Hvordan lærer du den menneskelige hjernen?



Hjernen vår lærer fra erfaringer: mot vårt miljø endrer vår oppførsel gjennom modifikasjon av nervesystemet vårt (Carlson, 2010). Selv om vi er langt fra å vite nøyaktig og på alle nivåer hver av de nevrokjemiske og fysiske mekanismene som er involvert i denne prosessen, har de ulike eksperimentelle bevis samlet en ganske omfattende kunnskap om de som er involvert i læringsprosessen ennå mekanismer.

Hjernen endres gjennom hele livet vårt. Nevronene som komponerer det, kan endres som følge av ulike årsaker: utvikling, lidelse av en eller annen type hjerneskade, eksponering for miljøstimulering og fundamentalt som følge av læring (BNA, 2003).

index

  • 1 Grunnleggende egenskaper ved hjernen læring
  • 2 Typer hjernen læring
    • 2.1 - Ikke-assosiativ læring
    • 2.2 - Associativ læring
  • 3 Neurokjemi av hjernen læring
    • 3.1 Empowerment og depresjon
  • 4 Habituation og bevissthet
    • 4.1 Habituation
    • 4.2 Sensibilisering
  • 5 Konsolidering av læring i hjernen
  • 6 Referanser

Grunnleggende egenskaper ved hjernen læring

Læring er en viktig prosess som sammen med minnet er det viktigste at levende vesener må tilpasse seg de gjentatte endringene i miljøet vårt.

Vi bruker begrepet å referere til at erfaringen gir endringer i nervesystemet (SN), noe som kan vare langvarig og innebære en modifikasjon på atferdsnivået (Morgado, 2005).

Opplevelsene endrer seg selv hvordan organismen oppfatter, handler, tenker eller planlegger, gjennom modifikasjon av SN, endring av kretsene som deltar i disse prosessene (Carlson, 2010).

Således, mens kroppen kommuniserer med omgivelsene, den synaptiske forbindelser i hjernen gjennomgå endringer, kan etablere nye forbindelser, forsterkes de som er nyttige i vår atferdsmessige repertoar eller forsvinne andre som ikke er nyttig eller effektivt (BNA, 2003).

Derfor, hvis læringen har å gjøre med endringene som skjer i vårt nervesystem som følge av våre erfaringer, når disse endringene blir konsolidert, kan vi snakke om minner. (Carlson, 2010). Minne er et fenomen som utledes av de endringene som forekommer i SN og gir følelse av kontinuitet i våre liv (Morgado, 2005).

På grunn av flere former for læring og hukommelse systemer, som for tiden antatt å læringsprosessen og dannelse av nye minner avhenger av synaptisk plastisitet, et fenomen der nervecellene endre sin evne til å kommunisere mellom dem (BNA, 2003 ).

Typer hjernen læring

Før beskrivelse av hjernen mekanismer som er involvert i læreprosessen, vil det være nødvendig for å karakterisere de forskjellige former for læring, innen hvilke kan vi skille i det minste to hovedtyper av læring: ikke-assosiativ læring og assosiativ læring.

-Ikke-assosiativ læring

Ikke-associativ læring refererer til forandringen i funksjonell respons som oppstår som respons på presentasjonen av en enkelt stimulus. Ikke-assosiativ læring i sin tur kan være av to typer: habituation eller sensibilisering (Bear et al., 2008).

tilvenning

Den gjentatte presentasjonen av en stimulus gir en nedgang i intensiteten av responsen til den (Bear et al., 2008).

Eksempel: sJeg bodde i et hus med bare en telefon. Når det ringer, løper det for å svare på anropet, men hver gang det gjør, er anropet for en annen person. Da dette skjer gjentatte ganger, vil du slutte å reagere på telefonen og kan til og med slutte å høre den (Bear et al., 2008).

allergi

Presentasjonen av en ny eller intens stimulus gir et respons med økt styrke til alle følgende stimuli.

Eksempel: suponga som går langs en fortau av en gate godt opplyst om natten, og plutselig oppstår en blackout. Eventuelle nye eller underlige stimulanser som vises, som å høre fotspor eller se bilens frontlys, vil endre det. Den sensoriske stimulansen (blackout) ga opphav til en sensibilisering, som intensiverer sitt svar på alle følgende stimuli (Bear et al., 2008).

-Associativ læring

Denne typen læring er basert på etablering av foreninger mellom ulike stimuli eller hendelser. Innenfor assosiativ læring kan vi skille to subtyper: klassisk kondisjonering og instrumentell kondisjonering (Bear et al., 2008).

Klassisk kondisjonering

I denne type læring assosiasjonen mellom en stimulus som utløser en reaksjon ubetingede (ubetinget respons eller ubetinget respons, RNC / RI), ubetingede stimulus eller (ENC / EI), og andre stimuli som normalt forårsaker noen respons vil oppstå, betinget stimulus (EC), og det vil kreve trening.

