Как научаваш човешкия мозък?



Нашият мозък се учи От опит: изправени пред нашата околна среда променя поведението си, като промените нашата нервна система (Carlson, 2010). Въпреки, че ние сме далеч от знаят точно и на всеки един от неврохимични и физически механизми, участващи в този процес всички нива, на различни експериментални доказателства е натрупал доста обширни познания за механизмите, участващи в процеса на обучение още.

Мозъкът се променя през целия ни живот. Невроните, които го съставят, могат да бъдат модифицирани като следствие от различни причини: развитие, страдание от някакъв вид мозъчно увреждане, излагане на стимулиране на околната среда и фундаментално, като следствие от ученето (BNA, 2003).

индекс

  • 1 Основни характеристики на ученето в мозъка
  • 2 Видове обучение на мозъка
    • 2.1 - Неасоциативно учене
    • 2.2 - Асоциативно учене
  • 3 Неврохимия на ученето на мозъка
    • 3.1 Овластяване и депресия
  • 4 Привикване и осъзнаване
    • 4.1 Привикване
    • 4.2 Сенсибилизация
  • 5 Консолидиране на ученето в мозъка
  • 6 Препратки

Основни характеристики на ученето в мозъка

Ученето е съществен процес, който, заедно с паметта, е основното средство, което живите същества трябва да се адаптират към повтарящите се промени в нашата среда.

Използваме термина учене, за да обозначим факта, че опитът предизвиква промени в нашата нервна система (SN), които могат да бъдат дълготрайни и да включват модификация на поведенческото ниво (Morgado, 2005)..

Самите преживявания променят начина, по който нашият организъм възприема, действа, мисли или планира чрез модифициране на SN, променяйки схемите, които участват в тези процеси (Carlson, 2010)..

По този начин, докато тялото ни взаимодейства с околната среда, синаптичните връзки в мозъка ни търпят промени, могат да се установят нови връзки, засилва тези, които са полезни в нашата поведенчески репертоар или изчезват други, които не са полезни или ефективност (БНС, 2003).

Ето защо, ако обучението е свързано с промените, които настъпват в нашата нервна система в резултат на нашия опит, когато тези промени се затвърдят, можем да говорим за спомени. (Carlson, 2010). Паметта е феномен, изведен от тези промени, които се случват в SN и дава усещане за приемственост в нашия живот (Morgado, 2005).

Поради множество форми на ученето и паметта системи, понастоящем смята, че процеса на обучение и образуването на нови спомени зависи от синаптичната пластичност, феномен, чрез които неврони променят тяхната способност за комуникация между тях (BNA, 2003 ).

Видове учене на мозъка

Преди да се опишат мозъчните механизми, включени в учебния процес, ще бъде необходимо да се характеризират различните форми на учене, в рамките на които можем да разграничим поне два основни типа обучение: неасоциативно учене и асоциативно учене..

-Неасоциативно учене

Неасоциативното учене се отнася до промяната във функционалната реакция, която възниква в отговор на представянето на единичен стимул. Неасоциативното обучение на свой ред може да бъде от два вида: привикване или сенсибилизация (Bear et al., 2008).

привикване

Повтарящото се представяне на стимула предизвиква намаляване на интензивността на отговора към него (Bear et al., 2008)..

Пример: sЖивеех в къща само с един телефон. Когато звъни, той започва да отговаря на повикването, но всеки път, когато го прави, обаждането е за друг човек. Тъй като това се случва многократно, ще спрете да реагирате на телефона и дори ще престанете да го чувате (Bear et al., 2008).

сенсибилизация

Представянето на нов или интензивен стимул предизвиква отговор с повишена величина до всички следващи стимули.

Пример: sАнга, който върви по тротоара на улица, добре осветена през нощта, и внезапно се случи затъмнение. Всеки нов или странен стимул, който се появява, като слушане на стъпки или виждане на приближаващите фарове на кола, ще го промени. Сензорният стимул (затъмнение) предизвиква сенсибилизация, която усилва реакцията му към всички следващи стимули. (Bear et al., 2008).

-Асоциативно учене

Този тип обучение се основава на установяването на асоциации между различни стимули или събития. В рамките на асоциативното учене можем да разграничим два подтипа: класическо и инструментално (Bear et al., 2008)..

Класическа климатизация

При този вид обучение връзката между стимул, който предизвиква отговор безусловните (безусловен отговор или безусловен отговор, RNC / RI), безусловен стимул или (ENC / EI), както и други стимули, които обикновено причиняват ще настъпи липса на отговор, стандартен дразнител (CS), което ще изисква обучение.

