям мозга. К счастью, с помощью практики и когнитивной тренировки можно улучшить эту важнейшую когнитивную функцию.

Программа-лидер в области тренировки мозга CogniFit («КогниФит») поможет активировать и укрепить нашу память и другие важные когнитивные способности. Входящие в неё умные игры были разработаны для стимулирования определённых нейронных паттернов активации. Повторные активации этих когнитивных паттернов могут помочь укрепить отвечающие за память нейронные соединения и создать новые синапсы, способные реорганизовать и/или восстановить наиболее ослабленные или повреждённые когнитивные функции.

Типы долговременной памяти

По времени, в течение которого информация хранится в системе памяти, мы можем разделить память на сенсорную, кратковременную, рабочую и долговременную. В свою очередь, долговременная память подразделяется на такие виды, как:

• декларативная или эксплицитная память: эта та хранящаяся в нашей памяти информация, которую мы можем воспроизвести вербально. За этот вид памяти отвечают такие отделы мозга, как медиальная височная доля, промежуточный мозг и неокортекс. Декларативная или эксплицитная память также подразделяется на два подвида.
• Семантическая память: относится к информации об окружающем мире, которой мы владеем. Эта информация не связана с обучением. Она охватывает наш словарь, академические знания, то, что мы знаем о каждом понятии и определении. Например, нам известно, что яблоко — это съедобный фрукт, который растёт на яблоне и может быть разного цвета, однако вероятнее всего мы не вспомним тот момент, когда мы запомнили всю эту информацию.
• Эпизодическая память: включает воспоминания о пережитых нами конкретных событиях, тесно связана с обучением. Например, воспоминания о том, что мы ели вчера на обед, где оставили машину, когда впервые посетили новый для нас город, кто пришёл на праздник в прошлом году и когда мы встретили какого-то человека.
• Недекларативная или иксплитицитная память: тип информации, хранящейся в нашей памяти, которую мы не можем выразить вербально. Эти воспоминания мы накапливаем посредством имплицитного обучения (неосознанно). Этот тип памяти более устойчив при церебральных поражениях, поэтому меньше подвержен нарушениям. За него отвечают различные отделы мозга, в том числе неокортекс, миндалина, мозжечок и базальные ганглии. Подразделяется на несколько видов.
• Процедурная память: память на действия, информация о мускульных движениях, которые мы смогли автоматизировать в результате практики, например, навыки и привычки. Езда на велосипеде, вождение, владение мячом или умение пользоваться компьютерной мышкой.
• Прайминг: речь идёт о предшествующей установке, облегчающей процесс воспоминания. Например, вероятнее всего, мы гораздо быстрее вспомним слово «птица», если только что говорили о воробьях или ласточках.
• Классическое обусловливание: речь идёт о связи между условным стимулом и ранее полученной реакцией на безусловный стимул. Например, если зазвенит колокольчик (условный стимул), после чего нам в глаза будет направлен поток воздуха (безусловный стимул), в дальнейшем, услышав звук колокольчика, мы начнём моргать (условная ответная реакция). Это связано с недекларативной памятью.

Тестирование памяти

Хорошая память необходима нам для безошибочного и самостоятельного выполнения повседневных задач. Поэтому так важно протестировать и понять состояние нашей памяти. CogniFit («КогниФит») предлагает серию тестов для оценки памяти (в частности, таких её видов, как кратковременная фонологическая память, контекстуальная память, кратковременная память, невербальная память, кратковременная зрительная память, рабочая память и распознавание), основанных на таких классических тестах, как Тест на Длительное Поддержание Функции (СРТ, Тест Коннера), Шкала Памяти Векслера (WMS), NEPSY (Коркман, Кирк и Кемп), Тест Переменных Внимания (TOVA), Тест на Симуляцию Нарушений Памяти (ТОММ), Тест «Лондонская башня» (TOL) и Задача Визуальной Организации (VOT). С помощью этих тестов, кроме памяти, также можно измерить время отклика, скорость обработки информации, память на имена, зрительное восприятие, мониторинг, планирование, визуальное сканирование и пространственное восприятие.

• Последовательный Тест WOM-ASM: на экране появится серия шаров с различными номерами. Нужно запомнить эту последовательность для того, чтобы в дальнейшем её воспроизвести. Сначала эта последовательность будет состоять всего из одного номера, но постепенно количество номеров будет увеличиваться — до тех пор, пока пользователь не сделает ошибку. В задании необходимо воспроизвести все показанные серии чисел.
• Тест-Расследование REST-COM: в течение небольшого промежутка времени будут показаны несколько предметов. Затем нужно будет как можно быстрее выбрать слово, соответствующее представленному объекту.
• Тест Идентификации COM-NAM: с помощью изображения или звука вам будут представлены объекты. Необходимо ответить, в каком формате (звук или изображение) объект появился в последний раз, и появлялся ли он вообще.
• Тест на Концентрацию VISMEM-PLAN: на экране в случайном порядке появятся стимулы. Затем стимулы будут загораться в определённом порядке под звуковые сигналы до тех пор, пока последовательность не завершится. Необходимо внимательно наблюдать как на изображения, так и на звуки. Во время вашей очереди игры нужно будет вспомнить порядок представления стимулов и воспроизвести данную последовательность.
• Тест на Распознавание WOM-REST: на экране появятся три объекта. Сначала нужно будет как можно быстрее вспомнить очередность представления объектов. Затем будут представлены четыре серии по три объекта, некоторые из которых будут отличаться от ранее показанных. Необходимо узнать первоначально увиденную последовательность.
• Тест на Восстановление VISMEM: в течение пяти-шести секунд на экране будут показаны несколько изображений. В течение этого времени нужно будет запомнить как можно больше представленных на изображении объектов. Затем картинка исчезнет, и пользователю будут предложены несколько вариантов, из которых необходимо выбрать правильный.

Примеры долговременной памяти

• Большую часть знаний, которую мы приобретаем во время учёбы, мы храним в нашей семантической памяти. Когда мы учимся, вспоминаем географию своей страны, изучаем анатомию, химию, математику или любой другой предмет, мы задействуем нашу долговременную память.
• Если мы работаем в ресторане и должны помнить какое блюдо попросил каждый посетитель, мы обращаемся к нашей эпизодической памяти. Тоже самое происходит, когда мы, например, вспоминаем постоянных клиентов.
• Когда мы учимся кататься на велосипеде, нам стоит большого труда проехать несколько метров, чтобы не упасть. Это происходит потому, что мы ещё не знаем, как правильно нужно двигаться. И наоборот, если мы достаточно попрактиковались, наша процедурная память берёт на себя моторные навыки, которые мы смогли автоматизировать. В результате мы можем нормально ездить на велосипеде. Нечто похожее происходит, когда мы учимся водить автомобиль.
• Долговременную память мы используем, чтобы вспомнить, где мы оставили машину, зарядку от телефона, какой город является столицей нашего государства или любую другую информацию, которую мы должны помнить изо дня в день.

Патологии и расстройства, связанные с нарушением долговременной памяти

Забывчивость сама себе не является проблемой с памятью. Память способна избавляться от ненужной и неиспользуемой информации, особенно с возрастом, и это совершенно нормально. Однако также существует патологическая забывчивость, которая представляет собой неспособность запоминать новые события (антероградная амнезия) и/или неспособность вспомнить прошлое (ретроградная амнезия). С другой стороны, существует гипермнезия, болезненное обострение памяти, характеризующееся способностью детально восстанавливать в памяти прожитое, как, например, при посттравматическом стрессе. Также важно отметить, что содержимое воспоминаний может быть нарушено при некоторых расстройствах, например, при Синдроме Корсакова, при котором человек непроизвольно придумывает вымышленные события из своего прошлого.

Как правило, память нарушается при Болезни Альцгеймера (в основном, эпизодическая), однако проблемы с памятью также могут возникнуть при различных деменциях, в частности, при семантической деменции (нарушается семантическая память) или Болезни Паркинсона (нарушается процедурная память). Для этих заболеваний характерна комбинация антероградной и ретроградной амнезии. В случае травматических поражений мозга, а также в результате поражений мозга при инсульте, тоже часто возникает антероградная амнезия (она более распространена, чем ретроградная). Кроме того, для этих болезний характерно замещение провалов памяти вымышленной информацией. Вызвать временную или постоянную потерю памяти также может употребление некоторых наркотиков и веществ.

Типы постоянной памяти | CataMobile

Практически,  нет полной гарантии того, что результаты вашей работы не будут утрачены. При запуске компьютера в оперативную память из памяти постоянной переписывается ядро операционной системы и те программные модули, которые нужны для функционирования компьютера. Сюда же из постоянной памяти загружаются программы, здесь же хранятся данные пользователя — вплоть до синхронизации памяти карманного компьютера с настольным. Программный сбой приводит к тому, что компьютер утрачивает работоспособность. Чтобы продолжить работу, приходится производить рестарт системы — с полной очисткой содержимого оперативной памяти. Вот вам и маленькая катастрофа — все, что наработал за день, пошло прахом. Если, конечно, не сохранил результаты своей работы на карту памяти. Делать это надо с такой же регулярностью, как и на обычном настольном компьютере.

Карты памяти — это съемные носители данных для КПК. Они энергонезависимы. Могут быть в любой момент извлечены из недр КПК и убраны в карман, и переставлены в другой КПК или, скажем, фотоаппарат.

Главное отличие перезаписываемой энергонезависимой памяти от памяти постоянной в том, что информация в постоянную память записывается лишь однажды — при производстве микросхемы на заводе. В самом простом случае ячейка постоянной памяти — это тонкий проводник, который может быть разорван (прожжен) специальным программатором. Разрыв проводника интерпретируется компьютером как логический нуль, неповрежденный проводник ячейки — как логическая единица. Подобные микросхемы применяются в картриджах игровых консолей. Они очень просты в производстве и почти ничего не стоят.

Есть и другие типы постоянной памяти. Например, микросхемы, информацию в которых можно перезаписать, предварительно вернув ячейки памяти в исходное не запрограммированное состояние при помощи ультрафиолетового облучения. Проводники в такой микросхеме состоят из особого материала, который при подаче электрического сигнала меняет свое сопротивление. При этом ячейки с повышенным сопротивлением и ячейки с нормальным сопротивлением распознаются как все та же последовательность логических нулей и единиц. Свет ультрафиолетового спектра выравнивает сопротивление ячеек, запись информации можно произвести снова. Не беспокойтесь, бытовые настенные светильники, торшеры или бра — не способны оказать какое либо влияние на чип.  Подобные микросхемы применялись для записи настроек CMOS Setup базовой системы ввода/вывода (BIOS) персональных компьютеров в те времена, когда перезаписываемая флэш-память была дорогой экзотикой. Сегодня этот тип постоянной памяти почти не применяется.

Виды памяти человека | Как устроена память человека

Содержание

1. Какая память отвечает за сохранение информации?
2. Как мы воспринимаем и запоминаем?

Человеческая память связана с системами организма, с функциональностью и видами деятельности.

Когда вы пишете, поднимаетесь по лестнице, учите стихотворение — включаются разные отделы мозга.

Память делится по длительности сохранения информации и по тому, как запоминается материал. Образно память напоминает завод, где действия машин и людей создают цепочку.

Чтобы процесс доставлял удовольствие и человек делал успехи в работе и учебе, нужно знать свои сильные стороны в том или ином виде памяти. Самый быстрый способ этого добиться – пройти курс, который гарантирует развитие памяти и внимания.

Какая память отвечает за сохранение информации?

• Мгновенная;
• кратковременная;
• оперативная;
• долговременная.

1. Мгновенная память длится 0,1–0,5 секунды: вы едете в автобусе и увидели новую вывеску или прохожего. Восприятие увиденного или услышанного органами чувств: мозг фиксирует сам факт без признаков. Если информация ненужная, то мозг просто стирает ее.

2. Кратковременная память удерживает образ в течение 20 секунд. В этой памяти у образа появляются признаки. Через 5 секунд человек способен сказать, какого цвета вывеска, какого возраста прохожий.

Как тренировать кратковременную память? Обращать внимание на детали. Например, запоминать, во что одеты люди в автобусе, их голоса и черты лиц. И через некоторое время пытаться восстановить эти детали. Это легкое упражнение, оно не требует много времени. Также в этом поможет тренировка памяти онлайн.

Люди с хорошей кратковременной памятью становятся интересными собеседниками и ораторами, т. к. способны быстро находить ответ на вопрос и импровизировать в разговоре, не делать длинных пауз.

3. Оперативная память хранит информацию, пока человек выполняет задачу. Например, в школе ребенок решал задачи по алгебре, после выпуска пошел в гуманитарный университет и теперь не помнит способов решения математических задач. Оперативная память хранила эту информацию, пока она была нужна.

