КАКО ЉУДСКИ МОЗАК УЧИ? - НЕУРОПСИХОЛОГИЈА - 2025

Наш мозак учи из искустава: суочавање са околином мења наше понашање модификацијом нашег нервног система (Царлсон, 2010). Упркос чињеници да смо још увек далеко од тога да знамо тачно и на свим нивоима сваки од неурохемијских и физикалних механизама који учествују у овом процесу, различити експериментални докази накупили су прилично широко знање о механизмима који су укључени у процес учења.

Мозак се мења током живота. Неурони који га чине могу се модификовати као последица различитих узрока: развој, трпећи неке врсте повреда мозга, изложеност стимулацији околине и у основи, као последица учења (БНА, 2003).

Основне карактеристике учења мозга

Учење је суштински процес који је заједно са памћењем главно средство које се жива бића морају прилагодити понављајућим се модификацијама нашег окружења.

Израз учење користимо за упућивање на чињеницу да искуство производи промене у нашем нервном систему (НС), које могу бити дуготрајне и укључивати модификацију на нивоу понашања (Моргадо, 2005).

Сама искуства мењају начин на који наше тело опажа, делује, мисли или планира, модификацијом НС, мењајући склопове који учествују у тим процесима (Царлсон, 2010).

На тај начин, у исто време када наше тело интерактивно делује са околином, синаптичке везе нашег мозга ће претрпети промене, могу се успоставити нове везе, оне које су корисне у нашем понашању ојачане или друге које нису корисне или ефикасне нестају (БНА, 2003).

Стога, ако учење има везе са променама које се јављају у нашем нервном систему као резултат наших искустава, кад се те промене консолидују, можемо говорити о сећањима. (Царлсон, 2010). Сећање је феномен закључен из оних промена које се дешавају у НС и даје осећај континуитета нашем животу (Моргадо, 2005).

Због вишеструких облика система учења и памћења, тренутно се сматра да процес учења и формирање нових сећања зависе од синаптичке пластичности, феномена кроз који неурони мењају своју способност међусобне комуникације (БНА, 2003 ).

Врсте учења мозга

Пре него што опишемо механизме мозга који су укључени у процес учења, биће неопходно окарактерисати различите облике учења, у оквиру којих можемо разликовати најмање две основне врсте учења: несоцијално учење и асоцијативно учење.

-Неатрактивно учење

Асоцијативно учење односи се на промену функционалног одговора која настаје као одговор на представљање једног подстицаја. Асоцијативно учење заузврат може бити две врсте: хабитуација или сензибилизација (Беар ет ал., 2008).

Хабитуатион

Понављано представљање подражаја смањује интензитет одговора на њега (Беар ет ал., 2008).

Пример: ако сте живели у кући са само једним телефоном. Кад зазвони, он потрчи да одговори на позив, али сваки пут када то учини, позив је неког другог. Како се овај догађај понавља, они ће престати реагирати на телефон и можда ће га престати слушати (Беар и сур., 2008).

Сензибилизација

Презентација новог или интензивног подражаја даје одговор повећане величине на све наредне подражаје.

Пример: Претпоставимо да ноћу ходате тротоаром у добро осветљеној улици и изненада се појави затамњење. Сваки нови или чудан подражај који се појави, попут слушања корака или гледања фарова аутомобила који се приближава, узнемирит ће га. Осетљиви стимуланс (замрачење) довео је до сензибилизације, што појачава њихов одговор на све наредне подражаје (Беар и др., 2008).

-Асоцијативно учење

Ова врста учења заснива се на успостављању асоцијације између различитих стимуланса или догађаја. У оквиру асоцијативног учења можемо разликовати двије подврсте: класично кондиционирање и инструментално кондиционирање (Беар ет ал., 2008).

Класичне клима

У овој врсти учења ће постојати повезаност између стимулуса који изазива одговор (безусловни одговор или безусловни одговор, РНЦ / РИ), безусловног или безусловног подражаја (ЕНЦ / ЕИ) и другог подстицаја који нормално не изазива одговор, условљени подстицај (ЦС), а за то ће бити потребна обука.

Упарена презентација ЦС-а и САД-а укључиваће презентацију наученог одговора (условљени одговор, ЦР) на обучени подражај. Кондиционирање ће се догодити само ако су подражаји представљени истовремено или ако ЦС претходи ЕНЦ у врло кратком временском интервалу (Беар ет ал., 2008).