Сдвоеното представяне на ЕК и ЕИ ще включва представяне на научената реакция (условен отговор, РК) на обучения стимул. Кондиционирането ще настъпи само ако стимулите са представени едновременно или ако ЕК предхожда ЕНК в много кратък интервал от време (Bear et al., 2008).

Пример: a ENC / EC стимул, в случай на кучета, може да бъде парче месо. При визуализация на месото кучетата ще отделят отговор на слюноотделяне (RNC / RI). Въпреки това, ако кучето е представено като стимул, звукът на камбаната няма да даде никакъв отговор по-специално. Ако представим и двата стимула едновременно или първо звука на камбаната (ЕК) и след това месото, след повторно обучение. Звукът ще може да провокира реакцията на слюноотделяне, без да представя месото. Налице е връзка между храна и месо. Звукът (EC) е способен да провокира условен отговор (RC), слюноотделяне.

Инструментална кондициониране

В този тип обучение вие ​​се научавате да свързвате отговора (моторния акт) със значителен стимул (награда). За да се случи инструменталното кондициониране, е необходимо стимулът или наградата да се появят след реакцията на индивида.

В допълнение, мотивацията също ще бъде важен фактор. От друга страна, инструменталното кондициониране също ще се случи, ако вместо награда, индивидът получи изчезване на отблъскващ валентен стимул (Bear et al., 2008)..

Пример: sвъвеждам един гладен плъх в кутия с лост, който ще осигури храна, когато изследва кутията, плъхът ще натисне лоста (действа двигател) и ще забележи, че се появява храна (награда). След извършване на това действие повече пъти, плъхът ще свърже налягането на лоста с получаването на храна. Затова натиснете лоста, докато се насити (Bear et al., 2008).

Неврохимия на ученето на мозъка

Овластяване и депресия

Както споменахме по-рано, смята се, че ученето и паметта зависят от процесите на синаптичната пластичност.

По този начин различни изследвания показват, че процесите на обучение (сред които са описаните по-горе) и паметта, водят до промени в синаптичната свързаност, която променя силата и комуникационния капацитет между невроните..

Тези промени в свързаността биха били резултат от молекулярни и клетъчни механизми, които регулират тази активност като последица от възбуждане и невронално инхибиране, което регулира структурната пластичност..

Ето защо, една от основните характеристики на възбуждащи и инхибиторни синапси е високото ниво на вариабилност в тяхната морфология и стабилност, което възниква в резултат на тяхната активност и протичане на времето (Caroni et al., 2012).

Учените, специализирани в тази област, са особено заинтересовани от дългосрочните промени в синаптичната сила, като последица от процесите на дългосрочно овластяване (PLP) и дългосрочната депресия (DLP)..

  • Дългосрочно овластяване: увеличаване на синаптичната сила възниква в резултат на стимулиране или повторно активиране на синаптичната връзка. Следователно, последователен отговор ще се появи в присъствието на стимула, както в случая на сенсибилизация.
  • Дългосрочна депресия (DLP): увеличаването на синаптичната сила възниква като следствие от липсата на повторно активиране на синаптичната връзка. Следователно величината на отговора на стимула ще бъде по-малка или дори нулева. Можем да кажем, че се случва процес на привикване.

Привикване и осъзнаване

Първите експериментални проучвания, които се интересуват от идентифициране на невронните промени, които лежат в основата на ученето и паметта, използват прости форми на учене, като привикване, сенсибилизация или класическа кондиция..

В този сценарий, американският учен Ерик Кандел фокусира своите изследвания на хрилни прибиране рефлекс на Aplysia californica основава на предпоставката, че нервните структури са подобни между тях и по-високи системи.

Тези изследвания предвидени първото доказателство, че паметта и ученето са медиирани от пластичността на синаптичните връзки между невроните, участващи в поведението, разкрива, че ученето води до дълбоки структурни промени, които съпътстват памет за съхранение (Mayford ЕТ др., 2012 г.).

Kandel, подобно на Ramón y Cajal, заключава, че синаптичните връзки не са неизменни и че структурните и / или анатомичните промени са в основата на съхранението на паметта (Mayford et al., 2012).

В контекста на неврохимичните механизми на ученето ще се провеждат различни събития както за привикване, така и за сенсибилизация.

привикване

Както споменахме по-рано, привикването се състои в намаляване на интензивността на отговора, следствие от многократното представяне на стимул. Когато стимул се възприема от чувствителния неврон, се генерира възбуждащ потенциал, който позволява ефективен отговор.

