KAIP MOKOSI ŽMOGAUS SMEGENYS? - NEUROPSICHOLOGIJA - 2025

Mūsų smegenys mokosi iš patirties: susidūrimas su aplinka keičia mūsų elgesį modifikuojant nervų sistemą (Carlson, 2010). Nepaisant to, kad mes vis dar nežinome tiksliai ir visais lygmenimis apie visus neurocheminius ir fizinius mechanizmus, kurie dalyvauja šiame procese, skirtingi eksperimentiniai įrodymai yra sukaupę gana daug žinių apie mokymosi proceso mechanizmus.

Smegenys keičiasi visą mūsų gyvenimą. Jį sudarantys neuronai gali būti modifikuoti dėl įvairių priežasčių: vystymosi, kenčiantiems nuo tam tikro tipo smegenų sužalojimų, poveikio aplinkai stimuliavimui ir, iš esmės, mokymosi pasekmei (BNA, 2003).

Pagrindinės smegenų mokymosi savybės

Mokymasis yra esminis procesas, kuris kartu su atmintimi yra pagrindinės priemonės, kuriomis gyvos būtybės turi prisitaikyti prie pasikartojančių mūsų aplinkos pokyčių.

Mes vartojame terminą mokymasis, norėdami pasakyti, kad patirtis sukelia mūsų nervų sistemos (NS) pokyčius, kurie gali būti ilgalaikiai ir pakeisti elgesio lygį (Morgado, 2005).

Pati patirtis keičia tai, kaip mūsų kūnas suvokia, veikia, mąsto ar planuoja, keičiant NS, keičiant grandines, kurios dalyvauja šiuose procesuose (Carlson, 2010).

Tokiu būdu, tuo pačiu metu, kai mūsų organizmas sąveikauja su aplinka, keičiasi mūsų smegenų sinapsiniai ryšiai, gali būti užmegzti nauji ryšiai, sustiprėja tie, kurie yra naudingi mūsų elgesio repertuare, arba kiti, kurie nėra naudingi ar veiksmingi (BNA, 2003).

Taigi, jei mokymasis susijęs su pokyčiais, kurie atsiranda mūsų nervų sistemoje dėl patirtų išgyvenimų, tada, kai šie pokyčiai sutvirtinami, galime kalbėti apie prisiminimus. (Carlson, 2010). Atmintis yra reiškinys, išplaukiantis iš tų pokyčių, kurie vyksta NS ir suteikia mūsų gyvenimo tęstinumo pojūtį (Morgado, 2005).

Dėl daugybės mokymosi ir atminties sistemų formų šiuo metu manoma, kad mokymosi procesas ir naujų prisiminimų formavimasis priklauso nuo sinapsinio plastiškumo - reiškinio, kurio dėka neuronai keičia jų sugebėjimą bendrauti tarpusavyje (BNA, 2003). ).

Smegenų mokymosi tipai

Prieš apibūdinant smegenų mechanizmus, susijusius su mokymosi procesu, reikės apibūdinti skirtingas mokymosi formas, pagal kurias galėtume atskirti bent du pagrindinius mokymosi tipus: neasociacinį mokymąsi ir asociacinį mokymąsi.

-Nesociatyvus mokymasis

Neasociacinis mokymasis reiškia funkcinės reakcijos pokytį, atsirandantį reaguojant į vieno stimulo pateikimą. Nesociacinis mokymasis savo ruožtu gali būti dviejų tipų: pripratimas arba sensibilizacija (Bear et al., 2008).

Įpročiai

Pakartotinis stimulo pateikimas sukelia reakcijos į jį intensyvumo sumažėjimą (Bear et al., 2008).

Pavyzdys: jei gyvenote name, kuriame yra tik vienas telefonas. Kai jis suskamba, jis bėga atsakyti į skambutį, tačiau kiekvieną kartą jis skambina kam nors kitam. Kadangi šis įvykis pasikartos, jie nustos reaguoti į telefoną ir gali net nustoti jį girdėti (Bear et al., 2008).

