Miten opit ihmisen aivot?



Aivomme oppivat kokemuksistamme: ympäristömme kohtaaminen muuttaa käyttäytymistämme hermostoamme muuttamalla (Carlson, 2010). Vaikka emme edelleenkään tiedä tarkalleen ja kaikilla tasoilla jokaisessa prosessissa mukana olevissa neurokemiallisissa ja fysikaalisissa mekanismeissa, eri kokeelliset todisteet ovat keränneet melko laajaa tietoa oppimisprosessiin liittyvistä mekanismeista.

Aivot muuttuvat koko elämämme ajan. Ne muodostuvat neuronit voidaan muuttaa eri syiden seurauksena: kehitys, jonkinlaisen aivovaurion kärsimys, altistuminen ympäristöön kohdistuvalle stimuloinnille ja pohjimmiltaan oppimisen seurauksena (BNA, 2003).

indeksi

  • 1 Aivojen oppimisen perusominaisuudet
  • 2 Aivojen oppimisen tyypit
    • 2.1 - Ei-assosiatiivinen oppiminen
    • 2.2 - Assosiatiivinen oppiminen
  • 3 Aivojen oppimisen neurokemia
    • 3.1 Vahvistaminen ja masennus
  • 4 Habituation ja tietoisuus
    • 4.1 Happaatio
    • 4.2 Herkistyminen
  • 5 Oppimisen vahvistaminen aivoissa
  • 6 Viitteet

Aivojen oppimisen perusominaisuudet

Oppiminen on olennainen prosessi, joka yhdessä muistin kanssa on tärkein keino, että elävien olentojen on sopeuduttava toistuviin muutoksiin ympäristössä.

Käytämme termiä oppiminen viittaamaan siihen, että kokemus tuottaa muutoksia hermostossa (SN), joka voi olla pitkäaikainen ja sisältää muutoksen käyttäytymistasolla (Morgado, 2005).

Kokemukset itse muuttavat tapaa, jolla organismi havaitsee, toimii, ajattelee tai suunnittelee SN: n muutoksen kautta muuttamalla näihin prosesseihin osallistuvia piirejä (Carlson, 2010).

Tällä tavoin samalla kun organismi toimii vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa, aivojemme synaptiset yhteydet muuttuvat, uusia yhteyksiä luodaan, niitä, jotka ovat käyttökelpoisia käyttäytymisohjelmassamme, muutetaan tai muut eivät ole hyödyllisiä tai tehokkaita (BNA, 2003).

Siksi, jos oppiminen liittyy hermostossa tapahtuneisiin muutoksiin, jotka johtuvat kokemuksistamme, voimme puhua muistoista, kun nämä muutokset yhdistyvät. (Carlson, 2010). Muisti on ilmiö, joka johtuu SN: ssä tapahtuvista muutoksista ja antaa jatkuvuuden tunteen elämäämme (Morgado, 2005).

Oppimis- ja muistijärjestelmien moninaisista muodoista johtuen tällä hetkellä ajatellaan, että oppimisprosessi ja uusien muistojen muodostuminen riippuvat synaptisesta plastisuudesta, ilmiöstä, jonka kautta neuronit muuttavat kykyään kommunikoida keskenään (BNA, 2003). ).

Aivojen oppimisen tyypit

Ennen oppimisprosessiin osallistuvien aivomekanismien kuvaamista on tarpeen kuvata erilaiset oppimismuodot, joissa voimme erottaa ainakin kaksi oppimisen perustyyppiä: ei-assosiatiivinen oppiminen ja assosiatiivinen oppiminen.

-Ei-assosiatiivinen oppiminen

Ei-assosiatiivinen oppiminen viittaa toiminnallisen vasteen muutokseen, joka tapahtuu vastauksena yksittäisen ärsykkeen esittämiseen. Ei-assosiatiivinen oppiminen voi puolestaan ​​olla kahdenlaisia: tottuminen tai herkistyminen (Bear et al., 2008).

tottumista

Ärsykkeen toistuva esittäminen vähentää siihen kohdistuvan vasteen intensiteettiä (Bear et al., 2008).