Тъй като стимулът се повтаря, възбудителният потенциал постепенно намалява, докато най-накрая не успее да надмине минималния праг на разреждане, необходим за генериране на постсинаптичен потенциал на действие, което прави възможно свиването на мускула.

Причината, поради която този възбуждащ потенциал намалява, се дължи на факта, че когато стимулът непрекъснато се повтаря, се получава нарастващ изход на калиеви йони (К \ t+), което от своя страна води до затваряне на калциевите канали (Са2+), което предотвратява навлизането на калциеви йони. Следователно, този процес се произвежда чрез намаляване на освобождаването на глутамат (Mayford et al, 2012)..

сенсибилизация

Сенсибилизацията е по-сложна форма на учене, отколкото привикване, при която интензивен стимул предизвиква преувеличен отговор на всички следващи стимули, дори и тези, които преди това са причинявали малък или никакъв отговор.

Въпреки че е основна форма на обучение, тя има различни етапи, в краткосрочен и дългосрочен план. Макар че краткосрочната сенсибилизация би включвала бързи и динамични синаптични промени, дългосрочната сенсибилизация би довела до дълготрайни и стабилни промени, дължащи се на дълбоки структурни промени..

В този смисъл, в присъствието на сенсибилизиращ стимул (интензивен или нов) ще настъпи освобождаване на глутамат, когато количеството, освободено от пресинаптичния терминал, е прекалено, активира постсинаптичните АМРА рецептори.

Този факт ще позволи влизането на Na2 + в постсинаптичния неврон, позволяващ деполяризацията му, както и освобождаването на NMDA рецептори, които досега бяха блокирани от Mg2 + йони, и двете събития ще позволят масивен приток на Са2 + в постсинаптичния неврон..

Ако сенсибилизиращият стимул е представен непрекъснато, това ще доведе до постоянно нарастване на Са2 + входа, което ще активира различни кинази, което води до началото на ранното изразяване на генетични фактори и синтеза на протеини. Всичко това ще доведе до дългосрочни структурни промени.

Следователно, основната разлика между двата процеса е в синтеза на протеини. В първия от тях, в краткосрочната осведоменост, неговото действие не е необходимо, за да се случи.

От своя страна, в дългосрочен план осъзнаването е от съществено значение за производството на синтез на протеини, за да се получат трайни и стабилни промени, които имат за цел създаването и поддържането на нови познания.

Консолидиране на ученето в мозъка

Ученето и паметта са резултат от структурни промени, които настъпват в резултат на синаптичната пластичност. За да се осъществят тези структурни промени, е необходимо да се поддържа процесът на дългосрочно усилване или консолидиране на синаптичната сила..

Както и при индукцията на дългосрочна сенсибилизация, е необходимо както синтеза на протеини, така и изразяването на генетични фактори, които ще доведат до структурни промени. За да се случат тези събития, трябва да се проведат редица молекулярни фактори:

  • Устойчивото нарастване на Са2 + входа в терминала ще активира различни кинази, което ще доведе до началото на ранното експресиране на генетични фактори и синтеза на протеини, което ще доведе до индукция на нови АМРА рецептори, които ще бъдат включени в мембрана и ще поддържа PLP.

Тези молекулни събития ще доведат до промяна на размера и дендритната форма, като ще могат да увеличават или намаляват броя на дендритните бодли на определени зони..

В допълнение към тези локализирани промени, настоящите изследвания показват, че промените се случват и в световен мащаб, тъй като мозъкът действа като единна система.

Следователно, тези структурни промени са в основата на ученето, освен това, когато тези промени са склонни да издържат във времето, ние ще говорим от паметта.

препратки

  1. (2008 г.). В B. N. асоциация, & BNA, Невронауки. Науката за мозъка. Въведение за младите студенти. Ливърпул.
  2. Bear, M., Connors, B., & Paradiso, M. (2008). Неврологията: изследва мозъка. Филаделфия: Lippincott Wiliams & Wilkings.
  3. Caroni, P., Donato, F., & Muller, D. (2012). Структурна пластичност при учене: регулиране и дейности. Природа, 13, 478-490.
  4. Основи на физиологията на поведението. (2010 г.). В N. Carlson. Мадрид: Пиърсън.
  5. Mayford, M., Siegelbaum, S.A., & Kandel, Е. R. (s.f.). Синапси и съхранение на паметта.
  6. Morgado, L. (2005). Психобиология на ученето и паметта: основи и последните постижения. Rev Neurol, 40(5), 258-297.