Jautrinimas

Pateikus naują ar intensyvų stimulą, padidėja atsakas į visus paskesnius dirgiklius.

Pavyzdys: Tarkime, kad naktį einate šaligatviu gerai apšviestoje gatvėje ir staiga įvyksta užtemimas. Bet koks pasirodęs naujas ar keistas dirgiklis, pavyzdžiui, girdėjimas pėdomis ar artėjančio automobilio priekinių žibintų matymas, jį nuliūdins. Jautrus dirgiklis (užtemimas) lėmė sensibilizaciją, kuri suaktyvina jų reakciją į visus paskesnius dirgiklius (Bear et al., 2008).

-Asociacinis mokymasis

Šis mokymosi būdas pagrįstas asociacijų tarp skirtingų stimulų ar įvykių nustatymu. Asociacinio mokymosi metu galime atskirti du potipius: klasikinis konstravimas ir instrumentinis kondicionavimas (Bear et al., 2008).

Klasikinis kondicionavimas

Tokio tipo mokymesi bus ryšys tarp stimulo, sukeliančio atsaką (besąlyginis atsakas arba besąlyginis atsakas, RNC / RI), besąlyginio ar besąlyginio stimulo (ENC / EI), ir kito stimulo, kuris paprastai neišprovokuoja atsako, sąlyginis dirgiklis (CS), ir tam reikės treniruotis.

Suderinus CS ir JAV pristatymą, bus pateiktas išmoktas atsakas (sąlyginis atsakas, CR) į išmokytą stimulą. Kondicionavimas bus atliekamas tik tuo atveju, jei dirgikliai bus pateikiami tuo pačiu metu arba jei CS bus prieš ENC per labai trumpą laiko tarpą (Bear et al., 2008).

Pavyzdys: ENC / EC dirgiklis šunims gali būti mėsos gabalas. Peržiūrėdami mėsą, šunys skleidžia seilėtekio reakciją (RNC / RI). Tačiau jei šuo bus pateiktas kaip dirgiklis varpo garsu, jis neduos jokio ypatingo atsakymo. Jei mes kartu pateikiame abu dirgiklius arba pirmiausia po pakartotinio treniruotės pirmiausia skamba varpelis (CE) ir tada mėsa. Garsas galės išprovokuoti seilių reakciją be mėsos. Buvo ryšys tarp maisto ir mėsos. Garsas (EC) gali išprovokuoti sąlygotą atsaką (CR), seilėjimąsi.

Instrumentinis kondicionavimas

Tokio tipo mokymosi metu jūs išmokate susieti atsaką (motorinį veiksmą) su reikšmingu stimulu (atlygiu). Kad įvyktų instrumentinis kondicionavimas, būtina, kad stimulas ar atlygis atsirastų po asmens reakcijos.

Be to, motyvacija taip pat bus svarbus veiksnys. Kita vertus, instrumentinis kondicionavimo būdas taip pat įvyks, jei vietoj atlygio asmuo išnyks bauginantis valentinis dirgiklis (Bear et al., 2008).

Pavyzdys: jei į dėžę su svirtimi, kuri aprūpins ją maistu, įvesime alkaną žiurkę, tyrinėdama dėžę žiurkė paspaus svirtį (motorinis veiksmas) ir stebės, ar pasirodo maistas (atlygis). Padarę tai dar kelis kartus, žiurkė susies svirtį ir gaus maistą. Todėl spausite svirtį, kol būsite patenkinti (Bear et al., 2008).

Smegenų mokymosi neurochemija

Įgalinimas ir depresija

Kaip jau minėjome anksčiau, manoma, kad mokymasis ir atmintis priklauso nuo sinapsinio plastiškumo procesų.

Taigi, įvairūs tyrimai parodė, kad mokymosi procesai (tarp jų aprašytų aukščiau) ir atmintis sukelia sinapsinio ryšio pokyčius, kurie keičia neuronų stiprumą ir komunikacijos galimybes.

Šie jungčių pokyčiai atsirastų dėl molekulinių ir ląstelių mechanizmų, kurie reguliuoja šį aktyvumą, dėl neuronų sužadinimo ir slopinimo, reguliuojančio struktūrinį plastiškumą.