Пример: ЕНЦ / ЕЦ стимулус, у случају паса, може бити комад меса. Након прегледа меса, пси ће послати одговор саливације (РНЦ / РИ). Међутим, ако је пас звук звона представљен као стимуланс, он неће представљати неки посебан одговор. Ако истовремено представљамо оба подражаја или прво звук звона (ЦЕ), а затим и месо, након поновљеног тренинга. Звук ће моћи да изазове одговор пљувачке, а да месо не буде присутно. Постоји повезаност између хране и меса. Звук (ЕЦ) може да изазове условљени одговор (ЦР), пљувачање.

Инструментално кондиционирање

У овој врсти учења научите да повезујете одговор (моторички чин) са значајним стимулансом (наградом). Да би се дошло до инструменталног кондиционирања, неопходно је да се стимулус или награда појаве након реакције појединца.

Поред тога, мотивација ће такође бити важан фактор. С друге стране, инструментална врста кондиционирања ће се такође догодити ако уместо награде појединац добије нестанак аверзивног стимуланса валенције (Беар ет ал., 2008).

Пример: ако уведемо гладног пацова у кутију с полугом која ће обезбедити храну, приликом истраживања кутије штакор ће притиснути ручицу (моторни чин) и посматрати да се храна појављује (награда). Након што то учините више пута, пацов ће повезати притискање полуге са добијањем хране. Због тога ћете притиснути ручицу док не будете задовољни (Беар ет ал., 2008).

Неурохемија учења мозга

Оснаживање и депресија

Као што смо раније поменули, сматра се да учење и памћење зависе од процеса синаптичке пластичности.

Стога су различита истраживања показала да процеси учења (међу којима су и горе описани) и памћења узрокују промјене у синаптичкој повезаности које мијењају снагу и способност комуникације између неурона.

Ове промене у повезивању биле би резултат молекулских и ћелијских механизама који регулишу ову активност као последица побуђења неурона и инхибиције који регулише структурну пластичност.

Дакле, једна од главних карактеристика ексцитацијских и инхибицијских синапси је висок ниво променљивости у њиховој морфологији и стабилности који настаје као последица њихове активности и проласка времена (Царони ет ал., 2012).

Научници специјализовани за ову област посебно су заинтересовани за дугорочне промене синаптичке снаге, као последицу процеса дуготрајне потенцирања (ПЛП) - и дугорочне депресије (ДЛП).

• Дуготрајно потенцирање : долази до повећања синаптичке снаге као последица стимулације или опетоване активације синаптичке везе. Због тога ће се у присуству стимулуса појавити доследан одговор, као у случају сензибилизације.
• Дуготрајна депресија (ДЛП) : долази до повећања синаптичке снаге као последица непостојања поновљене активације синаптичке везе. Према томе, јачина реакције на стимулус биће мања или чак нула. Могли бисмо рећи да се догађа процес хабитуације.

Хабитуација и свест

Прве експерименталне студије заинтересоване за препознавање неуронских промена које су основа учења и памћења, користиле су једноставне облике учења као што су навикавање, сензибилизација или класично кондиционирање.

У складу с тим, амерички научник Ериц Кандел усредсредио је своје студије на рефлекс повлачења шкрга Аплисиа Цалифорница, полазећи од претпоставке да су неуронске структуре аналогне између ових и виших система.

Ове студије пружиле су прве доказе да су памћење и учење посредовани пластичношћу синаптичких веза између неурона који су укључени у понашање, откривајући да учење води до дубоких структурних промена које прате меморију (Маифорд ет ал., 2012).

Кандел, као и Рамон и Цајал, закључује да синаптичке везе нису непроменљиве и да структурне и / или анатомске промене представљају основу меморије (Маифорд ет ал., 2012).

У контексту неурохемијских механизама учења одвијаће се различити догађаји и за хабитуацију и за сензибилизацију.

Хабитуатион

Као што смо раније поменули, хабитуација се састоји од смањења интензитета одговора, што је последица поновљеног представљања подражаја. Када сензорни неурон стимулише стимулус, ствара се ексцитацијски потенцијал који омогућава ефикасан одговор.