Den parrede presentasjonen av EC og EI, vil innebære presentasjonen av den lærte responsen (betinget respons, RC) til den trente stimulansen. Konditionering vil bare skje dersom stimuli presenteres samtidig eller hvis EC går foran ENC i et veldig kort tidsintervall (Bear et al., 2008).

Eksempel: a Enc / EC stimulus, når det gjelder hunder, kan være et stykke kjøtt. Ved visualisering av kjøttet vil hundene avgi en salivrespons (RNC / RI). Men hvis en hund presenteres som en stimulus, vil lyden av en klokke ikke gi noe spesielt svar. Hvis vi presenterer begge stimuli samtidig eller først lyden av klokken (EC) og deretter kjøttet, etter en gjentatt trening. Lyden vil være i stand til å provosere responsen av salivasjon uten å presentere kjøttet. Det har vært en sammenheng mellom mat og kjøtt. Lyden (EC) er i stand til å provosere en betinget respons (RC), salivasjon.

Instrumentell kondisjonering

I denne typen læring lærer du å knytte et svar (motorhandling) til et betydelig stimulus (en belønning). For at den instrumentelle kondisjoneringen skal skje, er det nødvendig at stimulansen eller belønningen oppstår etter individets respons.

I tillegg vil motivasjon også være en viktig faktor. På den annen side vil en instrumentell kondisjonering også skje dersom personen, i stedet for en belønning, oppnår en forsvunnelse av en aversiv valensstimulus (Bear et al., 2008).

Eksempel: sJeg introduserer en sulten rotte i en boks med en spak som vil gi mat, når du utforsker boksen rotter vil trykke på spaken (act motor) og observere at mat vises (belønning). Etter å ha utført denne tiltak flere ganger, vil rotta knytte trykket til spaken med å skaffe mat. Derfor vil du trykke på spaken til den er slitt (Bear et al., 2008).

Neurokjemi av hjernen læring

Empowerment og depresjon

Som nevnt tidligere antas det at læring og minne er avhengig av synaptiske plastisitetsprosesser.

Dermed har forskjellige studier vist at læringsprosessene (blant annet de som er beskrevet ovenfor) og minne, fører til endringer i synaptisk tilkobling som endrer styrken og kommunikasjonskapasiteten mellom nevroner.

Disse endringene i tilkobling ville være et resultat av molekylære og cellulære mekanismer som regulerer denne aktiviteten som en konsekvens av excitasjon og nevronal hemming som regulerer strukturell plastisitet.

Således ett av hovedtrekkene ved eksitatoriske synapser og hemmende er den høye graden av variabilitet i morfologi og stabilitet som oppstår som et resultat av sin aktivitet og tid (Caroni et al., 2012).

Forskere som spesialiserer seg på dette området, spesielt bekymret for de endringene som skjer på lang sikt synaptisk styrke som følge av prosessene for langsiktig (LTP) - og langvarige depresjoner (DLP).

  • Langsiktig empowerment: Økt synaptisk styrke som et resultat av stimulering eller gjentatt aktivering av synaptisk forbindelse oppstår. Derfor synes en konsistent respons på nærværet av stimulus, som i tilfelle av allergi.
  • Langsiktig depresjon (DLP): En økning i synaptisk styrke oppstår som følge av fraværet av gjentatt aktivering av den synaptiske forbindelsen. Derfor vil størrelsen på responsen til stimulansen være mindre eller til og med null. Vi kan si at en prosess med habituation oppstår.

Habituation og bevissthet

De første eksperimentelle studiene som er interessert i å identifisere de neuronale forandringene som ligger til grund for læring og minne, brukte enkle former for læring som vanning, sensibilisering eller klassisk kondisjonering..

I dette scenariet, den amerikanske forskeren Eric Kandel fokusert sine studier på gjelle tilbaketrekking refleks av Aplysia californica basert på premisset om at nevrale strukturer er lik mellom disse og høyere systemer.

Disse studiene gitt det første bevis på at hukommelse og læring blir mediert av plastisiteten av synaptiske forbindelser mellom neuroner som er involvert i oppførsel, avsløre at læring fører til stort strukturelle endringer som følger lagringsenhet (Mayford ET al., 2012).

Kandel, som Ramón og Cajal, konkluderer med at synaptiske forbindelser ikke er uforanderlige, og at strukturelle og / eller anatomiske endringer er grunnlaget for minneoppbevaring (Mayford et al., 2012).

I sammenheng med de nevrokemiske læringsmekanismer vil forskjellige hendelser finne sted både for habituation og for sensibilisering.

tilvenning

Som vi tidligere nevnte består habituation i reduksjon av responsens intensitet, konsekvens av den gjentatte presentasjonen av en stimulus. Når en stimulus oppfattes av sensitiv neuron, genereres et spenningspotensial som gir en effektiv respons.