4. Долговременная память. Вы запомнили стихотворение в школе и свободно рассказываете его как через год, так и через 30 лет, — за это отвечает долговременная память. Если человек регулярно воспроизводит выученный материал, то он сохраняется в долговременной памяти. Что важно: информация, которая попала в долговременную память, восстанавливается даже после травм.

Как мы воспринимаем и запоминаем?

По способу запоминания память делится на:

• образную: слуховую, зрительную, вкусовую, обонятельную, тактильную, осязательную;
• моторная;
• эмоциональную;
• логическую.

1. Образная память. Практически нет людей, которые одинаково хорошо запоминали бы на слух, по вкусу, визуально и по запаху. Тренировать образную память легче, чем кажется. Если человек плохо запоминает на слух, то ему всего лишь нужно регулярно слушать аудиокниги, учить стихотворения в аудио или запоминать последовательность разных звуков. Развить зрительную память можно с помощью рисунков: запоминать последовательность картинок, смотреть несколько секунд на карточку и через минуту вспоминать, что вы увидели.

2. Моторная память. Почему ребенок после первого шага не забывает, как ходить? За это отвечает моторная память, с помощью которой все тело человека помнит, как нужно ходить, как печатать на клавиатуре и т. д.

После тяжелой травмы человек с потерей памяти забывает родственников, даже свое имя, но если дать ему ручку — вспомнит подпись. С помощью моторной памяти люди учатся ходить заново, ездить на велосипеде спустя 20 лет и т. д.

Развивать моторную память помогут все те же регулярные тренировки. Даже фитнес — и тот нуждается в повторении. Когда человек раз за разом выполняет двигательные упражнения, то со временем они получаются на автомате. Именно поэтому, осваивая новый вид спорта, первое время мы постоянно следим за техникой, а потом уже расслабляемся, т. к. тело воспроизводит движения на автомате.

3. Эмоциональная память. Этот вид памяти тесно связан с психологией. Все комплексы и привычки в поведении могут сопровождать человека всю жизнь из-за эмоций, которые он испытал в первый раз.

4. Логическая память. Человек запоминает информацию блоками. Например: не просто продовольственный рынок, а где находится, что там продается, какие цены, у какого продавца лучше купить мясо и т. д.

Этот вид памяти с возрастом слабеет больше других. То есть человек после первого похода может не запомнить точный маршрут, сколько стоит мясо и пр.

P.S. Для преподавателей, врачей, продавцов и представителей др. профессий, где запоминать нужно много, со слабой логической памятью никак. С ее помощью новая информация связывается со старой и быстрее усваивается. Студентам и школьникам, у которых страдает логическая память, тяжелее учиться, т. к. новый материал ложится мертвым грузом.

Кроме возраста на логическую память влияет и питание, и ритм жизни, и вид работы, и даже болезни и стресс. Поэтому после 30 лет врачи рекомендуют тренировать память.

Подробнее о том, что влияет на запомианние и как тренировать память, узнайте в следующей статье..

«Постоянная память. Постоянная память», Информационные технологии

В лекции рассказывается о типах микросхем памяти и о микросхемах постоянной памяти, их алгоритмах работы, параметрах, типовых схемах включения, а также о способах реализации на их основе некоторых часто встречающихся функций.

Микросхемы памяти (или просто память, или запоминающие устройства — ЗУ, английское «Memory») представляют собой следующий шаг на пути усложнения цифровых микросхем по сравнению с микросхемами, рассмотренными ранее. Память — это всегда очень сложная структура, включающая в себя множество элементов. Правда, внутренняя структура памяти — регулярная, большинство элементов одинаковые, связи между элементами сравнительно простые, поэтому функции, выполняемые микросхемами памяти, не слишком сложные.

Память, как и следует из ее названия, предназначена для запоминания, хранения каких-то массивов информации, проще говоря, наборов, таблиц, групп цифровых кодов. Каждый код хранится в отдельном элементе памяти, называемом ячейкой памяти. Основная функция любой памяти как раз и состоит в выдаче этих кодов на выходы микросхемы по внешнему запросу. А основной параметр памяти — это ее объем, то есть количество кодов, которые могут в ней храниться, и разрядность этих кодов.

Для обозначения количества ячеек памяти используются следующие специальные единицы измерения:

• · 1К — это 1024, то есть 210 (читается «кило-» или «ка-»), примерно равно одной тысяче;
• · 1М — это 1 048 576, то есть 220 (читается «мега-»), примерно равно одному миллиону;
• · 1 Г — это 1 073 741 824, то есть 230 (читается «гига-»), примерно равно одному миллиарду.

Принцип организации памяти записывается следующим образом: сначала пишется количество ячеек, а затем через знак умножения (косой крест) — разрядность кода, хранящегося в одной ячейке. Например, организация памяти 64Кх 8 означает, что память имеет 64К (то есть 65 536) ячеек и каждая ячейка — восьмиразрядная. А организация памяти 4 М х 1 означает, что память имеет 4 М (то есть 4 194 304) ячеек, причем каждая ячейка имеет всего один разряд. Общий объем памяти измеряется в байтах (килобайтах — Кбайт, мегабайтах — Мбайт, гигабайтах — Гбайт) или в битах (килобитах — Кбит, мегабитах — Мбит, гигабитах — Гбит).

В зависимости от способа занесения (записи) информации и от способа ее хранения, микросхемы памяти разделяются на следующие основные типы:

• · Постоянная память (ПЗУ — постоянное запоминающее устройство, ROM — Read Only Memory — память только для чтения), в которую информация заносится один раз на этапе изготовления микросхемы. Такая память называется еще масочным ПЗУ. Информация в памяти не пропадает при выключении ее питания, поэтому ее еще называют энергонезависимой памятью.
• · Программируемая постоянная память (ППЗУ — программируемое ПЗУ, PROM — Programmable ROM), в которую информация может заноситься пользователем с помощью специальных методов (ограниченное число раз). Информация в ППЗУ тоже не пропадает при выключении ее питания, то есть она также энергонезависимая.
• · Оперативная память (ОЗУ — оперативное запоминающее устройство, RAM — Random Access Memory — память с произвольным доступом), запись информации в которую наиболее проста и может производиться пользователем сколько угодно раз на протяжении всего срока службы микросхемы. Информация в памяти пропадает при выключении ее питания.

Существует множество промежуточных типов памяти, а также множество подтипов, но указанные — самые главные, принципиально отличающиеся друг от друга. Хотя, разница между ПЗУ и ППЗУ с точки зрения разработчика цифровых устройств, как правило, не так уж велика. Только в отдельных случаях, например, при использовании так называемой флэш-памяти (flash-memory), представляющей собой ППЗУ с многократным электрическим стиранием и перезаписью информации, эта разница действительно чрезвычайно важна. Можно считать, что флэш-память занимает промежуточное положение между ОЗУ и ПЗУ.

В общем случае любая микросхема памяти имеет следующие информационные выводы (рис. 1.):

Рис. 1. Микросхемы памяти: ПЗУ (а), ОЗУ с двунаправленной шиной данных (б), ОЗУ с раздельными шинами входных и выходных данных (в).

• · Адресные выводы (входные), образующие шину адреса памяти. Код на адресных линиях представляет собой двоичный номер ячейки памяти, к которой происходит обращение в данный момент. Количество адресных разрядов определяет количество ячеек памяти: при количестве адресных разрядов n количество ячеек памяти равно 2n.
• · Выводы данных (выходные), образующие шину данных памяти. Код на линиях данных представляет собой содержимое той ячейки памяти, к которой производится обращение в данный момент. Количество разрядов данных определяет количество разрядов всех ячеек памяти (обычно оно бывает равным 1, 4, 8, 16). Как правило, выходы данных имеют тип выходного каскада ОК или 3С.
• · В случае оперативной памяти, помимо выходной шины данных, может быть еще и отдельная входная шина данных, на которую подается код, записываемый в выбранную ячейку памяти. Другой возможный вариант — совмещение входной и выходной шин данных, то есть двунаправленная шина, направление передачи информации по которой определяется управляющими сигналами. Двунаправленная шина применяется обычно при количестве разрядов шины данных 4 или более.
• · Управляющие выводы (входные), которые определяют режим работы микросхемы. В большинстве случаев у памяти имеется вход выбора микросхемы CS (их может быть несколько, объединенных по функции И). У оперативной памяти также обязательно есть вход записи WR, активный уровень сигнала на котором переводит микросхему в режим записи.

Мы в данной лекции не будем, конечно, изучать все возможные разновидности микросхем памяти, для этого не хватит целой книги. К тому же эта информация содержится в многочисленных справочниках. Микросхемы памяти выпускаются десятками фирм во всем мире, поэтому даже перечислить все их не слишком просто, не говоря уже о том, чтобы подробно рассматривать их особенности и параметры. Мы всего лишь рассмотрим различные схемы включения типичных микросхем памяти для решения наиболее распространенных задач, а также методы проектирования некоторых узлов и устройств на основе микросхем памяти. Именно это имеет непосредственное отношение к цифровой схемотехнике. И именно способы включения микросхем мало зависят от характерных особенностей той или иной микросхемы той или иной фирмы.

В данном разделе мы не будем говорить о флэш-памяти, так как это отдельная большая тема. Мы ограничимся только простейшими микросхемами ПЗУ и ППЗУ, информация в которые заносится раз и навсегда (на этапе изготовления или же самим пользователем). Мы также не будем рассматривать здесь особенности оборудования для программирования ППЗУ (так называемых программаторов), принципы их построения и использования, — это отдельная большая тема. Мы будем считать, что нужная нам информация может быть записана в ПЗУ или ППЗУ, а когда, как, каким способом она будет записана, нам не слишком важно. Все эти допущения позволят нам сосредоточиться именно на схемотехнике узлов и устройств на основе ПЗУ и ППЗУ (для простоты будем называть их в дальнейшем просто ПЗУ).

Упомянем здесь только, что ППЗУ делятся на репрограммируемые или перепрограммируемые ПЗУ (РПЗУ, EPROM — Erasable Programmable ROM), то есть допускающие стирание и перезапись информации, и однократно программируемые ПЗУ. В свою очередь, РПЗУ делятся на ПЗУ, информация в которых стирается электрическими сигналами (EEPROM — Electrically Erasable Programmable ROM), и на ПЗУ, информация в которых стирается ультрафиолетовым излучением через специальное прозрачное окошко в корпусе микросхемы (собственно EPROM — Erasable Programmable ROM). Запись информации в любые ППЗУ производится с помощью подачи определенных последовательностей электрических сигналов (как правило, повышенного напряжения) на выводы микросхемы (29, https://psyhology.org).

Фирмами-производителями цифровых микросхем выпускается немало самых разнообразных ПЗУ и ППЗУ. Различаются микросхемы постоянной памяти своим объемом (от 32 байт до 8 Мбайт и более), организацией (обычно количество разрядов данных бывает 4, 8 или 16), способами управления (назначением управляющих сигналов), типами выходных каскадов (обычно ОК или 3С), быстродействием (обычно задержка составляет от единиц до сотен наносекунд). Но суть всех микросхем ПЗУ остается одной и той же: имеется шина адреса, на которую надо подавать код адреса нужной ячейки памяти, имеется шина данных, на которую выдается код, записанный в адресуемой ячейке, и имеются входы управления, которые разрешают или запрещают выдачу информации из адресуемой ячейки на шину данных.

Рис. 2. Примеры микросхем ППЗУ отечественного производства На рис. 2 представлены для примера несколько простейших и типичных микросхем постоянной памяти.

Микросхема К 155РЕ 3 (аналог — N8223N) представляет собой однократно программируемое ППЗУ с организацией 32×8. Исходное состояние (до программирования) — все биты всех ячеек нулевые. Для программирования (записи информации) используется специальный программатор, подающий на разряды данных импульсы высокого напряжения. Тип выходных каскадов — открытый коллектор, то есть обязательно надо включать на выходах резисторы, подсоединенные к шине питания. Имеется один управляющий входCS, при положительном уровне сигнала на котором на всех выходах устанавливаются единицы.

Микросхема КР 556РТ 4 (аналог — I3601) — это также однократно программируемая постоянная память с организацией 256×4. Исходное состояние (до программирования): все биты всех ячеек нулевые. Тип выходных каскадов — ОК. Два управляющих входаCS1 иCS2 объединены по принципу И, то есть для разрешения работы микросхемы (для перевода выходов в активное состояние) оба эти сигнала должны быть нулевыми. Для записи информации в микросхему используется программатор.