Esimerkki: sAsuin talossa, jossa oli vain yksi puhelin. Kun se soi, se toimii vastaamaan puheluun, mutta joka kerta, kun se tapahtuu, puhelu on toiselle henkilölle. Koska tämä tapahtuu toistuvasti, lopetat puhelimen reagoimisen ja saattavat jopa lopettaa sen kuulemisen (Bear et al., 2008).

herkistyminen

Uuden tai voimakkaan ärsykkeen esittäminen tuottaa vastauksen, jolla on suurentunut merkitys kaikille seuraaville ärsykkeille.

Esimerkki: suponga, joka kulkee kadulla, joka on hyvin valaistu yöllä, ja yhtäkkiä sähkökatkos tapahtuu. Mahdolliset uudet tai outot ärsykkeet, kuten kuulo-jalanjäljet ​​tai auton lähestymisvalojen katsominen, muuttavat sitä. Aistien ärsyke (sähkökatkos) aiheutti herkistymisen, joka tehostaa vastetta kaikkiin seuraaviin ärsykkeisiin (Bear et al., 2008).

-Assosiatiivinen oppiminen

Tämäntyyppinen oppiminen perustuu eri ärsykkeiden tai tapahtumien välisten yhteyksien luomiseen. Assosiatiivisessa oppimisessa voimme erottaa kaksi alatyyppiä: klassinen ilmastointi ja instrumentaalinen ilmastointi (Bear et al., 2008).

Klassinen ilmastointi

Tämäntyyppisessä oppimisessa esiintyy vaste (provosoimaton vaste tai ehdoton vaste, RNC / RI), ehdottoman tai ehdottoman ärsykkeen (ENC / EI) ja toisen ärsykkeen, joka normaalisti ei aiheuta vastetta, välinen yhteys. ehdollinen ärsyke (EC), ja se vaatii koulutusta.

EY: n ja EI: n paritettu esitys sisältää opetetun vasteen (ehdollisen vasteen, RC) esittämisen koulutetulle ärsykkeelle. Ilmastointi tapahtuu vain, jos ärsykkeet esitetään samanaikaisesti tai jos EC edeltää ENC: tä hyvin lyhyessä ajassa (Bear et al., 2008).

Esimerkki: a ENC / EC-ärsyke koirien osalta voi olla liha. Lihan visualisoinnin jälkeen koirat emittävät syljeneritysvastausta (RNC / RI). Kuitenkin, jos koira esitetään ärsykkeenä, kellon ääni ei esitä mitään vastausta. Jos esitämme molemmat ärsykkeet samanaikaisesti tai ensin kellon (EC) ja sitten lihan äänen toistuvan harjoittelun jälkeen. Ääni pystyy herättämään syljenerityksen vastausta ilman lihaa. Ruoka ja liha ovat olleet yhteydessä toisiinsa. Ääni (EC) kykenee provosoimaan ehdollista vastetta (RC), syljeneritystä.

Instrumentaalinen ilmastointi

Tämäntyyppisessä oppimisessa opit yhdistämään vastauksen (moottori) merkittävään ärsykkeeseen (palkinto). Jotta instrumentaalinen ilmastointi tapahtuisi, on välttämätöntä, että ärsyke tai palkkio tapahtuu yksilön vasteen jälkeen.

Lisäksi motivaatio on myös tärkeä tekijä. Toisaalta instrumentaalinen ilmastointi tapahtuu myös, jos yksilö saa palkkion sijasta aversiivisen valensin ärsykkeen katoamisen (Bear et ai., 2008).

Esimerkki: sEsittelen nälkäisen rotan laatikkoon, jossa on vipu, joka antaa ruokaa, kun rotta tutkii ruutua painamalla vipua (toimi moottori) ja huomaa, että ruoka näkyy (palkinto). Kun tämä toimenpide on suoritettu useammin, rotta yhdistää vipun paineen ruoan saamiseen. Siksi painat vipua, kunnes se on täynnä (Bear et al., 2008).

Aivojen oppimisen neurokemia

Vahvistaminen ja masennus

Kuten aiemmin mainitsimme, oppimisen ja muistin uskotaan riippuvan synaptisesta plastisuudesta.

Näin ollen erilaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että oppimisprosessit (kuten edellä kuvatut) ja muisti, johtavat muutoksiin synaptisessa yhtey- dessä, jotka muuttavat neuronien välistä voimaa ja kommunikaatiokykyä.

Nämä yhteyden muutokset johtuisivat molekyyli- ja solumekanismeista, jotka säätelevät tätä aktiivisuutta viritys- ja neuronaalisen eston seurauksena, joka säätää rakenteellista plastisuutta.