Som stimulans gjentas, avtar eksitatoriske potensialet progressivt inntil til slutt ikke klarer å overskride terskel minimum uttømt er nødvendig for å frembringe et postsynaptisk aksjonspotensial, noe som gjør det mulig muskelkontraksjon.

Årsaken til at dette eksitatoriske potensialet faller skyldes det faktum at når stimuluset kontinuerlig gjentas, produseres en økende produksjon av kaliumioner (K+), som igjen fører til at kalsiumkanalene lukkes (Ca2+), som forhindrer inntak av kalsiumioner. Derfor er denne prosessen produsert av en reduksjon i frigjøringen av glutamat (Mayford et al., 2012).

allergi

Sensibilisering er en mer kompleks form for læring enn habituation, hvor en intens stimulus gir en overdrevet respons på alle følgende stimuli, selv de som tidligere førte til liten eller ingen respons.

Til tross for å være en grunnleggende form for læring, har den ulike stadier, på kort og lang sikt. Mens kortvarig sensibilisering vil medføre raske og dynamiske synaptiske endringer, vil langvarig sensibilisering føre til langvarige og stabile endringer som følge av dype strukturelle forandringer.

I denne forbindelse, i nærvær av sensibilisatoren stimulus (intens eller ny) vil det være en frigjøring av glutamat, når den utløste mengde av den presynaptiske terminalen er for stor, vil det aktivere de postsynaptiske AMPA-reseptorer.

Dette vil tillate oppføring av Na2 + i den postsynaptiske nevroner tillater dens depolarisering og frigjøring av NMDA-reseptorer, som hittil ble blokkert av ioner Mg2 +, begge hendelser tillater en massiv tilstrømning av Ca2 + i den postsynaptiske nevroner.

Hvis sensibilisatoren stimulus presentert kontinuerlig vil føre til en vedvarende økning av Ca2 + inn, noe som aktiverer forskjellige kinaser, som fører til implementering av tidlig ekspresjon av genetiske faktorer og proteinsyntese. Alt dette vil føre til langsiktige strukturendringer.

Derfor er den grunnleggende forskjellen mellom begge prosessene i syntese av proteiner. I den første av dem er kortsiktig bevissthet ikke nødvendig for at den skal skje.

I mellomtiden, på lang sikt sensibilisering er det viktig at proteinsyntesen foregår for holdbare og stabile endringer rettet mot dannelsen og opprettholdelsen av ny læring forekomme.

Konsolidering av læring i hjernen

Læring og minne er resultatet av strukturelle endringer som oppstår som følge av synaptisk plastisitet. For at disse strukturelle endringene skal skje, er det nødvendig å opprettholde prosessen med langsiktig potensiering eller konsolidering av den synaptiske kraften..

Som ved induksjon av langvarig sensibilisering er det nødvendig både syntese av proteiner og uttrykk for genetiske faktorer som vil føre til strukturelle endringer. For disse hendelsene skal forekomme, må en rekke molekylære faktorer finne sted:

  • Den vedvarende økning Ca2 + innføring i terminalen vil aktivere forskjellige kinaser, noe som resulterer i implementering av tidlig ekspresjon av genetiske faktorer og proteinsyntese som vil resultere i induksjon av nye AMPA-reseptorer som skal innføres i membran og vil opprettholde PLP.

Disse molekylære hendelsene vil resultere i endring av størrelse og dendritisk form, å kunne gi økning eller reduksjon i antall dendritiske spines av bestemte soner.

I tillegg til disse lokaliserte endringene har dagens forskning vist at endringer også skjer globalt, siden hjernen fungerer som et enhetlig system.

Derfor er disse strukturelle endringene grunnlaget for læring, i tillegg, når disse forandringene har en tendens til å tåle over tid, vil vi snakke fra minnet.

referanser

  1. (2008). I B. N. forening, & BNA, Nevrovitenskap. Vitenskapen i hjernen. En introduksjon for unge studenter. Liverpool.
  2. Bear, M., Connors, B., & Paradiso, M. (2008). Neurovitenskap: å utforske hjernen. Philadelphia: Lippincott Wiliams & Wilkings.
  3. Caroni, P., Donato, F., & Muller, D. (2012). Strukturell plastisitet ved læring: regulering og fuctions. Natur, 13, 478-490.
  4. Grunnlag for oppførselens fysiologi. (2010). I N. Carlson. Madrid: Pearson.
  5. Mayford, M., Siegelbaum, S.A., & Kandel, E.R. (s.f.). Synapses og Memory Storage.
  6. Morgado, L. (2005). Psykobiologi av læring og minne: grunnleggende og nyere fremskritt. Rev Neurol, 40(5), 258-297.