Како се стимулус понавља, побудни потенцијал прогресивно опада, све док коначно не успе да прекорачи минимални праг пражњења потребан за стварање постинаптичког потенцијала деловања, што омогућава контракцију мишића.

Разлог зашто се овај ексцитацијски потенцијал смањује, тај је чињеница да, како се стимулус непрестано понавља, све већи је излаз калијум јона (К ⁺ ), што заузврат узрокује затварање калцијумових канала ( Ца ²⁺ ), који спречава улазак калцијумових јона. Стога је овај процес узрокован смањењем ослобађања глутамата (Маифорд ет ал, 2012).

Сензибилизација

Сензибилизација је сложенији облик учења од хабитуације, у којем интензивни стимуланс изазива претерани одговор на све наредне подражаје, чак и на оне који су раније изазвали мало или никакав одговор.

Иако је основни облик учења, оно има различите фазе, краткорочне и дугорочне. Док би краткотрајна сензибилизација подразумевала брзе и динамичне синаптичке промене, дугорочна сензибилизација довела би до дуготрајних и стабилних промена, што је последица дубоких структурних промена.

У том смислу, у присуству сензибилизирајућег стимулуса (интензивног или новог), доћи ће до ослобађања глутамата, када ће количина коју ослобађа пресинаптички терминал прекомерна активирати постинаптичке АМПА рецепторе.

Ова чињеница ће омогућити улазак На2 + у постинаптички неурон, омогућавајући његову деполаризацију, као и ослобађање НМДА рецептора, које су до сада блокирали Мг2 + јони, оба догађаја ће омогућити масовни улазак Ца2 + у постсинаптички неурон.

Ако се стимулус сензибилизује континуирано, то ће изазвати трајно повећање уноса Ца2 +, што ће активирати различите киназе, што ће довести до ране експресије генетских фактора и синтезе протеина. Све ово водиће дугорочним структуралним модификацијама.

Стога је основна разлика између два процеса у синтези протеина. У првом од њих, при краткотрајној сензибилизацији, није неопходно његово деловање.

Са своје стране, код дугорочне сензибилизације, од суштинског је значаја да се синтеза протеина одвија тако да се догоде трајне и стабилне промене које имају за циљ формирање и одржавање новог учења.

Консолидација учења у мозгу

Учење и памћење резултат су структуралних промена које настају као последица синаптичке пластичности. Да би се те структурне промене десиле, неопходно је да се догоди дугорочни процес унапређења или консолидација синаптичке снаге.

Као и код индукције дуготрајне сензибилизације, неопходна је и синтеза протеина и експресија генетских фактора који ће довести до структуралних промена. Да би се ови догађаји десили, мора се догодити низ молекуларних фактора:

• Упорно повећање уноса Ца2 + у терминал активираће различите киназе, што доводи до покретања ране експресије генетских фактора и синтезе протеина што ће довести до индукције нових АМПА рецептора који ће бити убачени у мембрана и одржаваће ПЛП.

Ови молекуларни догађаји ће резултирати променом дендритичке величине и облика, уз могућност повећања или смањења броја дендритичких бодљи у одређеним областима.

Поред ових локализованих промена, актуелно истраживање је показало да се промене дешавају и на глобалном нивоу јер мозак делује као јединствени систем.

Стога су ове структуралне промене основа учења, поред тога, када те промене трају временом, говорит ћемо о памћењу.

Референце

1. (2008). У БН асоцијацији и БНА, Неурознаности. Наука о мозгу. Увод за младе студенте. Ливерпоол
2. Беар, М., Цоннорс, Б., и Парадисо, М. (2008). Неурознаност: истраживање мозга. Пхиладелпхиа: Липпинцотт Вилиамс & Вилкингс.
3. Царони, П., Донато, Ф. и Муллер, Д. (2012). Структурна пластичност при учењу: регулација и фукције. Природа, 13, 478-490.
4. Основе физиологије понашања. (2010). У Н. Царлсон. Мадрид: Пеарсон.
5. Маифорд, М., Сиегелбаум, СА, Кандел, ЕР (нд). Синапси и меморија.
6. Моргадо, Л. (2005). Психобиологија учења и памћења: основе и недавни напредак. Рев Неурол, 40 (5), 258-297.