Hogyan tanulja meg az emberi agyat?



Agyunk tanul a tapasztalatokból: a környezetünk felé fordulva megváltoztatjuk viselkedésünket az idegrendszerünk módosításával (Carlson, 2010). Bár még mindig messze vagyunk attól, hogy pontosan és minden szinten ismerjük az ebben a folyamatban részt vevő összes neurokémiai és fizikai mechanizmust, a különböző kísérleti bizonyítékok meglehetősen széles körű ismereteket gyűjtöttek a tanulási folyamatban részt vevő mechanizmusokról..

Az agy egész életünkben változik. Az összetevő neuronok különböző okok miatt módosíthatók: fejlődés, bizonyos agykárosodás szenvedése, környezeti ingerlés és alapvetően a tanulás következménye (BNA, 2003)..

index

  • 1 Az agyi tanulás alapvető jellemzői
  • 2 Az agyi tanulás típusai
    • 2.1 - Nem asszociatív tanulás
    • 2.2 - Asszociatív tanulás
  • 3 Az agyi tanulás neurokémia
    • 3.1 Felhatalmazás és depresszió
  • 4 Habituáció és tudatosság
    • 4.1 Habituáció
    • 4.2 Szenzibilizáció
  • 5 A tanulás megszilárdítása az agyban
  • 6 Referenciák

Az agyi tanulás alapvető jellemzői

A tanulás olyan lényeges folyamat, amely a memóriával együtt a fő azt jelenti, hogy az élő lényeknek alkalmazkodniuk kell a környezetünkben bekövetkező ismétlődő változásokhoz..

A „tanulás” kifejezést arra utaljuk, hogy a tapasztalat idegrendszerünkben (SN) változásokat idéz elő, amelyek hosszú távúak lehetnek, és magatartási szinten módosíthatók (Morgado, 2005).

A tapasztalatok maguk is megváltoztatják a szervezetünk észlelését, cselekedeteit, gondolatait vagy terveit az SN módosításával, megváltoztatva az ezekben a folyamatokban részt vevő áramköröket (Carlson, 2010).

Ily módon ugyanakkor, hogy szervezetünk kölcsönhatásba lép a környezettel, az agyunk szinaptikus kapcsolatai változáson mennek keresztül, új kapcsolatok jönnek létre, megerősödnek a viselkedési repertoárunkban hasznosak, vagy mások, amelyek nem hasznosak vagy hatékonyak lesznek (BNA, 2003).

Ezért, ha a tanulás az idegrendszerünkben tapasztalataink következtében bekövetkező változásokkal jár, amikor ezek a változások konszolidálódnak, emlékekről beszélhetünk. (Carlson, 2010). A memória egy olyan jelenség, amely az SN-ben bekövetkezett változásokból következik, és életünk folytonosságát érzékeli (Morgado, 2005).

A tanulási és memóriarendszerek többféle formája miatt jelenleg úgy gondolják, hogy a tanulási folyamat és az új emlékek kialakulása a szinaptikus plaszticitástól függ, ami a neuronok egymással való kommunikációs képességét megváltoztatja (BNA, 2003). ).

Az agyi tanulás típusai

A tanulási folyamatban részt vevő agyi mechanizmusok leírása előtt meg kell majd jellemezni a tanulás különböző formáit, amelyeken belül a tanulás legalább két alapvető típusát különböztethetjük meg: nem asszociatív tanulás és asszociatív tanulás.

-Nem asszociatív tanulás

A nem asszociatív tanulás a funkcionális válasz változására utal, amely az egyetlen inger bemutatására adott válasz. A nem asszociatív tanulás viszont kétféle lehet: habituáció vagy szenzitizáció (Bear et al., 2008).

A szoktatás

Az inger ismételt bemutatása csökkenti az erre adott válasz intenzitását (Bear et al., 2008).