Микросхема КР 556РТ 18 (аналог — HM76161) также является однократно программируемым ППЗУ и имеет организацию 2Кх 8. Тип выходов микросхемы — 3С. Имеются три управляющих входа: один инверсныйCS1, два других — прямые CS2 и CS3, объединенных по функции И. Выходы данных переходят в активное состояние при нулевом уровне наCS1 и при единичных уровнях на CS2 и CS3. Если входы управления используются для подачи управляющих сигналов (то есть выходы могут переходить в третье состояние) то на выходы надо включать нагрузочные резисторы, подключенные к шине питания. Исходное состояние микросхемы (до программирования) — все биты всех ячеек в единице.

Наконец, микросхема К 573РФ 8 (аналог — I27256) — это пример памяти РПЗУ с ультрафиолетовым стиранием информации. Чтобы перепрограммировать память, необходимо ее стереть, для чего в течение некоторого времени (обычно несколько минут) надо облучать микросхему через окошко в корпусе ультрафиолетовым светом (можно использовать медицинский кварцевый облучатель). Стертая микросхема имеет все биты, установленные в единицу. Затем проводится процедура записи с помощью программатора, несколько отличающегося от программаторов однократно программируемых микросхем. Управляющие входыCS иCE должны быть установлены в нуль для перевода выходов микросхемы в активное состояние. Имеется специальный вход UPR для подачи программирующего высокого напряжения, который при чтении информации из микросхемы надо подключать к напряжению питания. Тип выходных каскадов — 3С. Микросхемы этого типа самые медленные, их задержки самые большие.

Основные временные характеристики микросхем ПЗУ — это две величины задержки. Задержка выборки адреса памяти — время от установки входного кода адреса до установки выходного кода данных. Задержка выборки микросхемы — время от установки активного разрешающего управляющего сигнала CS до установки выходного кода данных памяти. Задержка выборки микросхемы обычно в несколько раз меньше задержки выборки адреса.

Содержимое ПЗУ обычно изображается в виде специальной таблицы, называемой картой прошивки памяти. В таблице показывается содержимое всех ячеек памяти, причем в каждой строке записывается содержимое 16 (или 32) последовательно идущих (при нарастании кода адреса) ячеек. При этом, как правило, используется 16-ричное кодирование.

Таблица 11.1. Пример карты прошивки ПЗУ.

Адрес.

A.

B.

C.

D.

E.

F.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

A0.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

B0.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

C0.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

D0.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

E0.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

F0.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

FF.

Пример карты прошивки ПЗУ с организацией 256×8 показан в табл. 11.1 (все биты всех ячеек считаются установленными в единицу). Пользоваться таблицей очень просто. Например для того, чтобы посмотреть содержимое ячейки памяти с 16-ричным адресом 8А, надо взять строку таблицы с номером 80 и столбец таблицы с номером, А (данная ячейка в таблице выделена жирным шрифтом).

Любые микросхемы ПЗУ легко можно включать так, чтобы уменьшать или увеличивать количество адресных разрядов, то есть уменьшать или увеличивать количество используемых ячеек памяти. И то, и другое часто требуется при построении схем цифровых устройств.

Для уменьшения количества адресных разрядов необходимо на нужное число старших адресных входов подать нулевые сигналы. Каждый отключенный таким образом адресный разряд уменьшает количество ячеек ПЗУ вдвое. Например, на рис. 3 показано, как из микросхемы с организацией 2Кх 8 сделать микросхему 512×8. Два старших разряда адреса памяти отключены (на них поданы нулевые сигналы). Использоваться будут только младшие (верхние в таблице прошивки) 512 ячеек, и только их надо будет программировать. Конечно, гораздо лучше подобрать микросхему именно с тем количеством ячеек, которое действительно необходимо в данной схеме, но это, к сожалению, возможно не всегда.

Рис. 3. Уменьшение количества адресных разрядов ПЗУ Задача увеличения количества адресных разрядов ПЗУ встречается значительно чаще задачи уменьшения количества адресных разрядов. В результате такого увеличения возрастает объем ПЗУ, объемы отдельных микросхем суммируются. Для увеличения адресных разрядов обычно применяются микросхемы дешифраторов (рис. 4). Младшие разряды шины адреса при этом подаются на объединенные адресные входы всех микросхем, а старшие — на управляющие (адресные) входы дешифратора. Выходные сигналы дешифратора разрешают работу всегда только одной микросхемы памяти. В результате на общую шину данных всех ПЗУ выдает свою информацию только одна микросхема. На рисунке для простоты не показаны выходные резисторы с разрядов данных на шину питания, подключение которых чаще всего необходимо, так как тип выходов данных микросхем ПЗУ — это ОК или 3С.

В результате подобного объединения микросхем ПЗУ может увеличиться время выборки адреса полученного единого ПЗУ. В данном случае (см. рис. 4) оно будет равно максимальной из двух величин: времени выборки адреса одной микросхемы и суммы двух задержек — задержки дешифратора и задержки выборки микросхемы ПЗУ.

Рис. 4. Увеличение количества адресных разрядов ПЗУ с помощью дешифратора Если надо объединить две микросхемы (то есть добавить всего один разряд адресной шины), можно обойтись без дешифратора, подавая на входCS одной микросхемы прямой дополнительный сигнал адреса, а на входCS другой микросхемы — этот же сигнал с инверсией. Применение дешифратора 3—8 позволяет объединить 8 микросхем ПЗУ (добавить три адресных разряда), а применение дешифратора 4−16 добавляет четыре адресных разряда, объединяя 16 микросхем ПЗУ.

Часто возникает также задача увеличения количества разрядов данных. Для этого необходимо всего лишь объединить одноименные адресные входы нужного количества микросхем ПЗУ; выходы же данных ПЗУ не объединяются, а образуют код с большим числом разрядов. Например, при объединении таким образом двух микросхем с организацией 8Кх 8 можно получить ПЗУ с организацией 8Кх 16.

Память в Arduino | Аппаратная платформа Arduino

В микроконтроллере ATmega168, используемом на платформах Arduino, существует три вида памяти:

• Флеш-память: используется для хранения скетчей.
• ОЗУ (Статическая оперативная память с произвольным доступом): используется для хранения и работы переменных. 
• EEPROM (энергонезависимая память): используется для хранения постоянной информации.

Флеш-память и EEPROM являются энергонезависимыми видами памяти (данные сохраняются при отключении питания). ОЗУ является энергозависимой памятью.

Микроконтроллер ATmega168 имеет:

• 16 Кб флеш-памяти (2 Кб используется для хранения загрузчика)
• 1024 байта ОЗУ
• 512 байт EEPROM

Необходимо обратить внимание на малый объем ОЗУ, т.к. большое число строк в скетче может полностью ее израсходовать. Например, следующая объявление:

char message[] = «I support the Cape Wind project.»;

занимает 32 байта из общего объема ОЗУ (каждый знак занимает один байт). При наличии большого объема текста или таблиц для вывода на дисплей возможно полностью использовать допустимые 1024 байта ОЗУ.

При отсутствии свободного места в ОЗУ могут произойти сбои программы, например, она может записаться, но не работать. Для определения данного состояния требуется превратить в комментарии или укоротить строки скетча (без изменения кода). Если после этого программа работает корректно, то на ее выполнение был затрачен весь объем ОЗУ. Существует несколько путей решения данной проблемы:

• При работе скетча с программой на компьютере можно перебросить часть данных или расчетов на компьютер для снижения нагрузки на Arduino.
• При наличии таблиц поиска или других больших массивов можно использовать минимальный тип данных для хранения значений. Например, тип данных int занимает два байта, а byte — только один (но может хранить небольшой диапазон значений).
• Неизменяемые строки и данные во время работы скетча можно хранить во флеш-памяти. Для этого необходимо использовать ключ PROGMEM.

Для использования EEPROM обратитесь к библиотеке EEPROM.

Принесет ли память класса хранения новую эпоху информационных технологий?

Если смотреть через призму геологической, антропологической или космологической истории, эпоха определяет определенный период времени, когда произошло важное событие. Например, палеозойская эра обозначает геологический период, когда развивались многие растения и животные Земли. К сожалению, эта эпоха закончилась «Великим вымиранием», когда погибли динозавры и более 50% всех форм жизни на Земле. По шкале космологии эпоха Планка представляет собой период времени, начинающийся с «Большого взрыва» и заканчивающийся всего на 10-43 секунды позже.(Никто не говорил, что эпохи должны быть длинными, просто значительными.)

эпох существуют и в графике ИТ-центров обработки данных. И мы можем быть на пороге другого: эры памяти класса хранения (SCM). С момента изобретения компьютеров память и хранилище считались двумя разными логическими концепциями информатики. Память предназначена для активного размещения данных во время вычислений. Он требует байтовой адресации и обычно доступен с помощью метода загрузки / сохранения ЦП с детализацией по строкам кэша.Не требует настойчивости. С другой стороны, хранилище используется для обеспечения долговечности данных. Обычно он читается и записывается в блоках данных размером 4 килобайта или больше. Он разработан, чтобы выдерживать перебои в подаче электроэнергии и, во многих случаях, отказы компонентов. Сегодня DRAM является основной мультимедийной технологией для функций памяти внутри компьютеров, в то время как твердотельные накопители с флэш-памятью NAND и магнитные жесткие диски являются основными мультимедийными технологиями для хранения. И рынок памяти, и рынок хранилищ имеют размер порядка 100 миллиардов долларов каждый, однако все это скоро изменится из-за SCM.

Так что же такое SCM? Это новый класс носителей, сочетающий в себе свойства памяти и хранилища. Он имеет достаточно низкую задержку, чтобы служить в качестве памяти с байтовой адресацией, и он энергонезависим, чтобы выдерживать циклы включения питания. Это означает, что он может служить как памятью, так и хранилищем, и он стирает границы между этими двумя концепциями информатики. Обладая в 10 раз большей емкостью и в 100 раз более быстрым доступом, SCM не только переопределит инфраструктуру центра обработки данных, но и изменит парадигмы программирования.

Во втором квартале 2019 года Intel поставила постоянную память Optane DC — первый в мире продукт SCM, который можно использовать как память общего назначения, так и в качестве постоянного хранилища. Он основан на технологии 3D XPoint, одной из нескольких конкурирующих технологий в области SCM. Ожидается, что к 2022 году появятся дополнительные крупные поставщики, поставляющие клиентам несколько технологий SCM. По самым скромным оценкам, к 2025 году технологии SCM вытеснят не менее 10% рынка DRAM. Вдобавок ожидается, что SCM заменит некоторую часть рынка высокопроизводительных флеш-памяти NAND, сделав его рынком новых аппаратных устройств стоимостью не менее 10 миллиардов долларов, что положит начало великому вымиранию и при этом будет стимулировать значительную эволюцию приложений.

Происходит фундаментальный сдвиг в аппаратном обеспечении, и это также разрушает пространство программного обеспечения. В последний раз это произошло десять лет назад, когда твердотельные накопители вошли в корпоративное хранилище. Корпоративные твердотельные накопители, основанные на флэш-памяти NAND, начали появляться примерно в 2009 году. Разница между твердотельными накопителями и жесткими дисками не так очевидна, как разница между SCM и твердотельными накопителями, однако она все же спровоцировала крупное событие в индустрии хранения данных. В то время как многие поставщики систем и программного обеспечения работали над внедрением технологий твердотельных накопителей в свои существующие архитектуры, появился новый класс систем, называемых массивами all-flash.Поставщики с нуля разрабатывали свои системы для этих новых носителей и быстро находили варианты использования, в которых они блестят. Это создало новый рынок в миллиард долларов и повысило рыночную стоимость более чем на 10 миллиардов долларов.

Изменения, которые вносит SCM, больше, чем то, что сделали твердотельные накопители десять лет назад, потому что это не только более быстрое запоминающее устройство, но и меняет правила игры на рынке памяти. Чтобы найти сопоставимое событие, возможно, нам нужно вернуться на 20 лет назад, когда Intel начала внедрять многоядерную архитектуру для своих процессоров.

Поскольку тактовая частота ЦП не могла быть намного выше, Intel начала добавлять в ЦП больше ядер (и гиперпоточность). Хотя он не изменил набор инструкций x86, существующие приложения изо всех сил пытались использовать все преимущества всех этих ядер ЦП, поскольку их модели потоковой передачи не были предназначены для этого. Как следствие, ЦП в центрах обработки данных не использовались полностью. Таким образом, технология виртуализации VMware родилась в нужное время. Разрешив запускать несколько виртуальных машин на одном сервере, VMware предоставила программную платформу, которая позволила полностью использовать мощность нового оборудования без необходимости переписывать приложения.Это охватило большинство центров обработки данных и теперь составляет более 10 миллиардов долларов на рынке. VMware, первопроходец и лидер в этой области, сейчас оценивается более чем в 60 миллиардов долларов.

