In previous papers, the authors examined the material elements of memory. This paper is devoted to the methods of coding and transfer information. Encoding mechanisms and spectrum of activity of hydrogen ions, as the dominant feature in the process of encoding information, were studied. In particular, the role of the tunneling effect - as the ability of a hydrogen ion H+ to change their position without loss of energy - was marked. The ability to relay proton transfer in the basic biochemical reactions was noted. The authors identified the main thing - compared with other ions of the material structure of the brain - the small mass of the proton makes it unique among them in this aspect encoding, and transfer information in realization of the mechanism of memory. The basic concept is the informational code memory. Herewith, the actual coding of the information is considered as far from a trivial task, but it is quite solvable (i.e. analyzed in memory model), given the large number of parameters of the electric neural signal. Another aspect is that whatever happened encoding when saving the information in memory should be recoding of parameters of electrical signals parameters of structure and energy of biopolymers or other drives. To retrieve information from memory must be implemented by its decoding images, verbal or other characteristics. The authors note that mechanisms decoding in-memory structure previously known to the authors of the works were not discussed at all. The article considers the basic notion of the spectrum of the activity of hydrogen ions (SАHI). It is SAHI as the general characteristics of the activity of proton, defines all of the “subtle” mechanisms the effectiveness of ion-molecular memory model. It is shown that only the uniqueness of the proton, as biochemical agent, and led him to the isolation of the other ion - as an important element of memory.
informational code, roton, verbal characteristics, spectrum of the activity of the ions, tunnel effect, relay transmission
Введение. В предыдущих статьях, завершено рассмотрение материальных элементов памяти головного мозга человека. Разумеется, для переноса информации из внешней среды на структурные элементы, обеспечивающие память, необходимо кодирование информации. рассмотрим эти вопросы.
Информационный код памяти. При обсуждении вопроса о кодировании поступающей информации в качестве элементов, которые осуществляют такое кодирование, рассматриваются исключительно нейроны (первые передатчики информации) и их объединения, то есть ведется речь о кодировании информации посредством разнообразных характеристик электрических импульсов [1,3,4]. Очевидно, кодирование информации, таким образом, – задача хотя и далеко не тривиальная, но и не очень сложная, учитывая множество параметров электрического сигнала. Наиболее простые из них – амплитуда сигналов и их частота (период), количество импульсов в пачке и, может быть, фаза. Помимо этого, наверняка в качестве кодовых используются другие временных характеристики (паттерны) сигналов, такие как длительность пачек и интервалов между ними и прочее. Кроме того, поскольку нейроны, как кодировщики информационных сигналов рассматриваются в совокупности, то важными характеристиками кода могут оказаться число одновременно возбужденных нейронов и их расположением в нейронном слое.
Другой аспект этой же проблемы заключается в том, что каким бы образом не происходило кодирование, при сохранении информации в памяти должно происходить перекодирование параметров электрических сигналов в параметры структуры и энергии биополимеров или других накопителей. На энергетическую сторону памяти довольно давно обращали (но не обратили) внимание, добавляя, что внутри «мембранной оболочки волокна остается только ионная взрывная дорожка возбуждения, никем еще не разгаданная и не переведенная с ясностью на физико-химический язык» [5].
1. Gerasimov IG, Yashin AA. Ionno-molekulyarnoaya model´ pamyati. Vvedenie. Osnovnye opredeleniya. Vidy pamyati (kratkiy obzor) [Ion-molecular memory model. Basic notions. Types of Memory (Review)]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2013;20(4):165-171. Russian.
2. Gerasimov IG, Yashin AA. Ionno-molekulyarnoaya model´ pamyati. Material´nye nositeli dostavki i khraneniya informatsii [Ion-Molecular Memory Model. Physical Media Delivery and Storage of Informatio]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2013. T. 20. № 4. C. 171-6. Russian.
3. Psikhofiziologiya / Pod red. Yu.A. Aleksandrova. Sankt-Peterburg: Piter; 2007. Russian.
4. Bernshteyn NA. Sovremennye iskaniya v fiziolo-gii nervnogo protsessa. Moscow: Smysl; 2003. Russian.
5. Kobozev NI. Issledovanie v oblasti termodinamiki protsessov informatsii i myshleniya. Moscow: Izd-vo Mosk. un-ta; 1971. Russian.
