Dlouhodobé typy paměti, neuronální báze a poruchy

dlouhodobé paměti (MLP) je velmi odolný paměťový úložiště se zdánlivě neomezenou kapacitou. Dlouhodobá paměť může trvat několik hodin až několik let.

Vzpomínky, které dosahují krátkodobé paměti, se mohou stát dlouhodobými vzpomínkami prostřednictvím procesu nazývaného „konsolidace“. Zahrnuje opakování, významné asociace a emoce.

Podle těchto faktorů mohou být vzpomínky silnější (vaše datum narození) nebo slabší nebo těžší obnovit (koncept, který jste se naučili před lety ve škole).

Obecně řečeno, krátkodobá paměť je více akustická a vizuální. Zatímco v dlouhodobé paměti jsou informace kódovány především vizuálně a sémanticky (více propojené se asociacemi a významy).

Pokud jde o fyziologickou rovinu, dlouhodobá paměť zahrnuje proces fyzických změn ve strukturách a spojeních neuronů, buněk našeho mozku.

Tento proces je znám jako dlouhodobé posílení (PLP). A to znamená, že když se něco naučíme, vytvoří se, upraví, posílí nebo zeslabí nové neuronální okruhy. To znamená, že existuje neuronální reorganizace, která nám umožňuje ukládat nové znalosti v našem mozku. Tímto způsobem se náš mozek neustále mění.

Hippocampus je struktura mozku, kde jsou informace dočasně uloženy a slouží ke konsolidaci vzpomínek z krátkodobého skladování na dlouhodobé skladování. Předpokládá se, že se může podílet na modulaci neuronálních spojení po dobu delší než 3 měsíce po prvním učení.

Hippocampus má spojení s více mozkovými oblastmi. Zdá se, že pro vzpomínky, které mají být upevněny v našem mozku, hipokampus přenáší informace do kortikálních oblastí, kde jsou trvale uloženy..

Kdyby tyto mozkové struktury byly nějakým způsobem poškozeny, nějaká forma dlouhodobé paměti by byla narušena. To se děje u pacientů s amnézií.

Také v závislosti na oblasti poškozeného mozku by byly ovlivněny některé typy paměti nebo paměti, ale jiné by ne. Typy existující paměti jsou popsány níže.

Na druhou stranu, když na něco zapomeneme, stane se, že synaptické spojení odpovědné za toto poznání je oslabeno. I když se může také stát, že je aktivována nová neuronová síť, která překrývá předchozí, což způsobuje rušení.

Proto se diskutuje o tom, zda se dostaneme k definitivnímu vymazání informací v naší paměti nebo ne. Je možné, že uložená data nejsou nikdy zcela odstraněna z naší dlouhodobé paměti, ale že je obtížnější je obnovit.

Historie dlouhodobé paměti

První pokusy o studium paměti vycházely z filozofických metod. Jednalo se o pozorování, logiku, reflexi atd..

V devatenáctém století začali experimentálně používat vědeckou metodu ke studiu paměti. Ebbinghaus se tedy zaměřil na studium lidské paměti, zatímco Lashley poprvé analyzoval paměť zvířat.

Již v roce 1894 Santiago Ramón y Cajal postuloval pomocí histologických preparátů, že učení vytváří strukturální změny v našem nervovém systému.

Zatímco v roce 1949, další základní postava, Donald Hebb, uvedl, že učení je založeno na mechanismech synaptické plasticity. To znamená, že synaptické spojení se mění s dlouhodobou pamětí.

Paralelně, slavní behavioristé Pavlov, Skinner, Thorndike a Watson založili základy asociativního učení: klasické a operantní podmíněnosti.

Model, který se nejvíce používá k vysvětlení fungování paměti, je model Atkinson a Shiffrin (1968).

Naznačili, že informace jsou přijímány smysly (zrak, vůně, sluch, dotek ...) vstupující do smyslového obchodu, pak dorazí do druhého obchodu, který je známý jako krátkodobá paměť (MCP), která má omezenou dobu trvání a kapacitu..

Některé informace z krátkodobé paměti mohou přecházet do dalšího úložiště, což je dlouhodobá paměť. Uchovává a zpracovává dříve vybrané informace. Jeho kapacita je prakticky neomezená.

Neuropsychologické studie byly také zásadní u pacientů s lézemi v temporálních lalocích, kteří nalezli možné umístění paměti v mozku. Velmi známým případem je případ pacienta Henryho Molaisona (H.M.). Tento pacient byl odstraněn jak mediální temporální laloky, část hipokampu a amygdala k léčbě jejich epilepsie. Po operaci však zjistili, že nemohl ukládat nové informace do své dlouhodobé paměti.

Díky zvířecím modelům bylo možné demonstrovat neurální obvody zapojené do učení. Stejně jako různé molekulární mechanismy, které existují v krátkodobé a dlouhodobé paměti.

Eric Kandel obdržel v roce 2000 Nobelovu cenu za studium s Aplysia Californica. Tento mořský šnek odhalil mnoho o nervových obvodech a strukturálních změnách v paměti. To jednoznačně potvrdilo Cajalovy hypotézy.

V současné době vědci používají neuroimaging techniky u zdravých a nemocných pacientů, aby se dozvěděli více o paměťových mechanismech (Carrillo Mora, 2010).

Typy dlouhodobé paměti

Existují dva typy dlouhodobé paměti, explicitní nebo deklarativní a implicitní nebo ne-deklarativní.