Сегодня внедрение

SCM сталкивается с аналогичной проблемой. Чтобы в полной мере воспользоваться преимуществами устойчивости и байтовой адресации SCM, существующие приложения необходимо будет переработать для использования нового API постоянной памяти. Не все приложения готовы к этому. Однако в то же время рост приложений, ориентированных на данные, включая машинное обучение, искусственный интеллект, большие данные и Интернет вещей, требует большего объема памяти и более быстрого хранения.Существует фундаментальная потребность в новом уровне программного обеспечения, которое могло бы выразить мощь базового SCM, не требуя перезаписи приложений, как это сделала VMware 20 лет назад. И возможность такая же большая!

Вот где приходит на помощь конвергентная инфраструктура памяти (MCI). MCI сочетает в себе гипервизор SCM с первой в мире распределенной файловой системой и системой распределенной памяти, разработанной для SCM. В следующую эпоху информационных технологий, которую принесет SCM, некоторым динозаврам может быть сложно выжить. Но это также откроет возможности для новых видов.Программное обеспечение MCI стремится стать новым зверем этой новой эры!

Как воспоминания сохраняются там, где их нет в теле и даже в мозгу

Я начал изучать концепцию клеточной памяти — идею о том, что память может храниться вне мозга, во всех клетках тела — после прочтения статьи на Reuters, озаглавленной « Крошечный мозг — не препятствие для французского государственного служащего »в 2007 г. . Похоже, 44-летний француз попал в больницу с жалобами на небольшую слабость в левой ноге.Врачи узнали, что пациенту в младенчестве вставили шунт для отвода гидроцефалии — воды в головном мозге. Шунт был удален, когда ему было 14 лет ». Когда они сканировали его мозг, они обнаружили огромную камеру, заполненную жидкостью, которая занимала большую часть пространства в его черепе, оставляя лишь тонкий слой реальной мозговой ткани. Пациент, женатый отец двоих детей, работал государственным служащим, по-видимому, ведя нормальный образ жизни, несмотря на то, что его череп был заполнен спинномозговой жидкостью и очень мало мозговой ткани.

К своему удивлению, я обнаружил в медицинской литературе поразительное количество задокументированных случаев, когда у взрослых в детстве удалили части мозга для лечения хронической эпилепсии. После полусферэктомии, когда половина мозга может быть удалена для контроля припадков, у большинства детей улучшились не только интеллектуальные способности и общительность, но и очевидное сохранение памяти, личности и чувства юмора. Точно так же взрослые, перенесшие гемисферэктомию, обладали превосходным долгосрочным контролем над приступами и повышенной послеоперационной возможностью трудоустройства.

Если люди, у которых отсутствует большая часть мозга, могут нормально или даже относительно нормально функционировать, то должна существовать, как я думал, какая-то резервная система, которая может сработать при выходе из строя основной системы. Следующие шесть лет я посвятил изучению медицинской и научной литературы в поисках доказательств, подтверждающих мою догадку .

Мы давно предполагали, что одной из фундаментальных функций мозга является его способность хранить воспоминания, что позволяет животным, в том числе людям, изменять поведение в свете прошлого опыта.Если бы вместилищем всей памяти действительно был мозг, то для обеспечения долговременной стабильности хранимой информации клетки мозга и их цепи должны были бы оставаться стабильными, как книги на вашей книжной полке. Если бы кто-то начал вырывать страницы из этих книг, не только книги были бы серьезно повреждены, но вы бы навсегда потеряли их содержимое.

Тем не менее, такие животные, как планария, которые демонстрируют замечательную способность быстро восстанавливать новые части тела, включая свой мозг, ставят нас перед захватывающим вопросом: как могут сохраняться фиксированные воспоминания, когда тела и даже мозг нет? Животные, которые впадают в спячку и подвергаются массивной обрезке мозговых нейронов в холодные месяцы, сталкиваются с аналогичной проблемой.Потому что, когда весной они восстанавливают свои силы и здоровье, возвращаются многие из ранее усвоенных ими привычек. То же самое и с метаморфизирующими животными, такими как обыкновенная лягушка, которая развивается после того, как личинка становится головастиком. Между тем гусеницы проходят пять стадий роста. Воспоминания, сформированные у этих животных в их самых ранних эмбриональных состояниях, переживают обширную реконструкцию их тел, включая их мозг, но как?

Плоские черви планарии благодаря своей способности к регенерации являются одним из подарков природы науке.Разделение планарии пополам быстро приводит к появлению двух косоглазых маленьких червячков, уставившихся на вас. Целые черви могут регенерировать из небольшого кусочка взрослого червя в течение нескольких дней. Обезглавливание приводит к развитию двух новых червей. Некоторым биологам удалось разделить одну планарию на 279 частей. Каждый крошечный кусочек в конечном итоге превратился в миниатюрного целого червя, который со временем вырос до своего нормального размера до дюйма, в зависимости от вида и наличия пищи.

Рисунок 1.Последовательность обезглавливания и регенерации планарных червей. Иллюстрация Боба Тадмана

Как им удается совершить такой невероятный подвиг? Несколько лет назад исследователи обнаружили, что резидентная популяция взрослых стволовых клеток (необластов) позволяет этим червям регенерировать любую часть тела после хирургического удаления этой части. Однако, какими бы важными ни были стволовые клетки, они не могут объяснить сохранение памяти после того, как планарии удалили голову, а на теле планарии выросла новая голова.

Планария — одно из самых простых животных, живущих на Земле, с двусторонней симметрией строения тела и ориентацией головы.Мозг этих плоских червей имеет двухлопастную структуру с корой нервных клеток и сердцевиной нервных волокон, включая те, которые соединяют два полушария. Многие структурные особенности нейронов планарии, включая синапсы, аналогичны человеческому мозгу. Таким образом, планарии являются популярным организмом для изучения памяти.

Это свидетельство того, что память у плоских червей не локализуется в голове, а распределяется по всему телу.

В 1950-х и 1960-х годах психолог-экспериментатор Джеймс В. МакКоннелл и его коллеги из Мичиганского университета проводили исследования с использованием планарий для изучения процессов памяти.В одной серии экспериментов планарии были обучены реагировать на определенные раздражители, свет и электрический ток. Когда их головы были отрезаны, а их тела регенерировали новую голову, многие из регенерированных червей своими реакциями продемонстрировали, что они помнят свое обучение.

Рисунок 2. Анатомия планарии. Иллюстрация © Sheri Amsel / Exploring Nature

В другой серии экспериментов планарии, приученные связывать световой сигнал с неприятным электрическим током, измельчали ​​и передавали другим планариям.Эти черви-каннибалы научились реагировать на световой раздражитель (отворачиваться от него) быстрее, чем контрольная группа. МакКоннелл интерпретировал это как доказательство того, что память у плоских червей не локализуется в голове, а распределяется по всему телу животного.

Значительная часть научного сообщества не доверяла этим экспериментам, ссылаясь на проблемы с использованием соответствующих средств контроля, предвзятость наблюдателя и другие причины. Но в 2013 году группа во главе с биологами Талом Шомратом и Майклом Левиным из Университета Тафтса в Массачусетсе опубликовала статью, которая по существу поддержала выводы МакКоннелла и, по некоторым сообщениям, открыла совершенно новую банку с червями.

В статье Шомрата и Левина о смене парадигмы сообщается об их экспериментах с планариями вида Dugesia japonica . Исследователи воспользовались особенностью поведения планарий: как только они привыкнут к знакомому месту, они начнут питаться быстрее, чем планарии, оказавшиеся в новой среде. Кроме того, черви, естественно, избегают света.

У исследователей была одна группа планарий, живущих в контейнерах с шероховатым полом, в то время как другая группа была размещена в чашке Петри с гладким дном.Через несколько дней в освещенном квадранте на дне блюда с грубой текстурой проверяли, насколько охотно они едят печень. Автоматизированное видео-слежение и последующий компьютерный анализ перемещений червей показали, что группа, которая провела время в контейнерах с грубым полом, значительно быстрее преодолела отвращение к свету и тратила больше времени на кормление в освещенном пространстве, чем неосведомленные группа.

Обе группы червей были обезглавлены.Их тела были помещены в среду с гладким полом, а их головы регенерировали. Примерно через две недели полностью регенерированные сегменты снова были протестированы. Регенерированные черви из знакомой группы немного, но не значительно быстрее питались в освещенной части контейнера, демонстрируя, что они сохранили признание связи между этим типом поверхности и безопасной средой для кормления.

Однако черви не проявляли наученного поведения до того, как их мозг отрастил заново.Очевидно, планарии должен обладать мозгом, чтобы такое поведение происходило. Биолог Такеши Иноуэ из Японии выдвинул гипотезу о том, что новый мозг регенерируется как чистый лист и постепенно отпечатывается на следах предыдущей памяти периферической нервной системы червей (которая была изменена во время фазы обучения). Модифицированная периферическая нервная система повторно тренирует новый мозг за короткий сеанс, и этого достаточно для восстановления памяти.

В своей памятной статье 2013 года Шомрат и Левин предположили, что следы памяти о выученном поведении сохраняются вне мозга.Но вместо того, чтобы предполагать, что это осуществляется периферической нервной системой, они полагают, что могут быть задействованы и другие механизмы — те, которые подключаются и переключаются опытом. Они указали, что все основные механизмы, с помощью которых функционируют нервы, от нейромедиаторов до электрических синапсов, существуют во всех клетках и тканях тела, а не только в головном мозге.

Еще один период большой реорганизации мозга — это спячка, состояние бездействия и метаболическая депрессия у теплокровных животных, таких как белки, хомяки, ежи, белые медведи и летучие мыши.Спячка обычно наступает в зимние месяцы и характеризуется общим снижением скорости обмена веществ, температуры тела, дыхания и частоты сердечных сокращений. Спячка может длиться несколько дней, недель или месяцев, в зависимости от вида.

Хорошим примером зимующего млекопитающего является арктический суслик. Каждый сентябрь на Аляске, в Канаде и Сибири эти белки прячутся в норах на глубине более метра под тундрой, сворачиваются в гнезда, построенные из травы, лишайников и шерсти карибу, и впадают в спячку.Их основная температура тела резко падает, опускаясь ниже точки замерзания воды. Спячка разрушает центральную нервную систему этих животных. Их нейроны сокращаются, и тысячи, если не миллионы жизненно важных связей между клетками мозга сокращаются. Обширная обрезка происходит в областях, необходимых для долговременной памяти, таких как гиппокамп. После выздоровления большинство впадающих в спячку животных, в том числе европейский суслик, демонстрируют неповрежденную память благодаря распознаванию родственников, идентификации знакомых по сравнению с незнакомыми животными и сохранению обученных задач.

В ходе австрийского исследования суслики были обучены летом успешно выполнять две задачи: задачу пространственной памяти в лабиринте и получение еды из кормораздатчика. Весной повторились те же задания. Группа, находящаяся в спячке, не справилась с выполнением изученных задач так же хорошо, как контрольная группа. С другой стороны, животные смогли успешно отличить знакомых от незнакомых особей в своей группе. Непонятно, почему животные могли демонстрировать память в одной сфере, но не в других, хотя авторы предполагают, что это могло быть результатом сложности задачи или области мозга, ответственной за воспоминания.Это исследование ясно демонстрирует сохранение социальных воспоминаний после значительной потери нейронов мозга во время гибернации.

Землеройки уменьшают количество мозговых оболочек перед зимой на 15,3%, а весной отрастают снова на 9,3%

Помимо снижения скорости метаболизма, еще один способ, которым животные, находящиеся в спячке, выживают в своем длительном состоянии оцепенения, — это выборочный запуск тканеспецифического процесса, называемого аутофагией , который относится к клеткам, буквально разрушающим себя, поэтому ткани животное не необходимость во время гибернации устраняется и, следовательно, больше не требует обслуживания.

Когда суслики появляются весной после зимней спячки, их кишки сокращаются примерно до половины своего первоначального веса, но их сердца остаются нетронутыми, потому что им нужно продолжать биться, хотя и гораздо медленнее. Но сокращаются не только кишки и нейроны. То же самое и с их яичками. Когда самцы сусликов просыпаются весной, их гонады практически не сокращаются. Но вздохните с облегчением. Вскоре им удалось отрастить их заново.

В немецком исследовании альпийских сурков обучали прыгать на двух ящиках или ходить по трубе.При повторном тестировании после шести месяцев гибернации их способности не были нарушены. Ученые, проводившие исследование, пришли к выводу, что долговременная память альпийских сурков не зависит от зимней спячки.