6. Beyts R. Opredelenie pH. L´vov: Khimiya; 1972. Russian.
7. Pevzner L. Osnovy bioenergetiki. Moscow: Mir; 1977. Russian.
8. Frenkel´ YaI. Printsipy teorii atomnykh yader. Moscow-L´vov: Izd-vo AN SSSR; 1955. Russian.
9. Bell R. Proton v khimii. Moscow: Mir; 1977. Russian.
10. Manoylov VE. Elektrichestvo i chelovek. L´vov: Energiya; 1975. Russian.
11. Vol´kenshteyn MB. Biofizika. Moscow: Nauka; 1988. Russian.
12. Liberman EA. Perenoschiki ionov cherez biologicheskie membrany. Biologicheskie membrany. Moscow: Meditsina; 1973. Russian.
13. Metsler D. Biokhimiya. V 3-kh tt. T. 2. Moscow: Mir; 1980. Russian.
14. Rubin AB. Biofizika. V 2-kh tt. T. 2. M.: Vysshaya shkola; 1987. Russian.
15. Davydov AS. Biologiya i kvantovaya mekhanika. K: Nauk. Dumka; 1979. Russian.
16. Ryazanov AG, Spirin AS. Organizatsiya fermentov na vnutrikletochnykh strukturakh: estafeta u poverkhnosti. Biokhimiya. 1989;54(5):709-15. Russian.
17. Pribram K. Yazyki mozga. Moscow: Progress; 1975. Russian.
18. Lindsey P, Norman D. Pererabotka informatsii u cheloveka. Moscow: Mir; 1974. Russian.
19. Gerasimov IG. Podkhody k otsenke parametrov spektra aktivnosti ionov vodoroda v biologicheskikh zhid-kostyakh. I. Elektrokhimicheskiy metod [Approaches to assessment of activity of hydrogen’s ion’s parameters in biological liquids. I. Electrochemical method]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2006;13(1):136-8. Russian.
20. Gerasimov IG, Chugay AV. Podkhody k otsenke parametrov spektra aktivnosti ionov vodoroda v biologicheskikh zhidkostyakh. II. Indikatornyy metod [Approaches to assessment of activity of hydrogen ion’s parameters in biological liquids. II. Indicator method]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2006;13(3Z):48-9. Russian.
21. Gerasimov IG. Spektr aktivnosti ionov vodoroda i vozmozhnosti bioregulirovaniya [The spectrum of activities of hydrogen ions and the possibilities of bioregulation]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 1999;6(1):143-5. Russian.
22. Gerasimov IG. Spektr aktivnosti ionov vodoroda v aspekte kletochnoy deyatel´nosti [The spectrum of hydrogen ions activity in aspect of cell action]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 1999;6(3-4.):12-5. Russian.
23. Gerasimov IG. Aktivnost´ fermentov v pole ionov vodoroda [An Enzyme Activity in the Field of Hydrogen Ions]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2000;7(2):26-8. Russian.
24. Etkins P. Kvanty. Mosocw: Mir; 1977. Russian.
25. Kaganov MI. Elektrony, fonony, magnony. Moscow: Nauka; 1979. Russian.
26. Blyumenfel´d LA. Problemy biologicheskoy fi-ziki. Moscow: Nauka; 1977. Russian.
27. Rubin AB. Biofizika. V 2-kh tt. T. 1. Moscow: Vysshaya shkola; 1987. Russian.
28. Chang R. Fizicheskaya khimiya s prilozheniyami k biologicheskim sistemam. Moscow: Mir; 1980. Russian.
29. Pak MV, Hammes-Schiffer S. Electron-proton correlation for hydrogen tunneling systems. Phys. Rev. Lett. 2004;92(10):103-10.
30. Ermakov VN, Ponezna EA. Modeling of microwave radiation action on alive systems by nonlinear resonant tunneling. Physics of the alive. 2002;10(1):16-25.
31. Caspary M, Peskin U. Site-directed electronic tunne-ling through a vibrating molecular network. J. Chem. Phys. 2006;125(18):184703.
32. Masgrau L, Roujeinikova A, Johannissen LO, Hothi P, Basran J, Ranaghan KE, Mulholland AJ, Sutcliffe MJ, Scrutton NS, Leys D. Atomic description of an enzyme reaction dominated by proton tunneling. Science. 2006;312(5771):237-41.
33. Camello C, Pariente JA, Salido GM, Camello PJ. Role of proton gradients and vacuola H+-ATPases in the refilling of intracellular calcium stores in exocrine cells. Curr. Biol. 2000;10(3):161-4.
