Hosszú távú memóriatípusok, neuronális bázisok és rendellenességek

az hosszú távú memória (MLP) egy nagyon tartós memóriatár, amely látszólag korlátlan kapacitással rendelkezik. A hosszú távú memória több órától néhány évig tarthat.

A rövid távú memóriát elérő emlékek hosszú távú emlékekké válhatnak a „konszolidáció” nevű folyamaton keresztül. Ez magában foglalja az ismétlést, a jelentős szövetségeket és az érzelmeket.

Ezeknek a tényezőknek megfelelően az emlékek erősebbek lehetnek (születési dátum) vagy gyengébb vagy nehezebb helyreállítani (egy évvel ezelőtt az iskolában tanult koncepció).

Általában a rövid távú memória akusztikusabb és vizuálisabb. Míg a hosszú távú memóriainformációkat mindenekelőtt vizuálisan és szemantikailag kódolják (a kapcsolatokhoz és jelentésekhez jobban kapcsolódik).

A fiziológiai sík tekintetében a hosszú távú memória magában foglalja a neuronok, az agyaink sejtjeinek szerkezeteiben és kapcsolataiban bekövetkező fizikai változásokat..

A folyamatot hosszú távú felhatalmazásnak (PLP) nevezik. És ez azt jelenti, hogy ha valamit megtanulunk, új neuronális áramkörök jönnek létre, módosulnak, erősödnek vagy gyengülnek. Vagyis van egy neuronális átszervezés, amely lehetővé teszi számunkra, hogy új tudást tárolhassunk az agyunkban. Ily módon az agyunk folyamatosan változik.

A hippocampus az agyi szerkezet, ahol az információt átmenetileg tárolják, és arra szolgál, hogy a rövid távú tárolásból származó emlékeket a hosszú távú tárolásra konszolidálja. Úgy véljük, hogy az első tanulás után több mint 3 hónapig részt vehet a neuronális kapcsolatok modulációjában.

A hippocampusnak több agyi területe van. Úgy tűnik, hogy az agyunkban rögzített emlékek esetében a hippocampus átadja az információt a kérgi területeknek, ahol tartósan tárolják őket.

Nyilvánvaló, hogy ha ezek az agyi struktúrák bármilyen módon megsérültek, a hosszú távú memória valamilyen formája károsodna. Ez történik amnéziás betegeknél.

Továbbá, a sérült agy területétől függően, bizonyos típusú memóriaok vagy emlékek érintettek lennének, de mások nem. A meglévő memória típusait az alábbiakban ismertetjük.

Másrészről, amikor elfelejtünk valamit, az történik, hogy a tudásért felelős szinaptikus kapcsolatok gyengülnek. Bár előfordulhat, hogy egy új neurális hálózat is aktiválódik, amely átfedi az előzőt, és interferenciát okoz.

Ezért van egy vita arról, hogy véglegesen törli-e az információt a memóriánkban, vagy sem. Lehet, hogy a tárolt adatokat soha nem távolítják el teljesen a hosszú távú memóriánkból, de nehezebb lesz helyreállítani.

A hosszú távú memória története

A memóriát tanulmányozó első kísérletek filozófiai módszereken alapultak. Ezek a megfigyelés, a logika, a visszaverődés stb..

A tizenkilencedik században a tudományos módszerrel kezdték el a memória kísérleti tanulmányozását. Ebbinghaus tehát az emberi memória tanulmányozására összpontosított, míg Lashley először elemezte az állati memóriát.

Már 1894-ben Santiago Ramón y Cajal hisztológiai készítményekkel állította, hogy a tanulás strukturális változásokat idéz elő az idegrendszerünkben.

Míg 1949-ben Donald Hebb másik alapvető alakja kijelentette, hogy a tanulás a szinaptikus plaszticitás mechanizmusain alapul. Ez azt jelenti, hogy a szinaptikus kapcsolatok hosszú távú memóriával változnak.

Ezzel párhuzamosan Pavlov, Skinner, Thorndike és Watson híres viselkedői megalapozták az asszociatív tanulás alapjait: klasszikus és operáns kondicionálás.