Землеройки даже меньше сурков. Несмотря на свои крошечные размеры, когда дело доходит до того, чтобы выдерживать тяготы холода, они являются биологическими гигантами. Новое исследование Института орнитологии Макса Планка в Германии с использованием рентгеновских снимков показало, что отдельные землеройки уменьшали размер своих мозговых клеток в преддверии зимы в среднем на 15.3 процента. Затем весной мозговые оболочки частично отрастили на 9,3%. Резкие изменения черепа и размера мозга, по-видимому, не повлияли отрицательно на их поведение после гибернации.

Между тем, ученые, входящие в Группу сенсорной экологии Института Макса Планка, решили исследовать сохранение памяти у летучих мышей. Они научили летучих мышей находить пищу в одном из трех лабиринтов. После тренировки все летучие мыши показали себя на 100% правильно. Потом они впали в спячку. Когда они «просыпались», летучие мыши, впавшие в спячку, действовали так же хорошо, как и те, которые не спали.Исследователи пришли к выводу, что летучие мыши извлекают выгоду из пока еще неизвестного нейропротекторного механизма для предотвращения потери памяти в спящем мозгу . Биохимические исследования мозга замороженных древесных лягушек выявили различные нейрозащитные факторы, влияющие на выживаемость тканей. Хотя все эти факторы, вероятно, играют роль в сохранении небольшого набора нейронов, которые будут формировать основу для роста новых нейронов после «пробуждения» животного, я не думаю, что они могут быть ответственны за сохранение сложных воспоминаний.

Как ни крути, все эти находки говорят о сохранении памяти после гибернации.

Воспоминания также переживают метаморфозу, процесс трансформации из младенческой формы в юношескую, а затем во взрослую. По мере того, как голометаболические насекомые проходят четыре стадии жизни — от яйца до личинки, от куколки до взрослой особи — они испытывают обширный нейрогенез, обрезку и гибель клеток в своем мозгу. Несмотря на эти радикальные изменения в их центральной нервной системе, сохраняются воспоминания о более ранних этапах их существования.

Мозг взрослой бабочки содержит около 1 миллиона нервных клеток. Для сравнения: в человеческом мозге их около 100 миллиардов. Тем не менее, в этом мозгу булавочной бабочки происходит много всего. Группа исследователей из Джорджтаунского университета в Вашингтоне, округ Колумбия, изучала обучение на разновидности моли, называемой табачным рогатым червем ( Manduca sexta) (рисунок 3 ниже).

Рис. 3. Роговая моль табачная ( Manduca sexta ). Фото Kugamazog / Wikimedia

Исследователи подвергли личинок этого вида запаху этилацетата (ЭА) в сочетании с легким поражением электрическим током.Когда им предлагался выбор свежего воздуха или воздуха с запахом EA, взрослые гусеницы, не прошедшие предварительную подготовку в качестве личинок (рис. 4, ниже), не проявляли ни влечения, ни отвращения к запаху EA. Личинки, подвергшиеся воздействию шока, не проявляли ни влечения, ни отвращения к ЭА. Но когда гусеницы были предварительно обработаны как личинки с запахом до шока, 78% из них выбрали свежий воздух вместо EA. Ученые говорят, что это первое убедительное свидетельство того, что обучение и память выживают на более поздних стадиях метаморфоза у этого вида.

Рис. 4. Куколка табачного рогатого червя. Фото Даниэля Швена / Викимедиа

Юкихиса Мацумото из Университета Хоккайдо в Японии аналогичным образом смог продемонстрировать существование длительной аверсивной памяти у гемиметаболического сверчка ( Gryllus bimaculatus ), который сохранил связь между запахом и соленой водой. на срок до 10 недель. Выученные предпочтения изменились, когда им дали обратное обучение через шесть недель после первоначального обучения. Исследователи пришли к выводу, что сверчки способны сохранять обонятельную память практически на всю жизнь и легко переписывать ее в соответствии с опытом.Если бы только люди были такими умными.

Возникает вопрос: если ассоциативное поведение действительно сохраняется, действительно ли оно является результатом сохранения личиночных нейронов в результате метаморфоза? Или же реорганизация нервной системы насекомых во время метаморфоза настолько драматична, что препятствует сохранению хемосенсорной памяти?

Воспоминания обо всех наших переживаниях, хотя и не всегда доступные, сохраняются в нашем воплощенном разуме

Лягушки, претерпевшие метаморфозы, дают ключ к разгадке.Психолог Питер Дж. Хеппер из Королевского университета в Белфасте в Северной Ирландии вводил в яйца лягушек одно из двух веществ: апельсин или цитраль (компонент запаха в цитрусовых) соответственно. После вылупления эти головастики предпочитали питаться пищей, содержащей вещество, которому они подвергались, когда они были еще яйцами. Еще более удивительно то, что после превращения головастиков в лягушек они сохранили приобретенное предпочтение запахов.

Тем временем, работая с личинками древесной лягушки, исследователи из Университета Саскачевана и Университета штата Миссури подготовили их к химическим сигналам от незнакомых хищников.Когда лягушки достигли совершеннолетия, они со страхом реагировали на те же сигналы. Точно так же, когда яйца кольчатых саламандр подвергались воздействию химических сигналов от хищников, вылупившиеся личинки проявляли пониженную активность и более активное поведение в поисках убежища. С другой стороны, личинки, подвергшиеся воздействию нейтральных сигналов, не проявляли такого поведения. Поскольку эмбриональный опыт является хорошим предиктором будущих условий, с которыми столкнется организм, из этого следует, что обучение, связанное с воздействием негативных стимулов во время развития, будет адаптивным.

Наконец, исследования других жуков, плодовых мушек, муравьев и паразитических ос неоднократно и убедительно демонстрировали, что личиночный опыт определяет поведение взрослых особей. По мере того, как они превращаются, животные претерпевают серьезные изменения в форме тела, образе жизни, диете и использовании своих органов чувств. Личинка — это то же животное, что и шумная мясная муха, а гусеница — то же самое, что красочная бабочка? Вы тот же человек, которым были при рождении? Такой же человек, как когда ты был зачат? В чем-то то же самое, но и очень разные.Примечательно, что, несмотря на изменения, которые претерпевает наше тело с возрастом, воспоминания обо всем нашем опыте с момента зачатия, хотя и не всегда доступны, сохраняются в нашем воплощенном разуме.

Могут ли устойчивые воспоминания действительно оставаться нетронутыми у животных, включая людей, которые претерпевают огромную потерю и перестройку своих нейронов мозга? В этом отношении я присоединяюсь к Левину, биологу, который в 2013 году предложил планарий в качестве ключевого нового модельного вида для исследования того, как воспоминания кодируются в биологической ткани и как они выживают.Ответы, когда мы их найдем, могут иметь важное значение для лечения дегенеративных заболеваний мозга, таких как болезнь Альцгеймера, с помощью стволовых клеток. Кажется правдоподобным сделать вывод, что память, помимо того, что хранится в головном мозге, также должна быть закодирована в других клетках и тканях тела. Другими словами, все мы наделены системами соматической и когнитивной памяти, которые взаимно поддерживают друг друга.

В совокупности данные свидетельствуют о том, что аспекты интеллекта и сознания, традиционно приписываемые мозгу, имеют также другой источник.Наши воспоминания, наши вкусы, наши жизненные знания могут быть во многом обязаны воплощенным клеткам и тканям, использующим те же молекулярные механизмы памяти, что и сам мозг. Я прихожу к выводу, что ум изменчив и адаптируем, он воплощен, но не окутан.

Это эссе основано на книге The Embodied Mind by Thomas R Verny, опубликованной 5 октября 2021 года издательством Pegasus Press, Нью-Йорк.

Чтобы узнать больше о памяти и разуме, посетите Psyche , цифровой журнал от Aeon, освещающий условия жизни человека через психологию, философию и искусство.

Постоянство памяти | WIRED

Великая тайна памяти заключается в том, как она сохраняется. Типичный нервный белок существует всего несколько недель, кора головного мозга находится в постоянном состоянии реинкарнации. Как же тогда сохраняются наши воспоминания? Как будто наше воспоминание о прошлом может пережить сам мозг.

Но подождите: тайна становится еще более загадочной. Нейронная память не может быть просто сильной: она также должна быть специфической. Хотя каждый нейрон имеет только одно ядро, он имеет огромное количество дендритных ветвей.Эти веточки расходятся во всех направлениях, соединяясь с другими нейронами в дендритных синапсах (представьте себе два дерева, чьи ветви соприкасаются в густом лесу). Именно на этих крошечных пересечениях и создаются наши воспоминания: не в стволе нейронного дерева, а в его раскидистой кроне.

Это означает, что каждое воспоминание — представленное как измененная связь между ячейками — не может просто продолжаться. Он должен выдерживать невероятно точную работу, чтобы схема соединений оставалась нетронутой, даже когда мозг переделывается, эти белки постоянно перерабатываются.

Парадокс долговременной памяти побудил нейробиологов искать так называемый синаптический маркер, белок, который бы пометил конкретный синапс как долговременную память и, таким образом, позволил бы этому синапсу поддерживать свою усиленную связь в течение многих лет. вовремя. В результате Пруст мог вспомнить свою мадлен, а я могу вспомнить тот восхитительный торт с мороженым «Баскин Роббинс», который подавали на моем восьмом дне рождения.

Новая бумага в Cell дает захватывающее представление о том, как может происходить этот процесс маркировки.Согласно исследованию, проведенному Каусиком Си из Института Стоуэрса в Канзас-Сити, похоже, что одним из важнейших регуляторов долговременной памяти — ингредиентом, который обеспечивает как стойкость, так и специфичность, — является белок, называемый CPEB, или связывающий элемент цитоплазматического полиаденилирования. белок.

В своей последней статье Си и его коллеги показали, что этот нервный белок с неуклюжим названием обладает довольно особым качеством, так как он образует олигомеры или самокопирующиеся кластеры. (По сути, белок может разрезать и вставлять себя снова и снова, как биологическая версия command-V.) Интересно, что эти олигомеры невероятно прочные и устойчивы ко всем обычным лабораторным растворителям. Хотя большинство белков легко распутать, эти повторяющиеся узлы CPEB могут выжить даже в самых суровых условиях. Кроме того, они, кажется, также способны активно поддерживать себя, служа шаблонами для образования новых олигомеров поблизости. Как будто они заразны.

В то время как Си ранее изучал CPEB у морских слизней (Aplysia) и дрожжей, теперь он перешел к плодовым мухам, изучая версию белка CPEB у насекомых, известную как Orb2.Как и его аналог в Aplysia, Orb2 также образует олигомеры в нейронах. Кроме того, выборочно нарушив способность Orb2 копировать себя, ученые смогли показать, что этот процесс копирования (а не концентрация Orb2 в нейронах) является ключом к формированию долговременных воспоминаний. Хотя мухи-мутанты могли сохранять память в течение суток, они были неспособны вспомнить что-либо за пределами этого временного интервала; прошлое не сохранилось.

(PDF) Формирование устойчивой памяти в виде переключателей у отдельных личинок дрозофилы

Карагёзов Д., Миховилович Сканата М., Лесар А., Гершов М.2018. Регистрация нейронной активности у необузданных

животных с помощью трехмерной отслеживающей двухфотонной микроскопии. Cell Reports 25: 1371–1383. DOI: https: // doi.

org / 10.1016 / j.celrep.2018.10.013, PMID: 30380425

Хурана С., Абу Бейкер МБ, Сиддики О. 2009. Обучение избеганию запаха у личинки Drosophila melanogaster.

Journal of Biosciences 34: 621–631. DOI: https://doi.org/10.1007/s12038-009-0080-9,PMID: 19920347

Klein M, Afonso B, Vonner AJ, Hernandez-Nunez L, Berck M, Tabone CJ, Kane EA, Pieribone VA , Nitabach MN,

Cardona A, Zlatic M, Sprecher SG, Gershow M, Garrity PA, Samuel AD.2015. Сенсорные детерминанты динамики поведения

при термотаксисе дрозофилы. PNAS 112: E220 – E229. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.

1416212112, PMID: 25550513

Kwon JY, Dahanukar A, Weiss LA, Carlson JR. 2007. Молекулярные основы рецепции CO2 у дрозофилы. PNAS

104: 3574–3578. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.0700079104,PMID: 17360684

Ларкин А., Карак С., Прия Р., Дас А., Айюб С., Ито К., Родригес В., Рамасвами М. 2010. Центральная синаптика

.

механизмов лежат в основе краткосрочного обонятельного привыкания у личинок дрозофилы.Обучение и память 17: 645–653.