Taigi, viena pagrindinių sužadinamųjų ir slopinamųjų sinapsių savybių yra didelis jų morfologijos ir stabilumo kintamumas, atsirandantis dėl jų aktyvumo ir laiko praleidimo (Caroni ir kt., 2012).

Šioje srityje besispecializuojantys mokslininkai ypač domisi ilgalaikiais sinapsių stiprumo pokyčiais, atsirandančiais dėl ilgalaikio potenciacijos (PLP) ir ilgalaikės depresijos (DLP) procesų.

• Ilgalaikė potencija : padidėja sinapsė, nes stimuliuojama ar pakartotinai suaktyvinama sinapsinė jungtis. Todėl, esant dirgikliui, kaip ir sensibilizacijos atveju, atsiras nuoseklus atsakas.
• Ilgalaikė depresija (DLP) : padidėja sinapsė, nes pakartotinai neaktyvuota sinapsinė jungtis. Todėl reakcijos į stimulą dydis bus mažesnis arba lygus nuliui. Galima sakyti, kad vyksta pripratimo procesas.

Įpročiai ir supratimas

Pirmieji eksperimentiniai tyrimai, kuriais norėta nustatyti neuroninius pokyčius, kuriais grindžiamas mokymasis ir atmintis, naudojo paprastas mokymosi formas, tokias kaip pripratimas, sensibilizacija ar klasikinis kondicionavimas.

Atsižvelgdamas į tai, amerikiečių mokslininkas Ericas Kandelis sutelkė savo tyrimus į „Aplysia Califórnica“ žiaunų įtraukimo refleksą, remdamasis prielaida, kad nervų struktūros yra analogiškos tarp šių ir aukštesnių sistemų.

Šie tyrimai pateikė pirmuosius įrodymus, kad atmintį ir mokymąsi skatina sinapsinių jungčių tarp elgesyje dalyvaujančių neuronų plastiškumas, atskleidžiant, kad mokymasis sukelia gilius struktūrinius pokyčius, lydinčius atmintį (Mayford et al., 2012).

Kandelis, kaip ir Ramón y Cajal, daro išvadą, kad sinapsiniai ryšiai nėra nekintami ir kad struktūriniai ir (arba) anatominiai pokyčiai sudaro atminties saugojimo pagrindą (Mayford ir kt., 2012).

Atsižvelgiant į neurocheminius mokymosi mechanizmus, įvyks skirtingi įpratimo ir sensibilizacijos įvykiai.

Įpročiai

Kaip jau minėjome anksčiau, pripratimą sudaro reakcijos intensyvumo sumažėjimas, pakartotinio stimulo pateikimo pasekmė. Kai jutiklinis neuronas suvokia stimulą, sukuriamas sužadinimo potencialas, leidžiantis efektyviai reaguoti.

Kartojant stimulą, sužadinimo potencialas palaipsniui mažėja, kol galiausiai jis neviršija minimalaus iškrovos slenksčio, reikalingo sukurti postinapsinį veikimo potencialą, dėl kurio raumenys gali susitraukti.

Šis sužadinimo potencialas mažėja todėl, kad nuolatos kartojant stimulą, didėja kalio jonų (K ⁺ ) išėjimas , o tai savo ruožtu sukelia kalcio kanalų uždarymą ( Ca ²⁺ ), kuris neleidžia patekti kalcio jonams. Todėl šį procesą lemia sumažėjęs glutamato išsiskyrimas (Mayford ir kt., 2012).

Jautrinimas

Jautrinimas yra sudėtingesnė mokymosi forma nei įpročiai, kai intensyvus dirgiklis sukelia perdėtą atsaką į visus paskesnius dirgiklius, net tuos, kurie anksčiau sukėlė mažai atsakymo arba jo visai nebuvo.