A memória működésének leggyakrabban használt modellje Atkinson és Shiffrin (1968) modellje..

Jelezték, hogy a szenzoros áruházba belépő érzékek (látvány, szag, hallás, érintés ...) révén információt kapnak, majd megérkeznek egy rövid, rövid időtartamú és kapacitású, rövid távú memóriába (MCP) ismert második áruházba.

A rövid távú memóriából származó információk egy része átkerülhet a következő tárolóba, a hosszú távú memóriába. Megőrzi és feldolgozza a korábban kiválasztott információkat. A kapacitása gyakorlatilag korlátlan.

A neuropszichológiai vizsgálatok alapvető jelentőségűek voltak a temporális lebenyekben szenvedő betegeknél is, és megállapították, hogy az agyban lehetséges-e a memória. Egy nagyon híres eset a Henry Molaison (H.M.) beteg. Ezt a pácienst eltávolították mind a mediális temporális lebenyeket, mind a hippocampus és az amygdala részét az epilepszia kezelésére. A művelet után azonban felfedezték, hogy nem tud új információkat tárolni a hosszú távú memóriájában.

Az állatmodelleknek köszönhetően bizonyítható volt a tanulásban részt vevő neurális áramkörök bemutatása. A rövid és hosszú távú memóriában létező különböző molekuláris mechanizmusok.

Valójában Eric Kandel 2000-ben megkapta a Nobel-díjat az Aplysia Californica-val végzett tanulmányaiért. Ez a tengeri csiga sokat tárt fel a neurális áramkörökről és a memória szerkezeti változásairól. Ez határozottan megerősítette Cajal hipotéziseit.

Jelenleg a kutatók neurológiai képalkotó technikákat használnak egészséges és beteg betegekben, hogy többet tudjanak meg a memóriamechanizmusról (Carrillo Mora, 2010).

A hosszú távú memória típusai

A hosszú távú memória két fajtája van: az explicit vagy a deklaratív és az implicit vagy nem deklaratív.

Nyilatkozó vagy kifejezett memória

A deklaratív emlékezet magában foglal minden olyan tudást, amelyet tudatosan kiválthatunk. Ezt egyszerű módon lehet átadni egy másik személynek.

Agyunkban úgy tűnik, hogy a bolt a mediális temporális lebenyben található.

Ezen a altípuson belül a szemantikus memória és az epizodikus memória.

A szemantikus memória a szavak jelentését, az objektumok funkcióit és a környezettel kapcsolatos egyéb ismereteket jelenti.

Ezzel szemben az epizódikus memória az életünk fontos vagy érzelmileg releváns tapasztalatait, tapasztalatait és eseményeit tárolja. Ezért az önéletrajzi emléknek is nevezik.

Nem deklaratív vagy implicit memória

Ez a fajta memória, amint arra következtethetünk, öntudatlanul és mentális erőfeszítés nélkül vált ki. Olyan információkat tartalmaz, amelyek nem könnyen verbálhatók, és tudatosan, sőt akaratlanul is megtanulhatók.

Ezen a kategórián belül az eljárási vagy instrumentális memória, amely magában foglalja a képességek és szokások emlékét. Néhány példa lehetne egy hangszer lejátszása, kerékpározás, vezetés vagy valami főzés. Ezek olyan tevékenységek, amelyeket sokat gyakoroltak, és ezért automatizáltak.

Az agyunk azon része, amely e készségek tárolásáért felelős, a sztringes mag. A bazális ganglionok és a kisagy mellett.

A nem deklaratív memória magában foglalja a társulási tanulást is (például egy bizonyos dallamot egy helyhez kapcsolva, vagy a kórházat kellemetlen érzésekkel összekapcsolva).

Ezek klasszikus kondicionálás és operáns kondicionálás. Az első két olyan eseményt eredményez, amelyek többször megjelentek egymással, vagy függő függvényt társítottak.

Míg a második magában foglalja azt, hogy egy bizonyos viselkedés pozitív következményekkel jár (és ezért megismétlődik), és hogy más viselkedések negatív következményekkel járnak (és megvalósításuk elkerülhető lesz).

