Hvordan lærer du den menneskelige hjerne?



Vores hjerne lærer af erfaring: står vores miljø ændrer vores adfærd ved at ændre vores nervesystem (Carlson, 2010). Selvom vi er langt fra at vide præcis og på alle niveauer hver af de neurokemiske og fysiske mekanismer, der er involveret i denne proces, er det anderledes eksperimentelle beviser akkumuleret en temmelig omfattende viden om de er involveret i læringsprocessen endnu mekanismer.

Hjernen ændrer sig gennem hele vores liv. De neuroner, der komponerer det, kan ændres som følge af forskellige årsager: udvikling, lidelsen af ​​en eller anden form for hjerneskade, eksponering for miljøstimulering og fundamentalt som følge af læring (BNA, 2003).

indeks

  • 1 Grundlæggende kendetegn ved hjerneindlæring
  • 2 Typer af hjerne læring
    • 2.1 - Ikke-associerende læring
    • 2.2 - Associerende læring
  • 3 Neurokemi af hjerneindlæring
    • 3.1 Empowerment og depression
  • 4 Habituation og bevidsthed
    • 4.1 Habituation
    • 4.2 Sensibilisering
  • 5 Konsolidering af læring i hjernen
  • 6 referencer

Grundlæggende kendetegn ved hjerneindlæring

Læring er en vigtig proces, der sammen med hukommelsen er det vigtigste middel, at levende væsener skal tilpasse sig de tilbagevendende forandringer i vores miljø.

Vi bruger udtrykket læring til at henvise til det faktum, at erfaringer producerer ændringer i vores nervesystem (SN), hvilket kan vare langvarigt og indebære en ændring på adfærdsniveauet (Morgado, 2005).

Erfaringerne selv ændrer den måde, hvorpå vores organisme opfatter, handler, tænker eller planer, gennem ændring af SN, ændrer kredsløbene, der deltager i disse processer (Carlson, 2010).

Således, mens vores krop interagerer med miljøet, de synaptiske forbindelser i vores hjerner undergår forandringer, kan etablere nye forbindelser, styrket dem, der er nyttige i vores adfærdsrepertoire eller forsvinde andre, der ikke er nyttige eller effektiv (BNA, 2003).

Derfor, hvis læringen har at gøre med de ændringer, der opstår i vores nervesystem som følge af vores erfaringer, når disse ændringer er konsolideret, kan vi tale om minder. (Carlson, 2010). Hukommelse er et fænomen udledt af de ændringer, der forekommer i SN og giver følelse af kontinuitet i vores liv (Morgado, 2005).

På grund af de mange former for læring og hukommelse systemer, som i øjeblikket menes at læringsprocessen og dannelsen af ​​nye erindringer afhænger af synaptisk plasticitet, et fænomen, hvorigennem neuroner ændrer deres evne til at kommunikere mellem dem (BNA, 2003 ).

Typer af hjerne læring

Inden der beskrives hjernemekanismer involveret i læringsprocessen, vil det være nødvendigt at karakterisere de forskellige former for læring, inden for hvilken vi kan differentiere mindst to grundlæggende typer af læring: ikke-associativ læring og associativ læring.

-Ikke-associativ læring

Ikke-associativ læring refererer til ændringen i det funktionelle respons, der opstår som reaktion på præsentationen af ​​en enkelt stimulus. Ikke-associativ læring kan igen være af to typer: habituation eller sensibilisering (Bear et al., 2008).

tilvænning

Den gentagne præsentation af en stimulus giver et fald i intensiteten af ​​responset til det (Bear et al., 2008).

Eksempel: sJeg boede i et hus med kun en telefon. Når det ringer, løber det for at besvare opkaldet, men hver gang det gør, er opkaldet til en anden person. Da dette sker gentagne gange, stopper du med at reagere på telefonen og kan endda stoppe med at høre det (Bear et al., 2008).

overfølsomhed

Præsentationen af ​​en ny eller intens stimulus giver et svar med en øget størrelse til alle følgende stimuli.

Eksempel: suponga, der går langs en fortov af en gade, der er godt oplyst om natten, og pludselig opstår der en blackout. Enhver ny eller mærkelig stimulering, der vises, som f.eks. At høre fodspor eller se bilens forlygter, vil ændre det. Den sensoriske stimulus (blackout) gav anledning til en sensibilisering, som intensiverer sit respons på alle følgende stimuli (Bear et al., 2008).

-Associativ læring

Denne type læring er baseret på etablering af foreninger mellem forskellige stimuli eller begivenheder. Inden for associativ læring kan vi skelne mellem to undertyper: klassisk konditionering og instrumentel konditionering (Bear et al., 2008).

