Náš mozek se učí ze zkušeností: čelit našemu prostředí mění naše chování úpravou našeho nervového systému (Carlson, 2010). Navzdory skutečnosti, že ještě zdaleka neznáme přesně a na všech úrovních každý z neurochemických a fyzikálních mechanismů, které se účastní tohoto procesu, různé experimentální důkazy nashromáždily poměrně rozsáhlé znalosti o mechanismech zapojených do procesu učení..
Mozek se mění po celý život. Neurony, které jej tvoří, mohou být modifikovány v důsledku různých příčin: vývoje, utrpení nějakého typu poranění mozku, expozice stimulaci prostředí a zásadně v důsledku učení (BNA, 2003).
Rejstřík článků
Učení je základní proces, který je spolu s pamětí hlavním prostředkem, kterým se živé bytosti musí přizpůsobit opakujícím se změnám našeho prostředí..
Termín učení používáme k označení skutečnosti, že zkušenost vytváří změny v našem nervovém systému (NS), které mohou být trvalé a znamenat změnu na úrovni chování (Morgado, 2005)..
Samotné zkušenosti mění způsob, jakým náš organismus vnímá, jedná, myslí nebo plánuje prostřednictvím modifikace NS a mění okruhy, které se účastní těchto procesů (Carlson, 2010).
Tímto způsobem ve stejnou dobu, kdy náš organismus interaguje s prostředím, procházejí synaptická spojení našeho mozku změnami, mohou být vytvořena nová spojení, posílena spojení užitečná v našem behaviorálním repertoáru nebo jiná, která nejsou užitečná nebo účinná. (BNA, 2003).
Pokud tedy učení souvisí se změnami, ke kterým dochází v našem nervovém systému v důsledku našich zkušeností, když jsou tyto změny konsolidovány, můžeme mluvit o vzpomínkách. (Carlson, 2010). Paměť je fenomén odvozený z těch změn, ke kterým dochází v NS a dává pocit kontinuity našim životům (Morgado, 2005).
Vzhledem k mnoha formám systémů učení a paměti se v současné době předpokládá, že proces učení a tvorba nových vzpomínek závisí na synaptické plasticitě, což je jev, kterým neurony mění svou schopnost vzájemně komunikovat (BNA, 2003)..
Před popisem mozkových mechanismů zapojených do procesu učení bude nutné charakterizovat různé formy učení, v rámci kterých můžeme rozlišovat alespoň dva základní typy učení: neasociativní učení a asociativní učení..
Asociativní učení se vztahuje ke změně funkční reakce, ke které dochází v reakci na prezentaci jediného stimulu. Neasociativní učení může být zase dvou typů: habituace nebo senzibilizace (Bear et al., 2008).
Opakovaná prezentace stimulu vede ke snížení intenzity reakce na něj (Bear et al., 2008)..
Příklad: sžil jsem v domě jen s jedním telefonem. Když zazvoní, rozběhne se, aby přijal hovor, ale pokaždé, když to udělá, je hovor pro někoho jiného. Jelikož k tomu dochází opakovaně, přestanete na telefon reagovat a můžete ho dokonce přestat slyšet. (Bear et al., 2008).
Prezentace nového nebo intenzivního podnětu vytváří reakci větší velikosti na všechny následující podněty.
Příklad: sPředpokládejme, že jdete v noci po chodníku v dobře osvětlené ulici a náhle dojde k výpadku proudu. Jakýkoli nový nebo podivný podnět, který se objeví, například slyšet kroky nebo vidět světlomety blížícího se auta, to rozruší. Citlivý stimul (blackout) vedl k senzibilizaci, která zesiluje jeho reakci na všechny následující podněty (Bear et al., 2008).
Tento typ učení je založen na vytváření asociací mezi různými podněty nebo událostmi. V rámci asociativního učení můžeme rozlišit dva podtypy: klasickou kondicionaci a instrumentální kondici (Bear et al., 2008).