Täten yksi eksitatoristen ja inhiboivien synapsien pääominaisuuksista on niiden morfologian ja stabiilisuuden suuri vaihtelu, joka ilmenee niiden toiminnan ja ajan kulun seurauksena (Caroni et ai., 2012).

Tähän alueeseen erikoistuneet tutkijat ovat erityisen kiinnostuneita pitkäaikaisista synaptisen voiman muutoksista pitkän aikavälin vaikutusmahdollisuuksien (PLP) ja pitkäaikaisen masennuksen (DLP) seurauksena..

  • Pitkäaikainen vaikutusmahdollisuus: synaptisen voimakkuuden lisääntyminen synaptisen yhteyden stimuloinnin tai toistuvan aktivoinnin seurauksena. Siksi esiintyy johdonmukainen vaste ärsykkeen läsnä ollessa, kuten herkistymisen tapauksessa.
  • Pitkäaikainen masennus (DLP): synaptisen voimakkuuden lisääntyminen johtuu synaptisen yhteyden toistuvan aktivoinnin puuttumisesta. Siksi ärsykkeeseen kohdistuvan vasteen suuruus on pienempi tai jopa nolla. Voimme sanoa, että tapahtuu tottumisprosessi.

Habituatio ja tietoisuus

Ensimmäiset kokeelliset tutkimukset, jotka ovat kiinnostuneita tunnistamaan oppimisen ja muistin taustalla olevat neuronaaliset muutokset, käyttivät yksinkertaisia ​​oppimismuotoja, kuten tottumusta, herkistymistä tai klassista hoitoa..

Tässä panoraamakuvassa amerikkalainen tutkija Eric Kandel keskittyi tutkimuksiinsa Aplysia Califórnican haarautumisen heijastumiseen lähtien olettamuksesta, että neuronaaliset rakenteet ovat samanlaisia ​​näiden ja ylivoimaisen järjestelmän välillä..

Nämä tutkimukset antoivat varhaisessa vaiheessa näyttöä siitä, että muistiin ja oppimiseen vaikuttavat käyttäytymiseen osallistuvien neuronien synaptisten yhteyksien plastisuus, mikä paljastaa, että oppiminen johtaa syviin rakenteellisiin muutoksiin, jotka liittyvät muistin tallennukseen (Mayford et al. al., 2012).

Kandel, kuten Ramón y Cajal, päättelee, että synaptiset yhteydet eivät ole muuttumattomia ja että rakenteelliset ja / tai anatomiset muutokset ovat muistin tallennuksen perusta (Mayford et al., 2012).

Oppimisen neurokemiallisten mekanismien yhteydessä tapahtuu sekä tapahtumia että herkistymistä.

tottumista

Kuten aiemmin mainitsimme, tottuminen koostuu vasteen voimakkuuden vähenemisestä, ärsykkeen toistuvan esittämisen seurauksesta. Kun herkkä hermo havaitsee ärsykkeen, syntyy herätyspotentiaali, joka mahdollistaa tehokkaan vasteen.

Kun ärsyke toistetaan, eksitatorinen potentiaali pienenee asteittain, kunnes lopulta se ei ylitä minimipurkauskynnystä, joka on välttämätön postsynaptisen toimintapotentiaalin tuottamiseksi, mikä mahdollistaa lihaskäsittelyn..

Syy tähän herätyspotentiaalin vähenemiseen johtuu siitä, että kun ärsykettä toistetaan jatkuvasti, kaliumionien tuotanto kasvaa (K+), joka puolestaan ​​aiheuttaa kalsiumkanavien sulkemisen (Ca2+), joka estää kalsiumionien pääsyn. Siksi tämä prosessi syntyy glutamaatin vapautumisen vähenemisestä (Mayford et al., 2012).

herkistyminen

Herkistyminen on monimutkaisempi oppimismuoto kuin tottuminen, jossa voimakas ärsyke tuottaa liioiteltua vastausta kaikkiin seuraaviin ärsykkeisiin, jopa niihin, jotka aiemmin aiheuttivat vähän tai ei lainkaan vastausta.

Vaikka se on oppimisen perusmuoto, sillä on eri vaiheet lyhyellä ja pitkällä aikavälillä. Vaikka lyhyen aikavälin herkistyminen edellyttäisi nopean ja dynaamisen synaptisen muutoksen, pitkäaikainen herkistyminen johtaisi pitkäkestoisiin ja vakaisiin muutoksiin, jotka johtuvat syvistä rakenteellisista muutoksista..

