KĀ MĀCĀS CILVĒKA SMADZENES? - NEIROPSIHOLOĢIJA - 2026

Mūsu smadzenes mācās no pieredzes: saskarsme ar vidi maina mūsu uzvedību, modificējot nervu sistēmu (Carlson, 2010). Neskatoties uz to, ka mēs joprojām esam tālu no tā, lai precīzi un visos līmeņos zinātu katru no neiroķīmiskajiem un fizikālajiem mehānismiem, kas piedalās šajā procesā, dažādās eksperimentālās liecībās ir uzkrātas diezgan plašas zināšanas par mācību procesā iesaistītajiem mehānismiem.

Smadzenes mainās visā mūsu dzīvē. Neironus, kas to veido, var modificēt dažādu cēloņu rezultātā: attīstība, cieš no kāda veida smadzeņu ievainojuma, pakļaušana vides stimulēšanai un būtībā - mācīšanās sekas (BNA, 2003).

Smadzeņu mācīšanās pamatīpašības

Mācīšanās ir būtisks process, kas kopā ar atmiņu ir galvenais veids, kā dzīvām būtnēm ir jāpielāgojas mūsu vides atkārtotajām modifikācijām.

Mēs izmantojam terminu mācīšanās, lai atsauktos uz faktu, ka pieredze rada izmaiņas mūsu nervu sistēmā (NS), kas var būt ilgstoša un nozīmē pārmaiņas uzvedības līmenī (Morgado, 2005).

Pati pieredze maina veidu, kā mūsu ķermenis uztver, rīkojas, domā vai plāno, mainot NS, mainot ķēdes, kas piedalās šajos procesos (Carlson, 2010).

Tādā veidā tajā pašā laikā, kad mūsu organisms mijiedarbojas ar vidi, mūsu smadzeņu sinaptiskie savienojumi tiks mainīti, tiks izveidoti jauni savienojumi, stiprināti tie, kas noder mūsu uzvedības repertuārā, vai arī citi, kas nav noderīgi vai efektīvi, izzūd (BNA, 2003).

Tāpēc, ja mācīšanās ir saistīta ar izmaiņām, kas mūsu pieredzes rezultātā rodas mūsu nervu sistēmā, tad, kad šīs izmaiņas tiek konsolidētas, mēs varam runāt par atmiņām. (Karlsons, 2010). Atmiņa ir parādība, kas izsecināta no tām izmaiņām, kas notiek NS un dod mūsu dzīves nepārtrauktības sajūtu (Morgado, 2005).

Sakarā ar mācību un atmiņas sistēmu dažādajām formām, šobrīd tiek uzskatīts, ka mācību process un jaunu atmiņu veidošanās ir atkarīga no sinaptiskās plastikas - parādības, caur kuru neironi maina viņu spēju komunicēt savā starpā (BNA, 2003 ).

Smadzeņu mācīšanās veidi

Pirms aprakstīt smadzeņu mehānismus, kas iesaistīti mācību procesā, būs jāraksturo dažādas mācīšanās formas, kuru ietvaros mēs varam atšķirt vismaz divus pamata mācīšanās veidus: neasociatīvo mācīšanos un asociatīvo mācīšanos.

-Nesociatīva mācīšanās

Neasociatīvā mācīšanās attiecas uz funkcionālās reakcijas izmaiņām, kas notiek, reaģējot uz viena stimula uzrādīšanu. Neasociatīvā mācīšanās savukārt var būt divu veidu: pieradināšana vai sensibilizācija (Bear et al., 2008).

Habitācija

Atkārtota stimula uzrādīšana samazina reakcijas uz to intensitāti (Bear et al., 2008).

Piemērs: ja jūs dzīvojāt mājā ar tikai vienu tālruni. Kad tas zvana, viņš skrien, lai atbildētu uz zvanu, tomēr katru reizi, kad tas notiek, zvans ir paredzēts kādam citam. Tā kā šis notikums atkārtojas atkārtoti, viņi pārstāj reaģēt uz tālruni un pat var pārstāt to dzirdēt (Bear et al., 2008).

Sensibilizācija

Jaunu vai intensīvu stimulu uzrādīšana rada palielinātu reakciju uz visiem turpmākajiem stimuliem.