Klassisk konditionering

I denne type lære sammenhængen mellem en stimulus, der fremkalder en reaktion ubetinget (ubetinget respons eller ubetinget respons, RNC / RI), ubetinget stimulus eller (ENC / EI), og andre stimulus, der normalt forårsager ingen reaktion vil forekomme, betinget stimulus (CS), som vil kræve uddannelse.

Den parrede præsentation af EC og EI vil involvere præsentationen af ​​det lærede respons (betinget respons, RC) til den uddannede stimulus. Konditionering vil kun forekomme, hvis stimuli præsenteres samtidigt, eller hvis EF går forud for ENC i et meget kort tidsinterval (Bear et al., 2008).

Eksempel: a Enc / EC-stimulus, når det drejer sig om hunde, kan være et stykke kød. Ved visualisering af kødet vil hundene udsende et spytrespons (RNC / RI). Men hvis en hund præsenteres som en stimulus, vil lyden af ​​en klokke ikke fremlægge noget svar specielt. Hvis vi præsenterer begge stimuli samtidigt eller først lyden af ​​klokken (EC) og derefter kødet, efter en gentagen træning. Lyden vil være i stand til at provokere svaret på salivation uden at fremlægge kødet. Der har været en sammenhæng mellem mad og kød. Lyden (EC) er i stand til at fremkalde et konditioneret respons (RC), salivation.

Instrumentskonditionering

I denne type læring lærer du at forbinde et svar (motorhandling) til en betydelig stimulans (en belønning). For at den instrumenterende konditionering skal forekomme, er det nødvendigt, at stimulus eller belønning opstår efter individets respons.

Desuden vil motivation også være en vigtig faktor. På den anden side vil en instrumental konditionering også forekomme, hvis personen i stedet for en belønning opnår en forsvinden af ​​en aversiv valence stimulus (Bear et al., 2008).

Eksempel: sJeg introducerer en sulten rotte i en kasse med en håndtag, der vil give mad, når du udforsker kassen vil rotten trykke på armen (act motor) og observere, at mad vises (belønning). Efter at have udført denne handling flere gange, vil rotten forbinde trykket af armen med opnåelse af mad. Derfor vil du trykke på håndtaget, indtil det er slidt (Bear et al., 2008).

Neurokemi af hjerneindlæring

Empowerment og depression

Som vi nævnte tidligere, menes det, at læring og hukommelse afhænger af synaptiske plasticitetsprocesser.

Forskellige undersøgelser har således vist, at læringsprocesserne (herunder dem, der er beskrevet ovenfor) og hukommelse, fører til ændringer i synaptisk forbindelse, som ændrer styrken og kommunikationskapaciteten mellem neuroner.

Disse ændringer i forbindelsen ville være resultatet af molekylære og cellulære mekanismer, der regulerer denne aktivitet som følge af excitation og neuronal hæmning, der regulerer strukturel plasticitet.

Således er et af hovedkendetegnene ved excitatoriske og hæmmende synapser det høje niveau af variabilitet i deres morfologi og stabilitet, der opstår som et resultat af deres aktivitet og tidens passage (Caroni et al., 2012).

Forskere med speciale i dette område er specifikt interesserede i de langsigtede ændringer i den synaptiske kraft som følge af processerne for langsigtet empowerment (PLP) og langsigtet depression (DLP).

  • Langsigtet empowerment: En stigning i synaptisk styrke forekommer som følge af stimulering eller gentagen aktivering af den synaptiske forbindelse. Derfor vil et konsistent respons fremkomme i tilstedeværelsen af ​​stimulus, som i tilfælde af sensibilisering.
  • Langsigtet depression (DLP): En stigning i synaptisk styrke forekommer som følge af fraværet af gentagen aktivering af den synaptiske forbindelse. Derfor vil størrelsen af ​​reaktionen på stimulus være mindre eller endog nul. Vi kan sige, at der sker en proces med habituation.

Habituation og bevidsthed

De første eksperimentelle undersøgelser, der er interesserede i at identificere de neuronale ændringer, der ligger til grund for læring og hukommelse, brugte enkle former for læring som f.eks. Habituation, sensibilisering eller klassisk konditionering..

I dette scenario den amerikanske videnskabsmand Eric Kandel fokuserede sine studier på Gill tilbagetrækning refleks af Aplysia californica baseret på den forudsætning, at neurale strukturer er ens mellem disse og de videregående.

Disse undersøgelser var den første dokumentation for, at hukommelse og indlæring medieres af plasticitet af synaptiske forbindelser mellem neuroner involveret i adfærd, afslører, at læring fører til dybtgående strukturelle ændringer, der ledsager hukommelse opbevaring (Mayford ET al., 2012).

Kandel, som Ramón og Cajal, konkluderer, at synaptiske forbindelser ikke er uforanderlige, og at strukturelle og / eller anatomiske ændringer er grundlaget for lageropbevaring (Mayford et al., 2012).