V tomto typu učení bude existovat asociace mezi stimulem, který způsobí reakci (nepodmíněná odpověď nebo nepodmíněná odpověď, RNC / RI), nepodmíněným nebo nepodmíněným stimulem (ENC / EI), a dalším stimulem, který obvykle nevyvolává reakci, podmíněný stimul (CS), a to bude vyžadovat školení.
Párová prezentace CS a USA bude zahrnovat prezentaci naučené reakce (podmíněná odpověď, CR) na trénovaný podnět. K kondicionování dojde, pouze pokud jsou stimuly prezentovány současně nebo pokud CS předchází ENC ve velmi krátkém časovém intervalu (Bear et al., 2008).
Příklad: a Stimulem ENC / EC, v případě psů, může být kus masa. Při prohlížení masa vydávají psi reakci na slinění (RNC / RI). Pokud však prezentujeme zvuk zvonu psovi jako stimul, nebude to mít žádnou konkrétní reakci. Pokud prezentujeme oba podněty současně nebo nejprve zvuk zvonu (CE) a poté masa, po opakovaném tréninku. Zvuk bude schopen vyvolat reakci na slinění, aniž by bylo přítomno maso. Existuje souvislost mezi jídlem a masem. Zvuk (EC) je schopen vyvolat podmíněnou odpověď (CR), slinění.
V tomto typu učení se naučíte spojovat reakci (motorický čin) s významným stimulem (odměnou). Aby došlo k instrumentální kondici, je nutné, aby stimul nebo odměna nastala po reakci jednotlivce.
Kromě toho bude důležitým faktorem také motivace. Na druhou stranu dojde také k podmíněnosti instrumentálního typu, pokud místo odměny získá jedinec zmizení averzivního valenčního stimulu (Bear et al., 2008)..
Příklad: sPokud zavedeme hladovou krysu do krabice s pákou, která jí zajistí potravu, při zkoumání krabice potkan zatlačí na páku (motorický čin) a pozoruje, že se jídlo objevuje (odměna). Když provedete tuto akci vícekrát, krysa spojí tlak páky se získáním potravy. Proto budete stisknout páčku, dokud nebudete spokojeni. (Bear et al., 2008).
Jak jsme již zmínili, učení a paměť závisí na procesech synaptické plasticity..
Různé studie tedy ukázaly, že procesy učení (mezi nimiž jsou i ty popsané výše) a paměť způsobují změny v synaptické konektivitě, které mění sílu a komunikační kapacitu mezi neurony..
Tyto změny v konektivitě by byly výsledkem molekulárních a buněčných mechanismů, které regulují tuto aktivitu v důsledku neuronální excitace a inhibice, která reguluje strukturní plasticitu..
Jednou z hlavních charakteristik excitačních a inhibičních synapsí je tedy vysoká úroveň variability jejich morfologie a stability, ke které dochází v důsledku jejich aktivity a plynutí času (Caroni et al., 2012).
Vědci specializující se na tuto oblast se konkrétně zajímají o dlouhodobé změny synaptické síly v důsledku procesů dlouhodobé potenciace (PLP) - a dlouhodobé deprese (DLP)..
První experimentální studie se zájmem o identifikaci nervových změn, které jsou základem učení a paměti, používaly jednoduché formy učení, jako je návyk, senzibilizace nebo klasické podmiňování.
V tomto scénáři se americký vědec Eric Kandel zaměřil na studium retrakčního reflexu Aplysia Califórnica, přičemž vycházel z předpokladu, že nervové struktury jsou mezi těmito a vyššími systémy analogické..
Tyto studie poskytly první důkaz, že paměť a učení jsou zprostředkovány plasticitou synaptických spojení mezi neurony zapojenými do chování, odhalující, že učení vede k hlubokým strukturálním změnám, které doprovázejí ukládání paměti (Mayford et al., 2012).