Piemērs: Pieņemsim, ka naktī jūs ejat pa ietvi labi apgaismotā ielā, un pēkšņi notiek elektrības padeve. Jebkurš jauns vai dīvains stimuls, kas parādās, piemēram, dzirdes pēdās vai redzot tuvojošās automašīnas priekšējos lukturus, to izjauks. Jutīgais stimuls (aptumšošana) izraisīja sensibilizāciju, kas pastiprina viņu reakciju uz visiem turpmākajiem stimuliem (Bear et al., 2008).

-Asociatīvā mācīšanās

Šāda veida mācīšanās balstās uz asociāciju veidošanos starp dažādiem stimuliem vai notikumiem. Asociācijas apguvē mēs varam atšķirt divus apakštipus: klasiskā kondicionēšana un instrumentālā kondicionēšana (Bear et al., 2008).

Klasiskā kondicionēšana

Šāda veida mācībās būs saistība starp stimulu, kas izraisa reakciju (beznosacījuma reakcija vai beznosacījuma reakcija, RNC / RI), bez nosacījuma vai bez nosacījuma stimulu (ENC / EI), un citu stimulu, kas parasti neizraisa reakciju, kondicionēts stimuls (CS), un tam būs nepieciešama apmācība.

CS un ASV prezentācija pārī ietvers apgūto reakciju (nosacītā reakcija, CR) uz apmācīto stimulu. Kondicionēšana notiks tikai tad, ja stimuli tiks iesniegti vienlaicīgi vai ja CS pirms ENC notiks ļoti īsā laika intervālā (Bear et al., 2008).

Piemērs: ENC / EC stimuls suņiem var būt gaļas gabals. Apskatot gaļu, suņi izdalīs siekalošanās reakciju (RNC / RI). Tomēr, ja suns tiek parādīts kā stimuls, zvanot zvanam, tas neradīs īpašu reakciju. Ja mēs vienlaikus uzrādīsim abus stimulus vai vispirms atkārtosim apmācību, vispirms zvans (CE) un pēc tam gaļa. Skaņa spēs izraisīt siekalošanās reakciju bez gaļas klātbūtnes. Ir bijusi saistība starp pārtiku un gaļu. Skaņa (EC) spēj izraisīt kondicionētu reakciju (CR), siekalošanos.

Instrumentālā kondicionēšana

Šāda veida mācībās jūs iemācāties saistīt reakciju (motorisko darbību) ar nozīmīgu stimulu (atlīdzību). Lai notiktu instrumentāla kondicionēšana, ir nepieciešams, lai stimuls vai atlīdzība notiktu pēc indivīda atbildes.

Turklāt svarīgs faktors būs arī motivācija. No otras puses, instrumentāls kondicionēšanas veids notiks arī tad, ja atalgojuma vietā indivīds iegūst nepatīkamu valences stimulu (Bear et al., 2008).

Piemērs: ja mēs ievedam izsalkušu žurku kastē ar sviru, kas nodrošinās ēdienu, tad, izpētot lodziņu, žurka nospiedīs sviru (motora darbība) un novēro, ka ēdiens parādās (atlīdzība). Kad esat to izdarījis vēl vairākas reizes, žurka sviras nospiešanu saistīs ar ēdiena iegūšanu. Tāpēc jūs nospiedīsit sviru, līdz būsit apmierināts (Bear et al., 2008).

Smadzeņu mācīšanās neiroķīmija

Iespējas un depresija

Kā mēs atsaucāmies iepriekš, domājams, ka mācīšanās un atmiņa ir atkarīga no sinaptiskās plastiskuma procesiem.

Tādējādi dažādi pētījumi ir parādījuši, ka mācīšanās (starp tām, kas aprakstītas iepriekš) un atmiņas procesi rada izmaiņas sinaptiskajā savienojamībā, kas maina neironu stiprumu un komunikācijas spējas.

Šīs savienojamības izmaiņas būtu molekulāro un šūnu mehānismu rezultāts, kas regulē šo darbību, kā neironu ierosmes un kavēšanas sekas, kas regulē struktūras plastiskumu.

