При обсуждении вопроса о локализации следов памяти следует иметь в виду, что в научении и воспроизведении прошлого события в большинстве случаев принимает участие не один какой-либо воспринимающий канал, например, зрение: чаще всего запоминаемый предмет мы видим, слышим и осязаем. Следует думать, что должны существовать связи между различными местами хранения следов отдельных элементов данного воспоминания. Связи эти, возможно, обеспечивают временную синхронизацию записанных в памяти следов при их воспроизведении. Это хорошо согласуется с результатами экспериментов, которые показывают, что некоторые следы памяти относительно хорошо сохраняются даже при обширных повреждениях мозга.
Интересные данные получены школой академика И. С. Бериташвили в экспериментах на собаках. У животных производилось двустороннее удаление корковых областей слуховых и зрительных зон, связанных с анализом поступающей информации, и последующая выработка пищевых навыков. Опыты подтвердили роль корковых зон в процессах хранения следов памяти только на соответствующий раздражитель. Было показано также, что наиболее важное значение для сохранения в памяти воспринятых пищевых объектов имеют передние отделы коры, точнее, лобные, или префронтальные, отделы коры. Двустороннее удаление их приводит к общим нарушениям образной памяти независимо от характера предъявленного раздражителя. Можно полагать, что височные доли мозга являются общей ассоциативной зоной для зрительного, слухового и вестибулярного восприятия, а также обонятельного и вкусового. Значение височных долей для функции памяти убедительно показал Пенфилд, раздражая их электрическим током.
Все эти данные определенно указывают на существование специфических нейронных схем для записи прошлых событий.
Экспериментальные данные дают, кроме того, некоторые основания считать, что процессы обучения обеспечиваются, по-видимому, и стволовыми структурами мозга. Об этом свидетельствуют опыты Сперри на обезьянах с раздвоенным мозгом, которые должны были при появлении одного зрительного раздражителя тянуть на себя более шероховатый из двух рычагов, а при появлении другого — более гладкий рычаг. Обезьян приучали тянуть за рычаг не той рукой, которой управляет полушарие мозга, получающее зрительную информацию, а другой, контролируемой изолированным от всякой зрительной информации полушарием. Несмотря на полный разрыв прямых связей между полушариями, животные научались выполнять эту задачу, требующую координации различных раздражителей. Следовательно, осязательная и зрительная функции, осуществляемые разными полушариями, координировались каким-то подкорковым отделом, скорее всего на уровне ствола мозга. Поскольку структуры, несущие координирующую функцию, должны иметь тесные связи с каждой из специфических областей, участвующих в обучении, можно думать о ведущей роли в этом процессе ретикулярной формации верхних отделов ствола мозга.
Имеются также данные, которые позволяют считать, что следы менее сложных навыков локализуются, вероятнее всего, в стволе мозга, так как после удаления коры мозга (декортикации) у животных остается способность к выработке и сохранению следов. Известный латиноамериканский нейрофизиолог Э. Пеон установил, что кошка после удаления коры мозга может научиться поднимать лапу, чтобы избежать электрического удара после предупредительного звукового сигнала.
По-видимому, способность памяти фиксировать следы присуща вообще всем нейронам центральной нервной системы. Об этом свидетельствуют известные опыты американского исследователя Т. Чемберлена с обучением животных после отделения у них головного мозга (так называемым «спинальным» обучением). Исследователь показал, что удаление половины мозжечка вызывает возникновение четкой асимметрии позы задних конечностей. Важно, что существование вызванной таким путем асимметрии позы в течение определенного времени (от получаса до часа) сопровождалось стойким сохранением ее и после отделения спинного мозга от головного. Это значит, что в нейронах спинного мозга происходит фиксация каких-то функциональных сдвигов.
Спустя 5 лет аналогичные опыты произвели Л. П. Латаш и Л. И. Тихомирова, которые также выявили у оперированных животных четкую асимметрию спинальных рефлексов. Если асимметрия, как и в предыдущих опытах, существовала определенное время (свыше 20―30 минут), то последующая перерезка спинного мозга на границе грудного и поясничного отделов не приводила к ее исчезновению. Если же перерезку производили раньше, то она устраняла возникшую асимметрию ответов. Таким путем еще раз было показано, что нейроны спинного мозга способны фиксировать некоторые функциональные изменения и что для закрепления изменений на длительный срок необходим определенный интервал времени.
Мы изложили основные экспериментальные факты, касающиеся вопроса о том, где, в каких структурах мозга хранятся следы памяти. Далее встает вопрос о возможной локализации стойких изменений, лежащих в основе следа памяти, уже на клеточном уровне.