Az érzelmi összetevőket tartalmazó válaszokat az agy egy olyan területén tárolják, amelyet amygdaloid magnak neveznek. Ezzel ellentétben a csontvázakkal kapcsolatos válaszok a kisagyban találhatók.

Az implicit nem-asszociatív tanulás, mint például a szokás és a tudatosság, szintén a reflexek implicit memóriájában tárolódik..

Neurális bázisok

A hosszú távú memória eléréséhez szükséges információkhoz szükség van egy sor neurokémiai vagy morfológiai változásra az agyban.

Bebizonyosodott, hogy a memóriát több szinapszis (neuronok közötti kapcsolat) tárolja. Amikor megtanulunk valamit, bizonyos szinapszisok erősödnek.

Másrészt, ha elfelejtjük, gyengékké válnak. Így az agyunk folyamatosan változik, új információkat szerez, és eldobja azt, ami nem hasznos. Ezek a veszteségek vagy a szinapszisok nyeresége befolyásolja a viselkedést.

Ezt az összeköttetést az edzés, a stabilizálás és a szinaptikus kiküszöbölés mechanizmusainak köszönhetően egész életen át átalakítják. Röviden, a neuronális kapcsolatok strukturális átszervezése van.

Amnéziás betegeknél végzett vizsgálatok során bizonyították, hogy a rövid és hosszú távú memória különböző üzletekben, különböző neuronális szubsztrátokkal rendelkezett.

Hosszú távú felhatalmazás

Amint azt felfedeztük, ha tanulási környezetben vagyunk, nagyobb a glutamát felszabadulás.

Ez bizonyos receptor családok aktiválódását eredményezi, ami viszont a kalcium belépését okozza az érintett idegsejtekbe. A kalcium túlnyomórészt az NMDA nevű receptoron keresztül jut be.

Amint az ilyen nagy mennyiségű kalcium felhalmozódik a sejtben, amely meghaladja a küszöbértéket, az úgynevezett "hosszú távú potencírozás". Ez azt jelenti, hogy tartósabb tanulás zajlik.

Ezek a kalciumszintek aktiválják a különböző kinázokat: fehérje-kináz C (PKC), kalmodulin-kináz (CaMKII), mitogén-aktivált kinázok (MAPK) és tirozin-kináz..

Mindegyikük különböző funkciókkal rendelkezik, foszforilációs mechanizmusokat vált ki. Például a kalmodulin-kináz (CaMKII) hozzájárul az új AMPA-receptorok behelyezéséhez a posztszinaptikus membránban. Ez a szinapszisok nagyobb szilárdságát és stabilitását eredményezi, megtartva a tanulást.

A CaMKII változásokat is okoz a neuronok citoszkeletonjában, befolyásolva az aktívakat. Ez a dendritikus gerinc méretének növekedését eredményezi, amely egy stabilabb és tartósabb szinapszishoz kapcsolódik.

Másrészről a protein-kináz C (PKC) kötőhidakat hoz létre a preszinaptikus és posztszinaptikus sejtek (Cadherin-N) között, stabilabb kapcsolatot teremtve.

Ezenkívül részt vesznek a fehérjeszintézisben részt vevő korai expressziós gének. A MAPK útvonal (mitogén aktivált kinázok) szabályozza a genetikai transzkripciót. Ez új neuronális kapcsolatokat eredményezne.

Így, míg a rövid távú memória magában foglalja a meglévő fehérjék módosítását és a már meglévő szinapszisok erősségének változását, a hosszú távú memória új fehérjék szintézisét és új kapcsolatok növekedését igényli.

A PKA, MAPK, CREB-1 és CREB-2 útvonalaknak köszönhetően a rövid távú memória hosszú távú memóriává válik. Ennek eredményeként a dendritikus tüskék méretében és alakjában bekövetkezett változások tükröződnek. A neuron terminál gombjának kiterjesztése.

Hagyományosan úgy vélték, hogy ezek a tanulási mechanizmusok csak a hippocampusban fordultak elő. Az emlősökben azonban kimutatták, hogy számos régióban, például a kisagyban, a talamuszban vagy a neocortexben hosszú távú potencírozás léphet fel..