Tādējādi viens no uzbudinošo un kavējošo sinapsu galvenajiem raksturlielumiem ir viņu morfoloģijas un stabilitātes augstā mainīguma pakāpe, kas rodas viņu aktivitātes un laika gaitā (Caroni et al., 2012).

Zinātnieki, kas specializējas šajā jomā, īpaši interesējas par sinaptiskās stiprības ilgtermiņa izmaiņām ilgstošas ​​potenciācijas (PLP) un ilgstošas ​​depresijas (DLP) procesu rezultātā.

• Ilgstoša potenciācija : sinaptiskā savienojuma stimulēšanas vai atkārtotas aktivizēšanas rezultātā palielinās sinaptiskā stiprība. Tāpēc stimula klātbūtnē, tāpat kā sensibilizācijas gadījumā, parādīsies konsekventa reakcija.
• Ilgstoša depresija (DLP) : palielinoties sinaptiskajam stiprumam, sinaptiskais savienojums netiek atkārtoti aktivizēts. Tāpēc reakcijas uz stimulu lielums būs mazāks vai pat nulle. Mēs varētu teikt, ka notiek pieradināšanas process.

Ieradumi un informētība

Pirmie eksperimentālie pētījumi, kas interesējās par neironu izmaiņu identificēšanu, kas ir mācīšanās un atmiņas pamatā, izmantoja vienkāršas mācīšanās formas, piemēram, pieradināšanu, sensibilizāciju vai klasisko kondicionēšanu.

Uz šī fona amerikāņu zinātnieks Ēriks Kandels savus pētījumus koncentrēja uz Aplysia Califórnica žaunu ievilkšanas refleksu, sākot ar pieņēmumu, ka neironu struktūras ir analoģiskas starp šīm un augstākām sistēmām.

Šie pētījumi sniedza pirmos pierādījumus tam, ka atmiņu un mācīšanos ietekmē sinaptisko savienojumu plastiskums starp uzvedībā iesaistītajiem neironiem, atklājot, ka mācīšanās izraisa dziļas strukturālas izmaiņas, kas pavada atmiņas glabāšanu (Mayford et al., 2012).

Kandels, tāpat kā Ramón y Cajal, secina, ka sinaptiskie savienojumi nav nemainīgi un ka atmiņas glabāšanas pamatā ir strukturālas un / vai anatomiskas izmaiņas (Mayford et al., 2012).

Mācīšanās neiroķīmisko mehānismu kontekstā notiks dažādi notikumi gan ieradumam, gan sensibilizācijai.

Habitācija

Kā mēs jau minējām iepriekš, pieradināšana sastāv no reakcijas intensitātes samazināšanās, kas ir atkārtota stimula uzrādīšanas sekas. Kad sensoro neirons uztver stimulu, rodas ierosmes potenciāls, kas ļauj efektīvi reaģēt.

Tā kā stimuls tiek atkārtots, ierosmes potenciāls pakāpeniski samazinās, līdz tas beidzot nepārsniedz minimālo izlādes slieksni, kas nepieciešams postsinaptiskā darbības potenciāla radīšanai, kas padara iespējamu muskuļu kontrakciju.

Iemesls, kāpēc šis uzbudinājuma potenciāls samazinās, ir saistīts ar faktu, ka, nepārtraukti atkārtojoties stimulam, palielinās kālija jonu (K ⁺ ) izlaide , kas savukārt izraisa kalcija kanālu slēgšanu ( Ca ²⁺ ), kas neļauj iekļūt kalcija joniem. Tādēļ šo procesu rada samazināta glutamāta izdalīšanās (Mayford et al, 2012).

Sensibilizācija

Sensibilizācija ir sarežģītāks mācību veids nekā pieradināšana, kurā intensīvs stimuls rada pārspīlētu reakciju uz visiem nākamajiem stimuliem, pat tiem, kas iepriekš izraisīja nelielu reakciju vai nebija vispār.

Neskatoties uz to, ka tā ir pamata mācīšanās forma, tai ir dažādi posmi, gan īstermiņa, gan ilgtermiņa. Kaut arī īstermiņa sensibilizācija nozīmētu straujas un dinamiskas sinaptiskas izmaiņas, ilgstoša sensibilizācija radītu ilgstošas ​​un stabilas izmaiņas, kas ir dziļu strukturālu izmaiņu sekas.