I sammenhæng med de neurokemiske læringsmekanismer vil forskellige begivenheder finde sted både for habituation og for sensibilisering.

tilvænning

Som vi nævnte tidligere består habituation i faldet i responsens intensitet, som følge af gentagen præsentation af en stimulus. Når en stimulus opfattes af den følsomme neuron, genereres et excitatorisk potentiale, der muliggør et effektivt respons.

Som stimulus gentages, aftager den excitatoriske potentiale progressivt indtil til sidst ikke overstige tærsklen minimum udledning nødvendigt at tilvejebringe et postsynaptisk virkningspotentiale, som muliggør muskelsammentrækning.

Årsagen til, at dette excitatoriske potentiale falder skyldes det faktum, at når stimulusen gentages kontinuerligt, produceres en stigende produktion af kaliumioner (K+), hvilket igen får kalciumkanalerne til at lukke (Ca2+), som forhindrer indtrængen af ​​calciumioner. Derfor frembringes denne proces ved et fald i frigivelsen af ​​glutamat (Mayford et al., 2012).

overfølsomhed

Sensibilisering er en mere kompleks form for læring end habituation, hvor en intens stimulus giver et overdrevet respons på alle følgende stimuli, selv de der tidligere har forårsaget ringe eller ingen respons.

På trods af at være en grundlæggende form for læring, har den forskellige stadier på kort og lang sigt. Mens kortvarig sensibilisering vil medføre hurtige og dynamiske synaptiske ændringer, vil langvarig sensibilisering føre til langvarige og stabile ændringer som følge af dybe strukturelle ændringer.

I denne henseende i nærvær af sensibilisatoren stimulus (intens eller nyt) vil der være en frigivelse af glutamat, når mængden frigivet af den præsynaptiske terminal er for stor, vil den aktivere de postsynaptiske AMPA-receptorer.

Dette vil tillade optagelse af Na2 + i den postsynaptiske neuron tillader dets depolarisering og frigivelse af NMDA-receptorer, som hidtil er blevet blokeret af ioner Mg2 +, begge begivenheder tillader en massiv indstrømning af Ca2 + i den postsynaptiske neuron.

Hvis sensibilisatoren stimulus præsenteres kontinuerligt vil medføre en vedvarende stigning i Ca2 + indgang, som aktiverer forskellige kinaser, hvilket fører til gennemførelsen af ​​tidlig ekspression af genetiske faktorer og proteinsyntese. Alt dette vil føre til langsigtede strukturændringer.

Derfor er den grundlæggende forskel mellem begge processer i syntesen af ​​proteiner. I den første af dem er det ikke nødvendigt for den at forekomme i den kortsigtede bevidsthed.

I mellemtiden, i det lange løb sensibilisering er det bydende nødvendigt, at proteinsyntese forekommer varige og stabile ændringer med henblik på dannelse og opretholdelse af ny læring forekomme.

Konsolidering af læring i hjernen

Læring og hukommelse er resultatet af strukturelle ændringer, der opstår som følge af synaptisk plasticitet. For at disse strukturelle ændringer kan finde sted, er det nødvendigt at opretholde processen med langsigtet potentiering eller konsolidering af den synaptiske kraft..

Som ved induktion af langvarig sensibilisering er det nødvendigt både syntese af proteiner og ekspression af genetiske faktorer, der vil føre til strukturelle ændringer. For at disse hændelser skal forekomme, skal der forekomme en række molekylære faktorer:

  • Den vedvarende stigning Ca2 + indgang i terminalen aktivere forskellige kinaser, hvilket resulterer i gennemførelse af tidlig ekspression af genetiske faktorer og proteinsyntese, der vil resultere i induktion af nye AMPA-receptorer, der skal indsættes i membran og vil opretholde PLP.

Disse molekylære begivenheder vil resultere i ændring af størrelse og dendritiske form, idet de kan give stigninger eller fald i antallet af dendritiske rygsøjler i bestemte zoner.

Ud over disse lokaliserede ændringer har den aktuelle forskning vist, at der også sker ændringer globalt, da hjernen fungerer som et samlet system.

Derfor er disse strukturelle ændringer grundlaget for læring, og når disse ændringer har tendens til at udholde over tid, vil vi tale fra hukommelsen.

referencer

  1. (2008). I B. N. forening, & BNA, Neurovidenskab. Hjernens videnskab. En introduktion til unge studerende. Liverpool.
  2. Bear, M., Connors, B., & Paradiso, M. (2008). Neurovidenskab: udforske hjernen. Philadelphia: Lippincott Wiliams & Wilkings.
  3. Caroni, P., Donato, F., & Muller, D. (2012). Strukturel plasticitet ved læring: regulering og fuctions. Nature, 13, 478-490.
  4. Grundlag for adfærdens 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 af læring og hukommelse: Grundlæggende og nylige fremskridt. Rev Neurol, 40(5), 258-297.