Példa: sEgy házban éltem csak egy telefonnal. Amikor csörög, akkor a hívás fogadására szolgál, de minden alkalommal, amikor ez történik, a hívás egy másik személynek szól. Mivel ez többször megtörténik, abbahagyja a reagálást a telefonra, és akár le is hallgathatja (Bear et al., 2008).

érzékenyítés

Egy új vagy intenzív inger bemutatása a következő ingerekre nagyobb mértékű választ ad.

Példa: suponga, aki egy utcai járdán sétál, éjszaka jól megvilágítva, és hirtelen bekövetkezik egy áramszünet. Bármilyen új vagy furcsa inger, mint például a hallókészülék vagy egy autó közeledő fényszórója, megváltoztatja azt. A szenzoros inger (blackout) szenzitizációt váltott ki, amely fokozza az összes következő ingerre adott válaszát (Bear et al., 2008).

-Asszociatív tanulás

Ez a fajta tanulás a különböző ingerek vagy események közötti kapcsolatok kialakításán alapul. Az asszociatív tanuláson belül két altípust tudunk megkülönböztetni: klasszikus kondicionálás és instrumentális kondicionálás (Bear et al., 2008).

Klasszikus kondicionálás

Az ilyen típusú tanulásban a válasz (provokálatlan válasz vagy feltétel nélküli válasz, RNC / RI), feltétel nélküli vagy feltétel nélküli inger (ENC / EI) és egy másik olyan inger, amely általában nem provokálja a választ, a kapcsolat létrejön. kondicionált inger (EC), és ez képzést igényel.

Az EK és az EI párosított bemutatása magában foglalja a tanult válasz (feltételes válasz, RC) bemutatását a képzett ingerre. A kondicionálás csak akkor következik be, ha az ingerek egyidejűleg kerülnek bemutatásra, vagy ha az EK nagyon rövid időközönként megelőzi az ENC-t (Bear et al., 2008).

Példa: a A kutyák esetében az ENC / EC inger lehet egy darab hús. A hús vizualizálása után a kutyák nyálkás reakciót bocsátanak ki (RNC / RI). Azonban, ha egy kutyát stimulusként mutattak be, a harang hangja nem mutat semmilyen választ. Ha mindkét ingert egyszerre vagy először a harang (EC), majd a hús hangját mutatjuk be ismételt edzés után. A hang képes lesz a nyálkahártya válaszának kiváltására a hús bemutatása nélkül. Volt összefüggés az élelmiszer és a hús között. A hang (EC) képes provokálni egy kondicionált választ (RC), a nyálkásodást.

Instrumentális kondicionálás

Az ilyen típusú tanulás során megtanulja, hogy egy válasz (motoros cselekvés) egy jelentős ingerre (jutalomra) hozza összefüggésbe. Ahhoz, hogy az instrumentális kondicionálás bekövetkezzen, szükséges, hogy az inger vagy jutalom az egyén válasza után következzen be.

Ezenkívül a motiváció is fontos tényező lesz. Másrészről egy instrumentális kondicionálás is előfordul, ha a jutalom helyett az egyén egy averzív valencia-inger eltűnését éri el (Bear et al., 2008)..

Példa: segy éhes patkányt vezetek be egy olyan kartonba, amely egy táplálékot biztosító karral van ellátva, amikor a doboz feltárásakor a patkány megnyomja a kart (cselekvésmotor), és megfigyeli, hogy az étel megjelenik (jutalom). Miután ezt a műveletet többször elvégeztük, a patkány az ételnyomással kapcsolja össze a kar nyomását. Ezért addig nyomja a kart, amíg meg nem telik (Bear et al., 2008).

Az agyi tanulás neurokémia

Felhatalmazás és depresszió

Mint korábban említettük, úgy gondoljuk, hogy a tanulás és a memória a szinaptikus plaszticitás folyamatától függ.

Így a különböző tanulmányok kimutatták, hogy a tanulási folyamatok (többek között a fent leírtak) és a memória, a szinaptikus kapcsolat változásához vezetnek, ami megváltoztatja a neuronok közötti erősséget és kommunikációs kapacitást.