DOI: https://doi.org/10.1101/lm.1839010,PMID: 21106688

Лесар А. 2021. Тренинговая камера. Программное наследие. swh: 1: rev: e2a7ccc4e8d845e6cac59d3b2f344cca826c4727.

https://archive.softwareheritage.org/swh:1:dir:b07e905a53e3bd66a5ddd04b1f7156cdc25efd5e;origin=https://

github.com/GershowLab/TrainingChamber:25c8cd4c8cd4e6c8c8c8b6e6c8c8b6e8c8cd6e6dddddddddddddddddddddddddddddddd6

anchor = swh: 1: rev: e2a7ccc4e8d845e6cac59d3b2f344cca826c4727

Li HH, Kroll JR, Lennox SM, Ogundeyi O, Jeter J, Depasquale G, Truman JW.2014. Ресурс драйверов GAL4 для

исследований развития и поведения личинок ЦНС дрозофилы. Cell Reports 8: 897–908. DOI: https: //

doi.org/10.1016/j.celrep.2014.06.065,PMID: 25088417

Luo L, Gershow M, Rosenzweig M, Kang K, Fang-Yen C, Garrity PA, Samuel AD. 2010. Принятие навигационного решения

в термотаксисе дрозофилы. Журнал неврологии 30: 4261–4272. DOI: https://doi.org/10.1523/

JNEUROSCI.4090-09.2010, PMID: 20335462

Лютова Р., Селчо М., Пфеффер М., Зегебарт Д., Хабенштейн Дж., Рохведдер А., Францманн Ф., Вегенер С., Тум

AS, Паулс Д.2019. Передача сигналов вознаграждения в повторяющейся цепи дофаминергических нейронов и пептидергических клеток Kenyon

. Nature Communications 10: 3097. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-019-11092-1,PMID: 31308381

Mancini N, Hranova S, Weber J, Weiglein A, Schleyer M, Weber D, Thum AS, Gerber B. 2019 Обратное обучение

у личинок дрозофилы. Обучение и память 26: 424–435. DOI: https://doi.org/10.1101/lm.049510.119,

PMID: 31615854

Маргулис К., Талли Т., Дубнау Дж.2005. Деконструкция памяти у дрозофил. Текущая биология 15: R700 – R713.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2005.08.024,PMID: 16139203

Neuser K, Husse J, Stock P, Gerber B. 2005. Аппетивное обонятельное обучение у личинок дрозофилы: эффекты

повторение, сила награды, возраст, пол, тип анализа и объем памяти. Поведение животных 69: 891–898.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.anbehav.2004.06.013

Owald D, Felsenberg J, Talbot CB, Das G, Perisse E, Huetteroth W., Waddell S.2015. Активность определенных

выходных нейронов грибовидных тел лежит в основе усвоенного обонятельного поведения у дрозофилы. Neuron 86: 417–427.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuron.2015.03.025,PMID: 25864636

Owald D, Waddell S. 2015. Обонятельное обучение искажает пути выхода грибовидного тела, чтобы управлять поведенческим выбором

у Drosophila .Current Opinion in Neurobiology 35: 178–184. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conb.2015.10.002,

PMID: 26496148

Павлов И.П.1927. Условные рефлексы: исследование физиологической активности коры головного мозга.

Оксфорд, Англия: Издательство Оксфордского университета.

Perazzona B, Isabel G, Preat T, Davis RL. 2004. Роль белка, связывающего элемент ответа цАМФ, в долговременной памяти дрозофилы

. Журнал неврологии 24: 8823–8828. DOI: https://doi.org/10.1523/

JNEUROSCI.4542-03.2004, PMID: 15470148

Perisse E, Yin Y, Lin AC, Lin S, Huetteroth W, Waddell S. 2013.Различные популяции клеток кениона управляют изучением

приближения и избегания у Drosophila.Neuron 79: 945–956. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuron.2013.07.

045, PMID: 24012007

Куинн В.Г., Харрис В.А., Бензер С. 1974. Обусловленное поведение у Drosophila melanogaster.PNAS 71: 708–712.

DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.71.3.708,PMID: 4207071

Quinn WG, Dudai Y. 1976. Фазы памяти у дрозофилы. Природа 262: 576–577. DOI: https://doi.org/10.1038/

262576a0, PMID: 822344

Ren Q, Li H, Wu Y, Ren J, Guo A.2012. ГАМКергическая тормозная нейронная цепь регулирует обучение инверсии зрения у

дрозофил. Журнал неврологии 32: 11524–11538. DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0827-12.

2012, PMID: 22915099

Roediger HL, Arnold KM. 2012. Споры об обучении за одну попытку и его последствия: вспоминая Рок (1957).

Американский журнал психологии 125: 127–143. DOI: https://doi.org/10.5406/amerjpsyc.125.2.0127,

PMID: 22774677

Rohwedder A, Wenz NL, Stehle B, Huser A, Yamagata N, Zlatic M, Truman JW, Tanimoto H, Saumweber Т,

Гербер Б., Тум А.С.2016. Четыре индивидуально идентифицированных парных дофаминовых нейрона сигнализируют о награде у личинок

Drosophila. Current Biology 26: 661–669. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2016.01.012,PMID: 26877086

Saumweber T, Rohwedder A, Schleyer M, Eichler K, Chen YC, Aso Y, Cardona A, Eschbach C, Kobler O, Voigt A,

Durairaja A, Mancini N, Zlatic M, Truman JW, Thum AS, Gerber B. 2018. Функциональная архитектура вознаграждения

обучение во внешних нейронах грибовидного тела личинок дрозофилы.Nature Communications 9: 1104.

DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-018-03130-1,PMID: 29549237

Lesar et al. Электронная жизнь 2021; 10: e70317. DOI: https://doi.org/10.7554/eLife.70317 29 из 30

Исследовательская статья Neuroscience

Типы, тесты, диагностика, симптомы и причины

Обзор

Что такое амнезия (амнезиальный синдром)?

Амнезия — это драматическая форма потери памяти. Если у вас амнезия, возможно, вы не сможете вспомнить прошлую информацию (ретроградная амнезия) и / или удержать новую информацию (антероградная амнезия).Амнезия на греческом языке означает «забывчивость». Однако амнезия намного сложнее и серьезнее, чем повседневная забывчивость. Забыть то, что ваш супруг просил вас забрать в продуктовом магазине, — это «нормально». Забывание о том, что вы женаты, может быть признаком амнезии.

Амнезию часто изображают в фильмах и телешоу. В какой мыльной опере не было сюжета? Вымышленные персонажи с амнезией часто полностью теряют свою личность. Они даже не могут вспомнить своих имен.К счастью, в реальной жизни амнезия обычно не такая серьезная.

Как работает память?

Память — это способность удерживать (сохранять) и вспоминать информацию из прошлого. Есть три этапа памяти: кодирование, хранение и извлечение.

• Кодировка: Мозг получает новую информацию и создает серию соединений для представления этой информации. Эти связи могут ссылаться на другую информацию, уже хранящуюся в вашей памяти. Для многих типов информации вы должны уделять внимание точному кодированию информации.
• Хранение: Эти ранее сформированные связи сохраняются в вашем мозгу, даже если вы не используете их.
• Извлечение: Мозг воссоздает или активирует связи, которые представляют ранее закодированную информацию, и вы можете вспомнить или распознать эту информацию из прошлого.

Это простое описание того, как работает память. Имейте в виду, что эти этапы и процессы внутри них несовершенны. Сама память несовершенна.Свидетель ограбления мог вспомнить синюю рубашку, когда грабитель был одет в зеленую. Такая забывчивость — это просто забывчивость — не обязательно признак амнезии.

Есть несколько типов памяти. Вот два наиболее важных для понимания амнезии:

1. Декларативно / Ясно: Знание фактов и событий повседневной жизни. Амнезия может стереть эти воспоминания.
2. Недекларативное / неявное: Бессознательное знание.Амнезия не сотрет эти «укоренившиеся» воспоминания. Если у вас амнезия, вы все равно должны помнить, как ходить или ездить на велосипеде.

Области мозга, связанные с памятью, различаются в зависимости от типа памяти, которую вы формируете, и от того, как долго она может храниться.

• Кратковременная память: Кратковременная память сохраняется до тех пор, пока вы храните информацию «в уме» — обычно от пяти до 30 секунд. За это время вы можете манипулировать в среднем семью фрагментами информации, например семью буквами, семью словами или семью цифрами.Для этого типа памяти важны лобная и теменная доли.
• Долговременная память: Долговременная память длится от минуты до целой жизни. Теоретически у вашей долговременной памяти нет предела. Однако есть предел вашей способности вспомнить эту информацию. Гиппокамп и окружающие височные доли мозга являются важными областями для длительного хранения и поиска информации. Однако долговременная память затрагивает многие области мозга, и повреждение многих различных частей мозга может вызвать амнезию.

Насколько распространена амнезия? Кто это понимает?

Амнезия может возникать при многих распространенных неврологических расстройствах, таких как болезнь Альцгеймера и другие формы деменции, инсульта и черепно-мозговой травмы, а также при других системных заболеваниях, поражающих мозг.

Существуют ли разные типы амнезии?

Есть много разных названий для синдромов амнезии и амнезии. Вот несколько общих терминов, с которыми вы можете встретиться:

• Ретроградная амнезия: Описывает амнезию, при которой вы не можете вспомнить воспоминания, которые сформировались до события, вызвавшего амнезию.Обычно это влияет на недавно сохраненные прошлые воспоминания, а не на воспоминания много лет назад.
• Антероградная амнезия: Описывает амнезию, при которой вы не можете сформировать новые воспоминания после события, вызвавшего амнезию. Антероградная амнезия встречается гораздо чаще, чем ретроградная.
• Посттравматическая амнезия: Это амнезия, которая возникает сразу после серьезной травмы головы. Это может быть ретроградная амнезия, антероградная амнезия или и то, и другое.
• Транзиторная глобальная амнезия : Временный синдром, при котором вы испытываете как ретроградную, так и антероградную амнезию.Потеря памяти происходит внезапно и длится всего до 24 часов.
• Инфантильная амнезия: Этот термин используется для описания того факта, что люди не могут вспомнить события раннего детства. Мало у кого есть воспоминания до трех-пяти лет, потому что области мозга, поддерживающие память, все еще развиваются.
• Диссоциативная амнезия / Психогенная амнезия: Психическое расстройство, при котором вы испытываете амнезию после серьезной травмы. Вы удаляете из своей памяти как личную информацию, так и травматический инцидент.

Реальна ли амнезия?

Да, но редко, как его изображают в фильмах и телешоу. Типичные пациенты не теряют полностью свою личность.

Симптомы и причины

Что вызывает амнезию?

Причины амнезии делятся на две категории: неврологические и функциональные. Вот некоторые из наиболее частых причин.

Неврологическая амнезия.

Травмы головного мозга:

• Травма в результате автомобильной аварии, занятия спортом, падение с лестницы, проникающий предмет (т.э., пуля) и др.

Болезни головного мозга:

• Болезнь Альцгеймера и другие деменции.
• Инсульт.
• Захват.
• Опухоль головного мозга.

Инфекции головного мозга:

• Энцефалит.
• Болезнь Лайма.
• Сифилис.
• ВИЧ / СПИД.

Другое:

• Аноксия (недостаток кислорода).
• Остановка сердца.
• Проблемы с щитовидной железой.
• Хронический алкоголизм.
• Дефицит витамина B1 (тиамин) или B12 (цианокобаламин).
• Радиация.

Высокий уровень кортикостероидов.

Функциональная / психогенная / диссоциативная амнезия.

Функциональная амнезия, психическое расстройство, встречается реже, чем неврологическая амнезия. Это не связано с какой-либо известной травмой или заболеванием мозга, а, скорее, возникает из-за эмоциональной травмы. Обычно это ретроградная амнезия (неспособность вспомнить прошлую информацию).Иногда оно бывает настолько серьезным, что человек может забыть о своей личности.

Стирает ли амнезия личность человека?

Только в очень редких, очень тяжелых случаях функциональной амнезии.

Как долго длится амнезия? Амнезия постоянна?

Амнезия может быть:

• Временное, например, после травмы головы по мере заживления мозга.
• Постоянный и неизменный, например, после серьезного заболевания, такого как энцефалит или инсульт.
• Прогрессирующее или медленно ухудшающееся состояние, например, из-за прогрессирующего заболевания, такого как слабоумие.

Амнезия и болезнь Альцгеймера / деменция — это одно и то же?

Они не такие. Амнезия — это симптом, а деменция — болезнь. Думайте об этом как о взаимосвязи между лихорадкой (симптомом) и гриппом (болезнью). Болезнь Альцгеймера — это один из видов деменции.

Легкое когнитивное нарушение (MCI) — это то же самое, что и амнезия?

Нет, MCI — это не амнезия. MCI — это диагноз, который означает небольшое снижение памяти или других мыслительных навыков, которые не мешают повседневной жизни.Примерно от 15% до 20% взрослых в возрасте 65 лет и старше имеют MCI.