Šajā nozīmē sensibilizējoša stimula klātbūtnē (intensīvs vai jauns) notiks glutamāta izdalīšanās, kad presinaptiskā termināla izdalītais daudzums ir pārmērīgs, tas aktivizēs postsinaptiskos AMPA receptorus.

Šis fakts ļaus Na2 + iekļūt postsinaptiskajā neironā, ļaujot tā depolarizācijai, kā arī atbrīvot NMDA receptorus, kurus līdz šim bloķēja Mg2 + joni, abi notikumi ļaus masveidā iekļūt Ca2 + postsinaptiskajā neironā.

Ja sensibilizējošs stimuls tiek uzrādīts nepārtraukti, tas izraisīs pastāvīgu Ca2 + ievades pieaugumu, kas aktivizēs dažādas kināzes, izraisot ģenētisko faktoru agrīnas izpausmes un olbaltumvielu sintēzes sākšanos. Tas viss radīs ilgtermiņa strukturālas izmaiņas.

Tāpēc olbaltumvielu sintēzē tiek atklāta būtiska atšķirība starp diviem procesiem. Pirmajā no tām īslaicīgas sensibilizācijas gadījumā tā darbība nav nepieciešama, lai tā notiktu.

No otras puses, sensibilizācijā ilgtermiņā ir svarīgi, lai notiek olbaltumvielu sintēze, lai notiktu ilgstošas ​​un stabilas izmaiņas, kuru mērķis ir jaunas mācīšanās veidošanās un uzturēšana.

Mācīšanās konsolidācija smadzenēs

Mācīšanās un atmiņa ir strukturālu izmaiņu rezultāts, kas rodas sinaptiskās plastikas rezultātā. Lai šīs strukturālās izmaiņas notiktu, ir nepieciešams, lai notiktu ilgtermiņa uzlabošanas process jeb sinaptiskās stiprības nostiprināšana.

Tāpat kā ilgstošas ​​sensibilizācijas ierosināšanā, ir nepieciešama gan olbaltumvielu sintēze, gan ģenētisko faktoru izpausme, kas izraisīs strukturālas izmaiņas. Lai šie notikumi notiktu, jānotiek virknei molekulāro faktoru:

• Pastāvīgais Ca2 + ievadīšanas pieaugums terminālī aktivizēs dažādas kināzes, izraisot ģenētisko faktoru agrīnas ekspresijas uzsākšanu un olbaltumvielu sintēzi, kas izraisīs jaunu AMPA receptoru indukciju, kas tiks ievietoti membrāna un saglabās PLP.

Šie molekulārie notikumi radīs izmaiņas dendrītiskajos izmēros un formās ar iespēju palielināt vai samazināt dendrītisko muguriņu skaitu noteiktos apgabalos.

Papildus šīm lokalizētajām izmaiņām pašreizējie pētījumi parādīja, ka izmaiņas notiek arī globālā līmenī, jo smadzenes darbojas kā vienota sistēma.

Tāpēc šīs strukturālās izmaiņas ir mācīšanās pamats, turklāt, kad šīm izmaiņām laika gaitā ir tendence saglabāties, mēs runāsim par atmiņu.

Atsauces

1. (2008). BN asociācijā, & BNA, neirozinātnes. Smadzeņu zinātne. Ievads jaunajiem studentiem. Liverpūle.
2. Lācis, M., Connors, B., un Paradiso, M. (2008). Neirozinātne: smadzeņu izpēte. Filadelfija: Lippincott Wiliams & Wilkings.
3. Caroni, P., Donato, F., & Muller, D. (2012). Mācīšanās strukturālā plastika: regulēšana un izkropļojumi. Daba, 13, 478-490.
4. Uzvedības fizioloģijas pamati. (2010). N. Karlsonā. Madride: Pīrsons.
5. Mayford, M., Siegelbaum, SA, & Kandel, ER (nd). Sinapses un atmiņas glabāšana.
6. Morgado, L. (2005). Mācīšanās un atmiņas psihobioloģija: pamati un jaunākie sasniegumi. Rev Neurol, 40 (5), 258-297.