Tässä mielessä herkistävän ärsykkeen (voimakas tai uusi) läsnä ollessa tapahtuu glutamaatin vapautuminen, kun presynaptisen terminaalin vapauttama määrä on liiallinen, aktivoi postsynaptiset AMPA-reseptorit.

Tämä seikka sallii Na2 +: n pääsyn postsynaptiseen neuroniin, joka sallii sen depolarisaation, sekä NMDA-reseptorien vapautumisen, jotka toistaiseksi olivat tukeneet Mg2 + -ionit, molemmat tapahtumat sallivat massiivisen Ca2 + -virtauksen postsynaptiseen neuroniin.

Jos herkistävä ärsyke esitetään jatkuvasti, se aiheuttaa jatkuvaa Ca2 + -merkinnän kasvua, joka aktivoi erilaisia ​​kinaaseja, mikä johtaa geneettisten tekijöiden varhaisen ilmentymisen ja proteiinisynteesin alkamiseen. Kaikki tämä johtaa pitkän aikavälin rakenteellisiin muutoksiin.

Siksi näiden kahden prosessin välinen ero on proteiinien synteesissä. Ensimmäisessä niistä, lyhyen aikavälin tietoisuudessa, sen toiminta ei ole välttämätöntä sen toteuttamiseksi.

Pitkällä aikavälillä tietoisuus on välttämätöntä proteiinien synteesin tuottamiseksi kestävien ja vakaiden muutosten aikaansaamiseksi, joiden tavoitteena on uusien oppimisten muodostaminen ja ylläpito..

Aivojen oppimisen vahvistaminen

Oppiminen ja muisti ovat seurausta synaptisesta plastisuudesta johtuvista rakenteellisista muutoksista. Jotta nämä rakennemuutokset tapahtuisivat, on välttämätöntä ylläpitää synaptisen voiman pitkän aikavälin potentiaalisuutta tai vahvistamista..

Kuten pitkäaikaisen herkistymisen indusoinnissa, on välttämätöntä sekä proteiinien synteesi että geneettisten tekijöiden ilmentyminen, jotka johtavat rakenteellisiin muutoksiin. Jotta nämä tapahtumat tapahtuisivat, joukon molekyylitekijöitä on tehtävä:

  • Ca2 + -merkinnän pysyvä kasvu päätelaitteessa aktivoi erilaisia ​​kinaaseja, mikä johtaa geneettisten tekijöiden varhaisen ilmentymisen alkamiseen ja proteiinien synteesiin, joka johtaa uusien AMPA-reseptorien indusoitumiseen, jotka lisätään kalvo ja ylläpitää PLP: tä.

Nämä molekyylitapahtumat johtavat koon ja dendriittisen muodon muuttumiseen, koska ne voivat antaa tiettyjen vyöhykkeiden dendriittisten piikkien määrän kasvua tai vähenemistä.

Näiden paikallisten muutosten lisäksi nykyinen tutkimus on osoittanut, että muutokset tapahtuvat myös maailmanlaajuisesti, koska aivot toimivat yhtenäisenä järjestelmänä.

Siksi nämä rakennemuutokset ovat oppimisen perusta, ja kun nämä muutokset kestävät ajan mittaan, puhumme muistista.

viittaukset

  1. (2008). B. N.-yhdistyksessä & BNA, Neurotieteiden. Aivojen tiede. Johdanto nuorille opiskelijoille. Liverpool.
  2. Bear, M., Connors, B., & Paradiso, M. (2008). Neurotiede: aivojen tutkiminen. Philadelphia: Lippincott Wiliams & Wilkings.
  3. Caroni, P., Donato, F. & Muller, D. (2012). Rakenteellinen plastisuus oppimisen yhteydessä: säätely ja huutokaupat. Luonto, 13, 478-490.
  4. Käyttäytymisen fysiologian perusteet. (2010). N. Carlsonissa. Madrid: Pearson.
  5. Mayford, M., Siegelbaum, S.A. & Kandel, E. R. (s.f.). Synapsiot ja muistin tallennus.
  6. Morgado, L. (2005). Oppimisen ja muistin psykobiologia: perusteet ja viimeaikainen edistys. Rev Neurol, 40(5), 258-297.