Ezek a változások a molekuláris és celluláris mechanizmusok eredményeként jönnek létre, amelyek szabályozzák ezt a aktivitást a gerjesztés és a neuronális gátlás következtében, amely szabályozza a szerkezeti plaszticitást..

A gerjesztő és gátló szinapszisok egyik fő jellemzője tehát a morfológiájuk és stabilitásuk nagyfokú változékonysága, amely az aktivitásuk és az idő múlásával következik be (Caroni et al., 2012).

Az erre a területre szakosodott tudósok kifejezetten érdekeltek a szinaptikus erő hosszú távú változásaiban, a hosszú távú felhatalmazás (PLP) és a hosszú távú depresszió (DLP) következtében..

  • Hosszú távú felhatalmazás: a szinaptikus erő növekedése a szinaptikus kapcsolat stimulálása vagy ismételt aktiválása következtében következik be. Ezért az inger jelenlétében következetes válasz jelenik meg, mint az érzékenyítés esetén.
  • Hosszú távú depresszió (DLP): a szinaptikus erő növekedése a szinaptikus kapcsolat ismételt aktiválásának hiánya miatt következik be. Ezért az ingerre adott válasz nagysága kevésbé vagy akár nulla lesz. Azt mondhatnánk, hogy egy szokásos folyamat folyik.

Habituáció és tudatosság

Az első kísérleti tanulmányok, amelyek a tanulás és a memória alapjául szolgáló neuronális változások azonosítására törekedtek, egyszerű tanulási formákat alkalmaztak, mint például a szokás, a szenzitizáció vagy a klasszikus kondicionálás..

Ebben a panorámában Eric Kandel amerikai tudós az Aplysia Califórnica ági visszahúzódásának reflexére összpontosított, azzal a feltevéssel, hogy a neuronális struktúrák analógok a fenti és a magasabb rendszerek között..

Ezek a tanulmányok korai bizonyítékot szolgáltattak arra vonatkozóan, hogy a memória és a tanulás a viselkedésben részt vevő neuronok közötti szinaptikus kapcsolatok plaszticitása által közvetített, feltárva, hogy a tanulás mélyreható strukturális változásokhoz vezet a memória tárolásához (Mayford et al. al., 2012).

Kandel, mint Ramón y Cajal, arra a következtetésre jut, hogy a szinaptikus kapcsolatok nem változtathatók, és hogy a szerkezeti és / vagy anatómiai változások a memória tárolásának alapját képezik (Mayford et al., 2012).

A tanulás neurokémiai mechanizmusainak összefüggésében különböző események zajlanak mind a szokás, mind a szenzitizáció tekintetében.

A szoktatás

Ahogy korábban említettük, a szokásképzés a válasz intenzitásának csökkenésével, az inger ismételt bemutatásának következménye. Amikor az érzékeny neuron érzékeli az ingereket, egy excitációs potenciál jön létre, amely lehetővé teszi a hatékony választ.

Amint az inger ismétlődik, a gerjesztő potenciál fokozatosan csökken, amíg végül nem haladja meg a küszöbértéket minimális kisülési szükséges létrehozni posztszinaptikus akciós potenciál, amely lehetővé teszi az izom-összehúzódás.

Az ok, amiért ez az ingerlési potenciál csökken, annak az az oka, hogy az inger folyamatos megismétlésekor növekvő káliumionok termelnek (K+), ami viszont a kalciumcsatornák bezárásához vezet (Ca2+), amely megakadályozza a kalciumionok belépését. Ezért ezt a folyamatot a glutamát felszabadulásának csökkenése okozza (Mayford et al, 2012).

érzékenyítés

A szenzibilizáció a tanulás összetettebb formája, mint a szokásképzés, amelyben az intenzív inger túlzott választ ad a következő ingerekre, még azoknak is, amelyek korábban kevéssé reagáltak vagy egyáltalán nem reagáltak.

