Långsiktiga minnesformer, neuronbaser och störningar

den långsiktigt minne (MLP) är en mycket hållbar minnesbutik med till synes obegränsad kapacitet. Ett långsiktigt minne kan vara från flera timmar till flera år.

Minnen som når korttidsminnet kan bli långsiktiga minnen genom en process som kallas "konsolidering". Det handlar om repetition, betydande föreningar och känslor.

Enligt dessa faktorer kan minnen vara starkare (ditt födelsedatum) eller svagare eller svårare att återhämta sig (ett koncept du lärde dig år sedan i skolan).

I allmänhet är kortsiktigt minne mer akustiskt och visuellt. På lång sikt är informationen kodad framförallt visuellt och semantiskt (mer kopplad till föreningar och betydelser).

När det gäller det fysiologiska planet innebär långsiktigt minne en process av fysiska förändringar i strukturerna och anslutningarna av neuroner, cellerna i vår hjärna.

Processen är känd som långsiktig empowerment (PLP). Och det innebär att när vi lär oss något, skapas, modifieras, förstärks eller försvagas nya neuronalkretsar. Det vill säga att det finns en neuronal omorganisation som gör att vi kan lagra ny kunskap i vår hjärna. På detta sätt förändras vår hjärna ständigt.

Hippocampus är hjärnstrukturen där information lagras tillfälligt och tjänar till att konsolidera minnen från korttidslagring till långtidslagring. Man tror att det kan delta i moduleringen av neuronala anslutningar under perioder av mer än 3 månader efter det första lärandet.

Hippocampus har förbindelser med flera hjärnområden. Det verkar som om minnena som ska fixas i vår hjärna, överför hippocampus informationen till kortikala områden där de lagras på ett varaktigt sätt.

Självklart, om dessa hjärnstrukturer skadades på något sätt skulle någon form av långsiktigt minne försämras. Detta är vad som händer hos patienter med amnesi.

Också beroende på området för den skadade hjärnan skulle vissa typer av minne eller minnen påverkas, men andra skulle inte. Typerna av befintligt minne beskrivs nedan.

Å andra sidan, när vi glömmer någonting, det som händer är att de synaptiska förbindelser som ansvarar för den kunskapen är försvagade. Även om det också kan hända att ett nytt neuralt nätverk aktiveras som överlappar det föregående, vilket orsakar störningar.

Det är därför som det finns en debatt om huruvida vi får radera informationen slutligt i vårt minne eller inte. Det kan hända att de lagrade data aldrig helt tas bort från vårt långsiktiga minne, men att det blir svårare att återhämta sig.

Historia av långsiktigt minne

De första försöken att studera minne grundades på filosofiska metoder. Dessa bestod av observation, logik, reflektion etc..

Under nittonde århundradet började de använda den vetenskapliga metoden för att studera minne experimentellt. Således fokuserade Ebbinghaus på studier av mänskligt minne medan Lashley analyserade djurminne för första gången.

Redan år 1894 Santiago Ramón y Cajal, hade postulerat genom histologiska förberedelser att lärande skapar strukturella förändringar i vårt nervsystem.

Under 1949 uppgav en annan fundamental siffra, Donald Hebb, att lärandet bygger på mekanismer av synaptisk plasticitet. Det betyder att synaptiska anslutningar ändras med långsiktigt minne.

Parallellt, de berömda behavioristerna Pavlov, Skinner, Thorndike och Watson lade grunden till associativ inlärning: klassisk beting och operant.

Modellen som mest används för att förklara hur minne fungerar är modellen Atkinson och Shiffrin (1968).

De angav att den mottagna informationen genom sinnena (syn, lukt, hörsel, känsel ...) som kommer in i sensoriska butiken, når sedan en andra butik kallas korttidsminnet (MCP), som har en varaktighet och begränsad kapacitet.

En del av informationen från korttidsminnet kan övergå till nästa butik, det långsiktiga minnet. Den behåller och behandlar tidigare utvald information. Dess kapacitet är praktiskt taget obegränsad.

Neuropsykologiska studier har också varit grundläggande hos patienter med lesioner i de temporala lobesna, där man finner den möjliga platsen för minne i hjärnan. Ett mycket känt fall är det hos patienten Henry Molaison (H.M.). Denna patient avlägsnades både mediala temporala lobes, en del av hippocampus och amygdala för att behandla epilepsi. Men efter operationen upptäckte de att han inte kunde lagra ny information i sitt långsiktiga minne.

Tack vare djurmodeller var det möjligt att visa de neurala kretsar som är inblandade i lärandet. Förutom de olika molekylära mekanismerna som finns i kort och långsiktigt minne.