Теряют ли пациенты с амнезией свои моторные навыки?

Моторные навыки не декларативны. Люди с амнезией не теряют приобретенные двигательные навыки — навыки, требующие скоординированного движения мышц. «Как езда на велосипеде» — это старая поговорка, означающая, что выученная деятельность — «вторая натура» — ее легко запомнить и повторить. Фактически, исследования неврологов доказали, что люди с амнезией осваивают двигательные навыки с той же скоростью, что и здоровые люди.

Меняет ли амнезия личность пациента?

Нет. Изменение личности может произойти, когда области мозга, которые контролируют личность и поведение, также повреждены.

У людей с амнезией меньше внимания?

Нет. Они забывчивы, но это не значит, что они не обращают внимания в той степени, в какой они обращали внимание до события, вызвавшего амнезию.

Распространена ли амнезия, когда человек употребляет алкоголь?

Алкоголь может помешать мозгу развить новые воспоминания.С алкоголиками могут случиться два типа событий памяти: потеря сознания и амнезия.

Лица, злоупотребляющие алкоголем, которые плохо питаются, подвержены риску развития синдрома Вернике-Корсакова. Синдром Вернике-Корсакова (алкогольная амнезия) поражает от 1% до 3% населения, чаще всего людей в возрасте от 30 до 70 лет. Исследователи пришли к выводу, что алкоголь не позволяет организму перерабатывать питательное вещество B1, жизненно важный для памяти витамин. Повреждение мозга алкогольной амнезией необратимо в 80% случаев.Этот вызванный алкоголем синдром включает тяжелую антероградную амнезию или способность формировать новые воспоминания. Пациенты также могут конфабулировать или «придумывать» весьма необычные воспоминания.

Диагностика и тесты

Как диагностируется амнезия?

Ваш лечащий врач может оценить вашу память, разговаривая с вами и наблюдая, насколько хорошо вы кодируете информацию, которую они вам дают, или насколько хорошо вы можете вспомнить прошлую информацию. Они могут посоветоваться с людьми, которые вас знают, чтобы узнать, как ваша память работает в повседневной жизни.Они также могут направить вас на формальное тестирование памяти, называемое нейропсихологическим обследованием.

Чтобы определить причину амнезии, ваш врач может назначить анализы крови для проверки уровня витамина B1, уровня B12 и гормонов щитовидной железы. Они могут заказать визуализационные исследования, такие как МРТ (магнитно-резонансная томография) или компьютерная томография (КТ), чтобы найти признаки повреждения головного мозга, такие как опухоли головного мозга или инсульт. Для проверки судорожной активности может быть назначена ЭЭГ (электроэнцефалограмма). Может быть назначена спинномозговая пункция, чтобы проверить наличие инфекций головного мозга как причины потери памяти.

Ведение и лечение

Как лечится амнезия?

Не существует таблеток, способных вылечить амнезию. Однако в некоторых случаях амнезия может улучшиться по мере заживления мозга. Когда потеря памяти постоянна, есть навыки, которые можно компенсировать.

Когнитивная реабилитация включает обучение новым навыкам пациентов с антероградной амнезией. Сюда могут входить организационные стратегии (например, ежедневная белая доска, на которой можно легко найти дату, встречи или другую важную информацию) или компенсационные технологии (т.например, будильники и напоминания сотового телефона для повседневных задач, например, приема лекарств). Успех бывает разным. Эрготерапевты часто проводят когнитивную реабилитацию. Эрготерапевты также помогают вашей семье и друзьям справляться со своей ролью опекунов.

Какие лекарства лечат амнезию?

Медикаментозного лечения амнезии пока нет. Некоторые исследователи экспериментируют с лекарствами, которые обычно назначают пациентам с болезнью Альцгеймера, но FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США) еще не одобрило эти лекарства от амнезии.

Профилактика

Как снизить риск амнезии?

Вы можете снизить риск появления симптомов, снизив риск связанных с ним заболеваний. Всегда надевайте защитное снаряжение, такое как ремень безопасности, когда вы находитесь в автомобиле, шлем, когда вы едете на велосипеде или занимаетесь спортом, и прочную обувь, чтобы не упасть, и т. Д. Исследования показывают, что вы можете снизить риск развития таких заболеваний, как Болезнь Альцгеймера с выбором образа жизни:

• Тренировка.Могут быть полезны сердечно-сосудистые упражнения и силовые тренировки.
• Соблюдение здоровой и сбалансированной диеты. Настоятельно рекомендуется средиземноморская диета.
• Сохранение умственной активности. Возьмите класс и разгадывайте кроссворды.
• Высыпаюсь. Лечите бессонницу и апноэ во сне.
• Отказ от курения. Есть данные, свидетельствующие о том, что курение увеличивает риск снижения когнитивных функций.
• Оставаться на связи с близкими. Ваше социальное благополучие важно так же, как и ваше физическое благополучие.
• Управление стрессом. Получите лечение, если у вас есть симптомы депрессии и беспокойства.
• Защитите свое сердце за счет похудения, снижения артериального давления и управления диабетом.

Перспективы / Прогноз

Чего мне ожидать, если у меня амнезия?

Амнезия может длиться часы, дни, месяцы или даже дольше. Ваш индивидуальный исход лучше всего прогнозирует ваш лечащий врач, который осмотрел вас и определил причину и степень тяжести вашей амнезии.Людям с амнезией, как правило, приходится полагаться на семью и друзей, чтобы заполнить пробелы в своей памяти и функционировать в повседневной жизни.

Когда мне следует обратиться к врачу по поводу потери памяти?

Обратитесь к своему врачу, если у вас есть проблемы с потерей памяти. Потеря памяти может быть признаком серьезного заболевания, такого как болезнь Альцгеймера.

Какие вопросы я должен задать своему врачу?

• Нормальна ли потеря памяти для моего возраста?
• Что вызывает у меня потерю памяти?
• Существуют ли лекарства, которые могут помочь с расстройством, вызвавшим мою потерю?
• Улучшится или ухудшится моя память со временем?
• Как моя семья и друзья могут мне помочь?
• Существуют ли методы лечения или когнитивная реабилитация, которые подходят для моей потери памяти?
• Можете ли вы порекомендовать ресурсы психического здоровья, такие как психиатр и терапевт (при необходимости)?

Развитие устойчивой памяти для контекстного и слухового страха у мышей

% PDF-1.4 % 133 0 объект > эндобдж 132 0 объект > поток Arbortext Advanced Print Publisher 10.0.1465 / W Unicode2021-10-29T14: 33: 08-07: 002021-09-29T08: 10: 29 + 05: 302021-10-29T14: 33: 08-07: 00application / pdf

Developmental появление устойчивой памяти о контекстуальном и слуховом страхе у мышей

Acrobat Distiller 8.1.0 (Windows) uuid: 8895682d-1dd2-11b2-0a00-ed09275d6100uuid: 88956830-1dd2-11b2-0a00-aa0000000000 конечный поток эндобдж 131 0 объект > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 2 0 obj > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 48 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 49 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 50 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 51 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 52 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 53 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 54 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Type / Page >> эндобдж 135 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Type / Page >> эндобдж 164 0 объект [169 0 R 170 0 R 171 0 R 172 0 R 173 0 R 174 0 R 175 0 R 176 0 R] эндобдж 165 0 объект > поток q 273.5 0 0 75 177,75 681 см / Im0 Do Q BT / T1_0 1 Тс 10 0 0 10 346,02969 582,99982 тм () Tj 0 0 1 рг -10.50699 0 Тд (10.1101 / лм. 053471.121) Tj 0 г -16.89598 0 Тд (Доступ к самой последней версии на сайте doi 🙂 Tj 10.11597 1 тд () Tj / T1_1 1 Тс -1,44499 0 тд (28:) Tj / T1_0 1 Тс -2,78 0 тд (2021,) Чт / T1_2 1 Тс -5.89098 0 Тд (Learn. Mem. \ 240) Tj / T1_0 1 Тс 0 1.00001 TD (\ 240) Tj 0 1 ТД (Рожина Самифанни, Муди Чжао, Арели Крус-Санчес и др.) Tj Т * (\ 240) Tj / T1_1 1 Тс 15 0 0 15 72 632,99997 тм (слуховой страх у мышей) Tj Т * (Развитие устойчивой памяти для контекстных и) Tj ET 72 571 кв.м. 557 571 л 0 0 мес. S BT ET BT / T1_0 1 Тс 11 0 0 11 156.942 525.99994 тм (\ 240) Tj / T1_1 1 Тс -3.50099 1 тд (Материал) Tj -2,77799 1,00001 тд (Дополнение) Tj ET BT / T1_0 1 Тс 10 0 0 10 177 538,99997 тм (\ 240) Tj 31.39989 1 тд () Tj 0 0 1 рг / T1_1 1 Тс -31.39989 0 Td (http://learnmem.cshlp.org/content/suppl/2021/09/29/28.11.414.DC1)Tj ET BT 0 г / T1_0 1 Тс 11 0 0 11 156,942 494,99997 тм (\ 240) Tj / T1_1 1 Тс -5.11299 1 Td (Ссылки) Tj ET BT / T1_0 1 Тс 10 0 0 10 177 486,99994 тм (\ 240) Tj 29.56287 1 тд () Tj 0 0 1 рг / T1_1 1 Тс -29.56287 0 Тд (http: // learnmem.cshlp.org/content/28/11/414.full.html#ref-list-1)Tj 0 г / T1_0 1 Тс 0 1.00001 TD (В этой статье содержится 85 статей, 21 из которых можно получить бесплатно по адресу:) Tj ET BT / T1_0 1 Тс 11 0 0 11 156,942 442,99991 тм (\ 240) Tj / T1_1 1 Тс -3,44598 1 тд (Лицензия) Tj -1,16501 1,00001 тд (Commons) Tj 0,94299 1 тд (Креатив) Tj ET BT / T1_0 1 Тс 10 0 0 10 440,43948 436,99988 тм (.) Tj 0 0 1 рг -20.61896 0 тд (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/)Tj 0 г -5.72499 0 Тд (описано в) Tj 0 1 ТД (Лицензия Creative Commons \ (Attribution-NonCommercial 4.0 Международный \ \), при) Tj 20.89394 1.00001 Td (\). Через 12 месяцев он будет доступен под) Tj 0 0 1 рг -20.89394 0 Тд (http://learnmem.cshlp.org/site/misc/terms.xhtml)Tj 0 г Т * (первые 12 месяцев после даты публикации полного номера \ (см.) Tj Т * (Эта статья распространяется исключительно лабораторией Cold Spring Harbour \ Нажмите для) Tj ET BT / T1_1 1 Тс 11 0 0 11 120,86 185 410,99997 тм (Сервис) Tj -3,16599 1 тд (Оповещение по электронной почте) Tj ET BT / T1_0 1 Тс 10 0 0 10 177 402,99994 тм (\ 240) Tj 19.06496 1 тд () Tj 0 0 1 рг / T1_1 1 Тс -4.892 0 Тд (нажмите здесь.) Tj 0 г / T1_0 1 Тс -14.17296 0 Тд (верхний правый угол статьи или) Tj 0 1.00001 TD (Получайте бесплатные уведомления по электронной почте, когда новые статьи цитируют эту статью — зарегистрируйтесь \ в коробке на) Tj ET 72 390 кв.м. 557 390 л 0 0 мес. S BT ET 72 68 кв.м. 557 68 л 0 0 мес. S BT ET BT / T1_0 1 Тс 10 0 0 10 74 42 тм (\ 251 2021 Samifanni et al .; Опубликовано Cold Spring Harbor Laboratory P \ ress) Tj ET BT / T1_0 1 Тс 8 0 0 8 504.52362 779 тм () Tj 0 0 1 рг -16.44997 0 Тд (Пресса лаборатории Колд-Спринг-Харбор) Tj 0 г -16.28698 0 тд (29 октября 2021 г. — опубликовано) Tj 0 0 1 рг -8.77997 0 Тд (learnmem.cshlp.org) Tj 0 г -8.11399 0 Тд (Скачано с) Tj ET конечный поток эндобдж 168 0 объект > / Filter / FlateDecode / Height 300 / Length 128303 / Name / X / Subtype / Image / Type / XObject / Width 1094 >> stream Hs ݽ; = Xl,%. ItLNt: -vt & 6! Bell ٲ nwt ‘ hs

Влияние неблагоприятных условий воспитания на устойчивые воспоминания у молодых крыс: устранение тормозов детских воспоминаний о страхе

Мы продемонстрировали, что стрессор, применяемый в раннем постнатальном периоде, отделение матери, заставлял крысят лучше удерживать усвоенные знания. страх.В частности, с помощью наших процедур обучения мы воспроизвели предыдущие результаты, демонстрирующие, что крысы P17, не подвергавшиеся стрессу, обычно забывают ассоциацию со страхом в течение 10-дневного периода. ^{15, 28} Кроме того, мы расширили эти результаты, чтобы показать, что стрессированные крысы P17 демонстрируют практически идеальное сохранение ассоциации страха в течение того же 10-дневного периода. Кроме того, мы продемонстрировали, что крысы с РС могут сохранять ассоциацию страха, сформированную на P17, до 30 дней после тренировки (то есть крысы с РС все еще выражали страх, когда они были поздними подростками, в возрасте P47).Важно отметить, что лучшее удержание страха у новорожденных крыс с РС было не только из-за того, что эти животные всегда выражали более высокие уровни замораживания, потому что крысы с РС, которые не усвоили связь между CS и США, демонстрировали низкие уровни страха, реагируя на тест (что есть непарный контроль из эксперимента 2). Кроме того, эти результаты не могут быть объяснены различиями в скорости обучения, потому что крысы MS и SR демонстрировали одинаковые уровни замораживания при тестировании через 24 часа после обучения. Наконец, наши результаты показывают, что раннего воздействия CORT достаточно для воспроизведения этих эффектов, потому что потомство самок, получавших CORT с питьевой водой, также показало лучшее удерживание.Следовательно, может показаться, что разлучение с матерью в раннем возрасте или лечение КОРТ приводит к тому, что детеныши крыс преждевременно демонстрируют удержание страха, как у взрослых.