Annak ellenére, hogy a tanulás alapvető formája, rövid és hosszú távon különböző szakaszai vannak. Míg a rövid távú szenzitizáció gyors és dinamikus szinaptikus változásokat eredményezne, a hosszú távú szenzibilizáció hosszú távú és stabil változásokat eredményezne, amelyek a mély strukturális változásokból erednek.

Ebben a tekintetben, a jelenlétében a szenzibilizátor inger (intenzív vagy új) lesz egy glutamát felszabadulást, amikor az összeg megjelent a preszinaptikus terminál túlzott, akkor aktiválja a posztszinaptikus AMPA-receptorokhoz.

Ez lehetővé teszi a belépést a Na2 + a posztszinaptikus neuron, amely lehetővé teszi annak depolarizációt és a kibocsátás a NMDA receptorok, amelyek eddig által blokkolt ionok Mg2 +, mind az események lehetővé teszik egy hatalmas beáramló Ca2 + a posztszinaptikus neuron.

Ha a érzékenyítő inger mutatjuk folyamatosan okoz tartós növekedése Ca2 + belépést, amely aktiválja a különböző kinázok, ami a végrehajtásához korai expressziójának genetikai faktorok és a protein-szintézist. Mindez vezet a hosszú távú szerkezeti változások.

Ezért a két folyamat közötti alapvető különbség a fehérjék szintézisében van. Ezek közül az elsőben a rövid távú tudatosság szempontjából nem szükséges a fellépés.

Eközben a hosszú távú érzékenység elengedhetetlen, hogy a fehérjeszintézist fordul elő tartós és stabil célzó változások kialakulását és fenntartását új tanulási előfordulnak.

A tanulás megszilárdítása az agyban

A tanulás és a memória a szinaptikus plaszticitás következtében bekövetkező strukturális változások eredménye. Ahhoz, hogy ezek a strukturális változások megtörténjenek, meg kell tartani a hosszú távú potencírozás folyamatát vagy a szinaptikus erő konszolidációját..

Mint a hosszú távú szenzibilizáció indukciójában, mind a fehérjék szintézise, ​​mind a genetikai tényezők kifejeződése szükséges, ami strukturális változásokhoz vezet. Ahhoz, hogy ezek az események bekövetkezzenek, számos molekuláris tényezőt kell végezni:

  • A tartós növekedése Ca2 + belépést a terminál aktiválja a különböző kinázok, így a végrehajtása a korai expressziójának genetikai tényezők és a fehérje szintézist, amelynek eredményeképpen az indukciós új AMPA receptorok kell illeszteni a membrán és fenntartani a PLP.

Ezek a molekuláris események a méret és a dendritikus alak megváltozását eredményezik, így bizonyos zónák dendritikus tüskéinek számát növelhetik vagy csökkenthetik..

Ezeken a lokalizált változásokon kívül a jelenlegi kutatások kimutatták, hogy a változások globálisan is előfordulnak, mivel az agy egységes rendszerként működik.

Ezért ezek a strukturális változások a tanulás alapját képezik, továbbá, amikor ezek a változások idővel elviselik, a memóriából fogunk beszélni.

referenciák

  1. (2008). B. N. egyesületben & BNA, Idegtudományi. Az agy tudománya. Bevezetés a fiatal diákok számára. Liverpool.
  2. Bear, M., Connors, B. és Paradiso, M. (2008). Idegtudomány: az agy feltárása. Philadelphia: Lippincott Wiliams & Wilkings.
  3. Caroni, P., Donato, F. és Muller, D. (2012). Strukturális plaszticitás a tanulás során: szabályozás és aukciók. Természet, 13, 478-490.
  4. A viselkedés fiziológiájának alapjai. (2010). N. Carlsonban. Madrid: Pearson.
  5. Mayford, M., Siegelbaum, S. A. és Kandel, E. R. (s.f.). Szinapszisok és memóriatárolás.
  6. Morgado, L. (2005). A tanulás és a memória pszichobiológiája: alapok és a közelmúltbeli előrelépések. Rev. Neurol(5), 258-297.