Faktum är att Eric Kandel fick Nobelpriset 2000 för sina studier med Aplysia Californica. Denna marina snigel avslöjade mycket om neurala kretsar och strukturella förändringar i minnet. Detta bekräftade definitivt Cajals hypoteser.

För närvarande använder forskare neuroimaging tekniker hos friska och sjuka patienter för att lära sig mer om minnesmekanismer (Carrillo Mora, 2010).

Typer av långsiktigt minne

Det finns två typer av långsiktigt minne, det uttryckliga eller deklarativa och det implicita eller icke-deklarativa.

Deklarativt eller explicit minne

Deklarativt minne omfattar all kunskap som medvetet kan framkallas. Detta kan verbaliseras eller överföras på ett enkelt sätt till en annan individ.

I vår hjärna verkar affären vara lokaliserad i medial temporal lob.

Inom denna undertyp av minne är semantiskt minne och episodiskt minne.

Semantiskt minne avser ordets mening, objektens funktioner och annan kunskap om miljön.

Det episodiska minnet, å andra sidan, är det som lagrar viktiga eller känslomässigt relevanta erfarenheter, upplevelser och händelser i vårt liv. Därför kallas det även självbiografiskt minne.

Icke-deklarativt eller implicit minne

Denna typ av minne, som du kan härleda, framkallas omedvetet och utan mentala ansträngningar. Den innehåller information som inte lätt kan verbaliseras och kan läras omedvetet och till och med ofrivilligt.

Inom denna kategori är procedur- eller instrumentminnet, vilket innebär minne om förmågor och vanor. Några exempel skulle spela ett instrument, cykla, köra eller laga mat. De är aktiviteter som har praktiserats mycket och är därför automatiserade.

Den del av vår hjärna som är ansvarig för att lagra dessa färdigheter är den strimmiga kärnan. Förutom de basala ganglierna och cerebellum.

Icke-deklarativt minne omfattar också lärande genom association (till exempel relatera en viss melodi till en plats eller koppla ett sjukhus med obehagliga förnimmelser).

Dessa är klassisk konditionering och operant konditionering. Den första orsakar två händelser som har uppstått flera gånger ihop eller är beroende av att vara associerade.

Medan den andra innebär att ett visst beteende har positiva konsekvenser (och därför kommer det att upprepas), och det andra beteendet ger negativa följder (och deras förverkligande kommer att undvikas).

Svaren som har emotionella komponenter lagras i ett hjärnområde som kallas amygdaloidkärnan. Däremot ligger svaren som involverar skelettmusklerna i cerebellum.

Implisitivt icke-associativt lärande, som till exempel förhoppning och medvetenhet, lagras också i det implicita minnet i reflexer..

Neural baser

För någon information att nå det långsiktiga minnet är det nödvändigt att producera en rad neurokemiska eller morfologiska förändringar i hjärnan.

Det har bevisats att minnet lagras genom flera synapser (kopplingar mellan neuroner). När vi lär oss något, förstärks vissa synapser.

Å andra sidan, när vi glömmer det blir de svaga. Således är vår hjärna i ständig förändring som förvärvar ny information och kasserar den som inte är användbar. Dessa förluster eller vinster av synapser påverkar vårt beteende.

Denna anslutning ombyggs hela livet tack vare mekanismer för träning, stabilisering och synaptisk eliminering. Kort sagt, det finns strukturella omorganisationer i neuronala anslutningar.

Vid undersökningar med patienter med amnesi visades det att kortsiktigt och långsiktigt minne var i olika butiker med olika neuronala substrat.

Långsiktigt bemyndigande

Som det har upptäckts, när vi är i ett lärande sammanhang, finns det en större frisättning av glutamat.

Detta ger aktiveringen av vissa receptorfamiljer, vilket i sin tur orsakar inträdet av kalcium i de involverade nervcellerna. Kalcium tränger huvudsakligen genom en receptor som kallas NMDA.

När en sådan hög mängd kalcium ackumuleras i cellen som överstiger tröskelvärdet utlöses det som kallas "långsiktig potentiering". Det innebär att mer hållbart lärande sker.

Dessa kalciumnivåer orsakar aktivering av olika kinaser: proteinkinas C (PKC), kalmodulin kinas (CaMKII), mitogen actividas kinaser (MAPK) och tyrosinkinas End.

Var och en av dem har olika funktioner, som utlöser fosforyleringsmekanismer. Exempelvis bidrar kalmodulinkinas (CaMKII) till införandet av nya AMPA-receptorer i det postsynaptiska membranet. Detta ger större styrka och stabilitet hos synapserna, upprätthållande av lärandet.

CaMKII orsakar också förändringar i cytoskeletten hos neuroner, som påverkar den aktiva. Detta resulterar i en ökning av storleken på den dendritiska ryggraden som är kopplad till en stabilare och hållbar synaps.