Было показано, что при обучении в зрелом возрасте слуховые воспоминания о страхе сохраняются в течение 16 месяцев. Например, взрослые крысы, которым вводили 10 пар тонального CS и шокового US, выразили страх перед этим CS 480 дней спустя. ²⁹ В наших исследованиях крысы сохраняли воспоминания о страхе в течение как минимум 30 дней после кондиционирования.Хотя этот период сохранения не такой длительный, как предыдущие демонстрации у взрослых, остается новостью, что детеныши крыс сохраняли воспоминания о страхе в течение этого периода. Важно отметить, что в наших исследованиях воспоминания, сформированные в младенчестве, еще выражались в позднем подростковом периоде развития. С младенчества до подросткового возраста наши крысы примерно в пять раз увеличились в весе и физических размерах. Следовательно, сохранение воспоминаний о страхе в течение периода быстрого роста, вероятно, является более сложной задачей, чем сохранение воспоминаний о страхе в течение одного периода развития, такого как взросление.Кроме того, параметры кондиционирования, использованные в настоящих экспериментах, были более слабыми, чем те, которые использовались в экспериментах по сохранению памяти у взрослых крыс, например, 6 пар CS-US в наших исследованиях против 10 пар CS-US, использованных в исследовании удержания взрослых крыс, ²⁹ , и для непосредственного сравнения функций забывания в разных возрастах необходимо, чтобы начальные уровни условного страха были последовательными.

Тот факт, что воспоминания о страхе у младенцев были более «взрослыми» после разлучения с матерью, согласуется с предыдущими исследованиями, демонстрирующими, что стресс в раннем возрасте ускоряет переходные процессы в развитии в других областях.Например, в нашем предыдущем исследовании мы обнаружили, что та же самая процедура отделения от матери, использованная здесь, привела к раннему переходу между младенческой и взрослой системами вымирания ²¹ и между подростковой и взрослой системами вымирания. ³⁰ В этих экспериментах крысы P17 и P30, у которых был РС в раннем возрасте, после тренировки вымирания проявляли более взрослое поведение, чем их сверстники, не подвергавшиеся стрессу. Эти результаты свидетельствуют о том, что материнское отделение вызвало сдвиг влево в траектории развития систем вымирания, в результате чего более поздние развивающиеся системы раньше приходили в сеть.Другие исследовательские группы также показали ускоренный переход в развитии после стресса. Например, у крыс обычно наблюдается переходный период развития в поведенческой и нервной реакции на запах, ранее сопряженный с шоком; Крысы P6–8 не используют миндалевидное тело в этой обучающей задаче и демонстрируют парадоксальную реакцию подхода на запах, тогда как крысы P10–12 действительно используют миндалевидное тело и избегают запаха. ^{31, 32} Интересно, что после стресса или воздействия КОРТ крысы P6-8 рано проявляют реакцию избегания на парный запах шока и начинают использовать миндалевидное тело в этой обучающей задаче. ^{32, 33} Важно отметить, что стресс также ускоряет переходные процессы в эмоциональном обучении у детей. ³⁴ В этом исследовании было показано, что дети, которые воспитывались в детских домах (одна из форм ранних невзгод), демонстрировали более «взрослый» паттерн активности миндалевидного тела и боязливости по сравнению с нейтральными лицами по сравнению с группой сравнения с низкими невзгодами. подверглись воздействию детей. Исходя из этих результатов, это исследование предполагает, что невзгоды в раннем возрасте могут ускорить развитие лимбической системы (например, миндалины) и префронтальной коры, вызывая преждевременное появление зрелого поведенческого фенотипа.

Тот факт, что воздействие КОРТ на мать имитировало эффект разлучения с матерью, является важным открытием по разным причинам. Во-первых, процедура разлучения с матерью связана с множеством факторов, которые действуют как возможные смешивающие переменные; младенцы отделяются от матери, подвергаются воздействию новой среды, обрабатываются и лишаются калорий в период разлучения. Подвергая плотины воздействию CORT в питьевой воде, многие из этих мешающих факторов устраняются.В эксперименте 3 воздействия гормона стресса CORT было достаточно, чтобы вызвать ранний переход в удержание страха. Хотя мы не изучали материнское поведение у матерей, получавших КОРТ, есть данные, свидетельствующие о том, что изменения в материнском поведении действительно происходят после лечения КОРТ. ³⁵ Следовательно, результаты эксперимента 3 предполагают, что вызванные CORT изменения удержания страха являются результатом воздействия CORT щенка через материнское грудное молоко, измененного материнского поведения в результате воздействия CORT или комбинации этих факторов.Во-вторых, понимание того, что раннее воздействие гормонов стресса вызывает преждевременный сдвиг в развитии в удержании страха, предполагает, что тот же механизм может регулировать другие сдвиги в развитии (например, в обучении угасанию). В самом деле, как упоминалось ранее, уже было показано, что воздействие CORT является важным регулятором перехода в развитии, который происходит у младенцев, узнающих о парных запахах шока. ³³ Принимая во внимание эти прошлые результаты, эти данные предполагают, что CORT может действовать как общий катализатор развития, вызывая преждевременное созревание функций взрослых.Принимая во внимание, что вызванное стрессом созревание систем страха и угасания, по-видимому, увеличивает риск беспокойства у детенышей крыс, ²¹ , то есть за счет усиления удержания страха и рецидива после исчезновения, знание того, как стресс проявляет свои эффекты, имеет значительную клиническую ценность. Например, снижение воздействия гормонов стресса на младенцев, как напрямую, так и через материнское грудное молоко, может снизить вероятность возникновения эмоциональных проблем и может быть достигнуто даже в ситуациях, когда невозможно избежать фактора стресса.

В соответствии с исследованиями, которые документально подтвердили ранние изменения в развитии после воздействия стресса, некоторые исследования показывают, что стресс может ускорить нервное развитие. Например, недавно было показано, что та же самая процедура отделения от матери, используемая здесь, увеличивает экспрессию специфических микроРНК (например, mir132, -124) в медиальной префронтальной коре на P14. ³⁶ Интересно, что те микроРНК, которые, как было обнаружено, активируются после стресса материнского разделения, как известно, регулируют созревание мозга в форме морфогенеза и дифференцировки нейронов. ^{37, 38} Следовательно, возможно, что разлука с матерью и другие формы стресса в раннем возрасте ускоряют развитие нейронов, тем самым позволяя проявлять поведение, зависящее от нейронных цепей, которые обычно развиваются позже. Например, взрослым крысам требуется функциональная предлимбическая префронтальная кора (PL) для выражения воспоминаний о страхе. ^{39, 40} Крысы начинают выражать удержание страха, как у взрослых, примерно при P24 ¹⁵ и, как и взрослые крысы, крысы P24 не могут выражать страх, когда PL инактивирован. ⁴¹ С другой стороны, крысы P17 не нуждаются в PL для выражения страха, и они также не демонстрируют, как у взрослых, сохранение воспоминаний о страхе. ^{15, 41} Однако в наших исследованиях крысы P17 MS продемонстрировали отличное удерживание, характерное для взрослых крыс. Следовательно, можно было ожидать, что крысы с РС, как и взрослые крысы, используют PL при выражении страха; в настоящее время мы изучаем этот вопрос.

Другой механизм-кандидат, который может быть ответственным за воспоминания о страхе, подобные взрослым, наблюдаемые у новорожденных крыс с РС, заключается в том, что стресс может влиять на развитие ГАМКергической системы.Важно отметить, что ГАМКергическая активность повышается в развивающемся мозге крысы ¹⁴ , и эти высокие уровни ингибирования считаются одним из основных факторов, участвующих в инфантильной амнезии. ¹⁵ Другими словами, предполагается, что взрослые крысы имеют более низкий уровень ГАМКергического торможения и, следовательно, менее вероятно, что воспоминания подавляются. Если материнское отделение вызвало более раннее созревание ГАМКергической системы, то эндогенное торможение было бы снижено у крысы P17, что позволило бы лучше удерживать воспоминания о страхе, как у взрослых крыс.Интересно, что отделение от матери увеличивает экспрессию нейротрофического фактора головного мозга в PFC крыс P17 ⁴² , а повышенные уровни нейротрофического фактора головного мозга ускоряют созревание ГАМКергической иннервации в коре головного мозга. ⁴³ Следовательно, возможно, что в этом исследовании разлучение с матерью привело к ускоренному созреванию ГАМКергической системы через механизм, зависящий от нейротрофического фактора мозга, что привело к менее общему торможению и лучшему сохранению воспоминаний.В самом деле, созревание ГАМКергических цепей в базолатеральной миндалине (BLA) коррелирует с переходом в развитии, наблюдаемым при обучении с угасанием. ⁴⁴ В этом исследовании созревание перинейрональных сетей вокруг ГАМКергических ингибирующих интернейронов в BLA сигнализировало о переходе от младенческого фенотипа исчезновения к взрослому фенотипу исчезновения. Особый интерес представляет то, что эти исследователи показали, что детский фенотип исчезновения может быть реактивирован у взрослых крыс, если перинейрональные сети разрушаются в BLA посредством инъекции хрондроитиназы ABC.Было бы очень интересно изучить, будет ли деградация перинейрональных сетей в BLA аналогичным образом влиять на память о страхе у взрослых крыс. То есть, можем ли мы реактивировать высокий уровень забывчивости, характерный для младенчества, с помощью инъекции хрондроитиназы ABC внутри BLA до создания условий страха у взрослых крыс? Это важный вопрос, потому что усиление забывания воспоминаний о страхе у взрослых имеет очевидные клинические преимущества для групп с высоким риском травм.

Хотя в этом исследовании подробно изучались воспоминания о страхе, есть соблазн задуматься о влиянии стресса в раннем возрасте на воспоминания другой валентности, например, на воспоминания о аппетите.В самом деле, если было показано, что разлучение с матерью также способствует сохранению аппетитных воспоминаний, это может иметь последствия для злоупотребления психоактивными веществами. Важно отметить, что злоупотребление психоактивными веществами часто сопровождается тревожными расстройствами, и было показано, что стресс в раннем возрасте повышает уязвимость как для зависимости, так и для тревожных расстройств. ^{20, 45, 46} Учитывая наши настоящие и прошлые выводы, что разлучение с матерью увеличивает как сохранение страха, так и вероятность рецидива после подавления страха, ²¹ вполне возможно, что разлучение с матерью может также повысить уязвимость к зависимости и вероятность рецидив после прекращения приема наркотиков.Хотя влияние разлучения с матерью на аппетит к употреблению наркотиков уже изучалось у взрослых, ⁴⁵ , насколько нам известно, никто не изучал, влияет ли разлучение с матерью на эту форму обучения в младенчестве.

В этом исследовании мы показали, что разлучение с матерью или воздействие КОРТ приводит к раннему переходу от инфантильной амнезии к хорошей задержке, наблюдаемой у взрослых. Учитывая, что инфантильное забывание, вероятно, является преувеличенной формой забывания взрослых, ^{15, 17} дальнейшие исследования, изучающие, как возникает инфантильное забывание и как им можно манипулировать, вероятно, дадут результаты, актуальные для всех возрастных групп.