Nepaisant to, kad ji yra pagrindinė mokymosi forma, ji turi skirtingus etapus, trumpalaikius ir ilgalaikius. Trumpalaikis sensibilizavimas reikštų greitus ir dinamiškus sinapsinius pokyčius, o ilgalaikis sensibilizavimas sukeltų ilgalaikius ir stabilius pokyčius, esminių struktūrinių pokyčių padarinius.

Šia prasme, esant jautrinančiam dirgikliui (intensyviam ar naujam), glutamatas išsiskiria, kai presinapsinio terminalo išleistas kiekis yra per didelis, jis suaktyvins postsinapsinius AMPA receptorius.

Šis faktas leis patekti Na2 + į postsinapsinį neuroną, leisdamas jo depoliarizacijai ir išlaisvindamas NMDA receptorius, kuriuos iki šiol blokavo Mg2 + jonai, abu įvykiai leis masiškai patekti Ca2 + į postsinapsinį neuroną.

Jei sensibilizuojantis dirgiklis bus pateiktas nuolat, tai sukels nuolatinį Ca2 + kiekio padidėjimą, kuris suaktyvins skirtingas kinazes, sukeldamas ankstyvą genetinių veiksnių išraišką ir baltymų sintezę. Visa tai lems ilgalaikius struktūrinius pakeitimus.

Todėl esminis šių dviejų procesų skirtumas yra baltymų sintezėje. Pirmajame iš jų, esant trumpalaikiam jautrinimui, jo veikimas nėra būtinas, kad jis atsirastų.

Kita vertus, atliekant ilgalaikį sensibilizavimą, svarbu, kad vyktų baltymų sintezė, kad vyktų ilgalaikiai ir stabilūs pokyčiai, kuriais siekiama formuoti ir išlaikyti naują mokymąsi.

Mokymosi konsolidacija smegenyse

Mokymasis ir atmintis yra struktūrinių pokyčių, atsirandančių dėl sinapsinio plastiškumo, rezultatas. Kad šie struktūriniai pokyčiai įvyktų, būtina, kad vyktų ilgalaikis stiprinimo procesas arba sinapsių stiprumo stiprinimas.

Kaip ir sukeliant ilgalaikį sensibilizavimą, būtina ir baltymų sintezė, ir genetinių veiksnių, kurie sukels struktūrinius pokyčius, ekspresija. Kad šie įvykiai įvyktų, turi įvykti tam tikri molekuliniai veiksniai:

• Nuolatinis Ca2 + patekimo į terminalą padidėjimas suaktyvins skirtingas kinazes, sukeldamas ankstyvą genetinių veiksnių ekspresiją ir baltymų sintezę, kuri paskatins naujų AMPA receptorių, kurie bus įterpti į membrana ir palaikys PLP.

Šie molekuliniai įvykiai pakeis dendrito dydį ir formą, taip pat padidės arba sumažės dendritinių spygliukų skaičius tam tikrose vietose.

Be šių lokalių pokyčių, dabartiniai tyrimai parodė, kad pokyčiai vyksta ir globaliu lygmeniu, nes smegenys veikia kaip vieninga sistema.

Todėl šie struktūriniai pokyčiai yra mokymosi pagrindas, be to, kai šie pokyčiai ilgainiui tęsis, mes kalbėsime apie atmintį.

Nuorodos

1. (2008). BN asociacijoje ir BNA, neuromokslai. Smegenų mokslas. Įvadas jauniems studentams. Liverpulis.
2. Bear, M., Connors, B., ir Paradiso, M. (2008). Neuromokslas: smegenų tyrinėjimas. Filadelfija: Lippincott Wiliams ir Wilkings.
3. Caroni, P., Donato, F., ir Muller, D. (2012). Struktūrinis plastiškumas mokantis: reguliavimas ir funkcijos. Nature, 13, 478-490.
4. Elgesio fiziologijos pagrindai. (2010). N. Carlson'e. Madridas: Pearsonas.
5. Mayford, M., Siegelbaum, SA, ir Kandel, ER (nd). Sinapsės ir atminties saugojimas.
6. Morgado, L. (2005). Mokymosi ir atminties psichobiologija: pagrindai ir naujausi pasiekimai. „Neurol“, 40 (5), 258–297.