Dessutom, proteinkinas C (PKC) fastställs broar mellan presynaptiska och postsynaptiska celler (cadherin-N), vilket ger en mer stabil anslutning.

Dessutom kommer tidiga expressionsgener som är involverade i proteinsyntes att delta. MAPK-vägen (mitogenaktiverade kinaser) reglerar genetisk transkription. Detta skulle leda till nya neuronala anslutningar.

Således, medan korttidsminnet innefattar modifiering av befintliga proteiner och ändringar i styrkan av befintliga synapser, kräver långtidsminne ny proteinsyntes och tillväxt av nya förbindelser.

Tack vare PKA, MAPK, CREB-1 och CREB-2-banorna blir korttidsminnet långsiktigt minne. Detta som ett resultat avspeglas i förändringar i storleken och formen på de dendritiska ryggraden. Förutom en utvidgning av neuronens terminalknapp.

Traditionellt var det tänkt att dessa inlärningsmekanismer gavs endast i hippocampus. Det har dock visat sig i däggdjur som långsiktig potentiering kan förekomma i många regioner som lillhjärnan, thalamus och neocortex.

Det har också visat sig att det finns platser där det knappast finns några NMDA-receptorer, och likväl framträder långsiktigt empowerment..

Långtidsdepression

Precis som du kan ställa in minnen, kan du också "glömma" annan information som inte hanteras. Denna process kallas "långsiktig depression" (DLP).

Det tjänar till att undvika mättnad och uppstår när det finns en aktivitet i presynaptisk neuron, men inte i postsynaptisk eller vice versa. Eller när aktiveringen har mycket låg intensitet. På så sätt reverseras de strukturella förändringarna som nämns ovan gradvis.

Långsiktigt minne och sömn

Det har visats i olika studier att tillräcklig vila är avgörande för att lagra minnen på ett stabilt sätt.

Det verkar som att vår kropp använder sömnperioden för att ställa in nya minnen, eftersom det inte är någon inblandning från utsidan som gör processen svår.

Därför kodifierar vi och återställer redan lagrade uppgifter, medan vi under sömnen konsoliderar vad vi lärde oss under dagen.

För att detta ska vara möjligt har det observerats att under sömnen återgår reaktioner i samma neuronala nätverk som aktiverades medan vi lärde oss. Det vill säga, långsiktig potentiering (eller långsiktig depression) kan induceras medan vi sover.

Intressant har studier visat att sömn efter inlärning har positiva effekter på minnet. Antingen under en 8-timmars sömn, en 1 eller 2 timmars tupplur, och till och med en 6-minuters sömn.

Dessutom är ju mindre tiden som går mellan lärandeperioden och drömmen, desto mer fördelar kommer det att ha i lagring av långsiktigt minne.

Långsiktiga minnesstörningar

Det finns villkor där långsiktigt minne kan påverkas. Till exempel, i situationer där vi är trötta, när vi inte sover ordentligt eller har stressiga tider.

Även det långsiktiga minnet tenderar att bli sämre gradvis när vi blir äldre.

Å andra sidan, är patologiska tillstånd som är mer kopplade till minnesproblem förvärvad hjärnskada och neurodegenerativa sjukdomar såsom Alzheimers sjukdom.

Uppenbarligen, eventuella skador som uppstår i konstruktioner som stöder eller är involverade i minnesbildning (såsom de temporala loberna, hippocampus, amygdala, etc.) producerar uppföljare till vårt lager långtidsminnet.

Kan vara problem både för att minnas information och sparas (retrograd amnesi), och lagra nya minnen (anterograd amnesi).

referenser

1. Caroni, P., Donato, F., & Muller, D. (2012). Strukturell plasticitet vid inlärning: reglering och funktioner. Naturrecensioner Neurovetenskap, 13 (7), 478-490.
2. Carrillo-Mora, Paul. (2010). Minnessystem: historisk granskning, klassificering och nuvarande begrepp. Första delen: Historia, minnes taxonomi, långsiktiga minnessystem: semantiskt minne. Mental hälsa, 33 (1), 85-93.
3. Diekelmann, S., & Born, J. (2010). Minnesfunktionen av sömn. Naturrecensioner Neurovetenskap, 11 (2), 114-126.
4. Långtidsminne. (N.D.). Hämtat den 11 januari 2017, från BrainHQ: brainhq.com.
5. Långsiktigt minne. (2010). Hämtat från det mänskliga minnet: human-memory.net.
6. Mayford, M., Siegelbaum, S. A., & Kandel, E.R. (2012). Synapser och minneslagring. Cold Spring Harbor-perspektiv i biologi, 4 (6), a005751.
7. McLeod, S. (2010). Långtidsminne. Hämtad från helt enkelt psykologi: simplypsychology.org.