Kandel, stejně jako Ramón y Cajal, dochází k závěru, že synaptická spojení nejsou neměnná a že strukturální a / nebo anatomické změny tvoří základ ukládání paměti (Mayford et al., 2012).
V kontextu neurochemických mechanismů učení budou probíhat různé události jak u návyku, tak u senzibilizace.
Jak jsme již zmínili dříve, návyky spočívají ve snížení intenzity reakce, což je důsledek opakované prezentace podnětu. Když je senzorický neuron vnímán jako stimul, je generován excitační potenciál, který umožňuje efektivní reakci.
Jak se stimul opakuje, excitační potenciál se postupně snižuje, až nakonec nepřekročí minimální prahovou hodnotu pro vybití nezbytnou k vytvoření postsynaptického akčního potenciálu, který umožňuje svalovou kontrakci..
Důvod, proč se tento excitační potenciál snižuje, je ten, že při neustálém opakování stimulu dochází ke zvyšující se produkci iontů draslíku (K+), což zase způsobuje uzavření vápníkových kanálů (Cadva+), který brání vstupu iontů vápníku. Proto je tento proces produkován snížením uvolňování glutamátu (Mayford et al, 2012).
Senzibilizace je složitější formou učení než zvykem, kdy intenzivní stimul vyvolává přehnanou reakci na všechny následující podněty, dokonce i na ty, které dříve vyvolávaly malou nebo žádnou reakci..
Přestože je základní formou učení, představuje různé fáze, krátkodobé i dlouhodobé. Zatímco krátkodobá senzibilizace by znamenala rychlé a dynamické synaptické změny, dlouhodobá senzibilizace by vedla k trvalým a stabilním změnám, což je důsledek hlubokých strukturálních změn..
V tomto smyslu za přítomnosti senzibilizujícího stimulu (intenzivního nebo nového) dojde k uvolnění glutamátu, když je množství uvolněné presynaptickým terminálem nadměrné, aktivuje postsynaptické AMPA receptory.
Tato skutečnost umožní vstup Na2 + do postsynaptického neuronu, což umožní jeho depolarizaci i uvolnění NMDA receptorů, které byly dosud blokovány ionty Mg2 +, obě události umožní masivní vstup Ca2 + do postsynaptického neuronu ..
Pokud je senzibilizující stimul prezentován nepřetržitě, způsobí to trvalé zvýšení vstupu Ca2 +, což aktivuje různé kinázy, což povede k zahájení časné exprese genetických faktorů a syntézy proteinů. To vše povede k dlouhodobým strukturálním úpravám.
Proto se základní rozdíl mezi těmito dvěma procesy nachází v syntéze bílkovin. V prvním z nich, při krátkodobé senzibilizaci, není jeho působení nutné, aby k němu mohlo dojít.
Z dlouhodobého hlediska je důležité, aby došlo k syntéze bílkovin, aby došlo k trvalým a stabilním změnám zaměřeným na formování a udržování nového učení..
Učení a paměť jsou výsledkem strukturálních změn, ke kterým dochází v důsledku synaptické plasticity. Aby k těmto strukturálním změnám mohlo dojít, je nutné zachovat proces dlouhodobé potenciace nebo konsolidace synaptické síly..
Stejně jako při indukci dlouhodobé senzibilizace je nezbytná jak syntéza proteinů, tak exprese genetických faktorů, které povedou ke strukturálním změnám. Aby k těmto událostem mohlo dojít, musí proběhnout řada molekulárních faktorů:
Tyto molekulární jevy povedou ke změně dendritické velikosti a tvaru s možností zvýšení nebo snížení počtu dendritických trnů v určitých oblastech..
Kromě těchto lokalizovaných změn současný výzkum ukázal, že ke změnám dochází také na globální úrovni, protože mozek funguje jako jednotný systém.
Proto jsou tyto strukturální změny základem učení, navíc, když tyto změny mají tendenci trvat v průběhu času, budeme hovořit o paměti.
Zatím žádné komentáře