Azt is megállapították, hogy vannak olyan helyek, ahol alig van NMDA receptor, és még így is megjelenik a hosszú távú felhatalmazás..

Hosszú távú depresszió

Ahogyan az emlékeket is beállíthatja, más információkat is elfelejthet, amelyeket nem kezel. Ezt a folyamatot hosszú távú depressziónak (DLP) nevezik..

A telítettség elkerülésére szolgál, és akkor fordul elő, amikor a preszinaptikus neuronban van aktivitás, de nem a posztszinaptikusan, vagy fordítva. Vagy ha az aktiválás nagyon alacsony. Ily módon a fent említett strukturális változások fokozatosan megfordulnak.

Hosszú távú memória és alvás

Számos tanulmányban kimutatták, hogy a pihenés elengedhetetlen ahhoz, hogy az emlékeket stabilan tárolja.

Úgy tűnik, hogy testünk az alvási időszakot használja az új emlékek beállítására, mivel nincs külső beavatkozás, ami megnehezíti a folyamatot.

Így az éberségben a már tárolt információkat kodifikáljuk és helyreállítjuk, míg alvás közben megszilárdítjuk azt, amit a nap folyamán tanultunk.

Annak érdekében, hogy ez lehetséges legyen, megfigyelték, hogy az alvás során a reaktivációk ugyanabban a neuronális hálózatban zajlanak, amely a tanulás során aktiválódott. Ez azt jelenti, hogy alvás közben hosszú távú potenciál (vagy hosszú távú depresszió) indukálható.

Érdekes, hogy a tanulmányok kimutatták, hogy a tanulás után az alvás kedvező hatással van a memóriára. Vagy 8 órás alvás közben, 1 vagy 2 órás alvás, és még 6 perces alvás.

Ezenkívül minél rövidebb idő van a tanulási időszak és az álom között, annál több előnye lesz a hosszú távú memória tárolásának..

Hosszú távú memóriazavarok

Vannak olyan körülmények, amelyek befolyásolhatják a hosszú távú memóriát. Például olyan helyzetekben, amikor fáradt vagyunk, amikor nem alszunk megfelelően, vagy stresszes időnk van.

A hosszú távú emlékezet is fokozatosan romlik, amikor öregszik.

Másrészről a memória problémákkal leginkább összefüggő kóros állapotok a megszerzett agykárosodás és a neurodegeneratív rendellenességek, mint például az Alzheimer-kór..

Nyilvánvaló, hogy a memória kialakulását támogató vagy azokban részt vevő struktúrákban fellépő károk (mint például az időbeli lebeny, a hippocampus, az amygdala stb.) Hosszú távú memóriánkban következményekkel járnak..

Problémák jelentkezhetnek mind a már tárolt információk (visszamenőleges amnézia), mind az új emlékek tárolására (anterográd amnézia).

referenciák

1. Caroni, P., Donato, F. és Muller, D. (2012). Strukturális plaszticitás a tanulás során: szabályozás és funkciók. Nature Reviews Neuroscience, 13 (7), 478-490.
2. Carrillo-Mora, Paul. (2010). Memória rendszerek: történeti áttekintés, besorolás és aktuális fogalmak. Első rész: A történelem, a memória taxonómia, a hosszú távú memória rendszerek: szemantikus memória. Mentális egészség, 33 (1), 85-93.
3. Diekelmann, S., és Born, J. (2010). Az alvás memóriájának funkciója. Nature Reviews Neuroscience, 11 (2), 114-126.
4. Hosszú távú memória. (N.d.). A BrainHQ-ról 2017. január 11-én szerezte be: brainhq.com.
5. Hosszú távú memória. (2010). Az emberi memóriaből: human-memory.net.
6. Mayford, M., Siegelbaum, S. A. és Kandel, E. R. (2012). Szinapszisok és memória tárolása. Cold Spring Harbor perspektívái a biológiában, 4 (6), a005751.
7. McLeod, S. (2010). Hosszú távú memória. Szerkesztve: Simply Psychology: simplypsychology.org.