Deklarativní nebo explicitní paměť

Deklarativní paměť zahrnuje všechny znalosti, které lze vědomě vyvolat. To může být verbalizováno nebo předáno jednoduchým způsobem jiné osobě.

Zdá se, že v našem mozku je obchod umístěn ve středním spánkovém laloku.

V tomto podtypu paměti je sémantická paměť a epizodická paměť.

Sémantická paměť označuje význam slov, funkce objektů a další znalosti o prostředí.

Epizodická paměť je na druhé straně ta, která uchovává důležité nebo citově relevantní zkušenosti, zážitky a události našeho života. Proto se také nazývá autobiografická paměť.

Ne-deklarativní nebo implicitní paměť

Tento druh paměti, jak můžete odvodit, je vyvolán nevědomě a bez duševního úsilí. Obsahuje informace, které nelze snadno verbalizovat, a lze je naučit nevědomě a dokonce i nedobrovolně.

V této kategorii je procedurální nebo instrumentální paměť, která implikuje paměť schopností a návyků. Některé příklady by mohly hrát nástroj, jezdit na kole, řídit nebo něco vařit. Jedná se o činnosti, které se hodně praktikují, a proto jsou automatizované.

Část našeho mozku, která je zodpovědná za ukládání těchto dovedností, je pruhované jádro. Kromě bazálních ganglií a mozečku.

Non-deklarativní paměť také zahrnuje učení se asociací (například, spojovat určitou melodii s místem, nebo spojit nemocnici s nepříjemnými pocity) \ t.

Jedná se o klasické kondicionování a operantní kondicionování. První způsobuje dvě události, které se objevily několikrát společně nebo podmíněné přidružením.

Zatímco druhé zahrnuje učení, že určité chování má pozitivní důsledky (a proto se bude opakovat), a že jiné chování má negativní důsledky (a jejich realizace bude vyloučena).

Reakce, které mají emocionální složky, jsou uloženy v oblasti mozku nazývané amygdaloidní jádro. Naproti tomu odpovědi, které zahrnují kosterní svaly, se nacházejí v mozečku.

Implicitní non-asociativní učení, jako je návyk a vědomí, je také uloženo v implicitní paměti v reflexech..

Neuronové báze

Pro získání jakékoliv informace k dlouhodobé paměti je nezbytné vytvořit sérii neurochemických nebo morfologických změn v mozku.

Bylo prokázáno, že paměť je uložena prostřednictvím více synapsí (spojení mezi neurony). Když se něco naučíme, posilují se určité synapsy.

Na druhou stranu, když na to zapomeneme, stanou se slabými. Náš mozek tedy neustále mění získávání nových informací a vyhazování těch, které nejsou užitečné. Tyto ztráty nebo zisky synapsí ovlivňují naše chování.

Tato konektivita je po celý život přestavěna díky mechanismům tréninku, stabilizace a synaptické eliminace. Stručně řečeno, v neuronálních spojeních existují strukturální reorganizace.

Ve vyšetřováních s pacienty s amnézií bylo prokázáno, že krátkodobá a dlouhodobá paměť byla v různých skladech s různými neuronálními substráty..

Dlouhodobé zmocnění

Jak bylo zjištěno, když jsme v kontextu učení, dochází k většímu uvolňování glutamátu.

To produkuje aktivaci určitých receptorových rodin, což zase způsobuje vstup vápníku do postižených nervových buněk. Vápník proniká hlavně přes receptor zvaný NMDA.

Jakmile se takové vysoké množství vápníku hromadí v buňce, která překračuje prahovou hodnotu, spouští se to, co se nazývá "dlouhodobá potenciace". Což znamená, že probíhá trvalejší učení.

Tyto hladiny vápníku aktivují aktivaci různých kináz: protein kinázy C (PKC), kalmodulin kinázy (CaMKII), mitogenem aktivovaných kináz (MAPK) a tyrosinkinázy..

Každý z nich má různé funkce, spouštějící fosforylační mechanismy. Například, kalmodulin kináza (CaMKII) přispívá k vložení nových AMPA receptorů do postsynaptické membrány. Výsledkem je větší síla a stabilita synapsí, což udržuje učení.

CaMKII také způsobuje změny v cytoskeletu neuronů, které ovlivňují aktivní. To má za následek zvýšení velikosti dendritické páteře, která je spojena se stabilnější a trvanlivější synapse.

Na druhé straně, protein kináza C (PKC) zavádí vazební můstky mezi presynaptickými a postsynaptickými buňkami (Cadherin-N), což vytváří stabilnější spojení.

Kromě toho se budou účastnit časné expresní geny podílející se na syntéze proteinů. MAPK dráha (mitogenem aktivované kinázy) reguluje genetickou transkripci. To by vedlo k novým neuronálním spojením.

Zatímco krátkodobá paměť tedy zahrnuje modifikaci existujících proteinů a změny v síle již existujících synapsí, dlouhodobá paměť vyžaduje syntézu nových proteinů a růst nových spojení.

Díky dráhám PKA, MAPK, CREB-1 a CREB-2 se krátkodobá paměť stává dlouhodobou pamětí. V důsledku toho se to odráží ve změnách velikosti a tvaru dendritických trnů. Stejně jako rozšíření terminálového tlačítka neuronu.

Tradičně to bylo si myslel, že tyto učební mechanismy se vyskytovaly jen v hippocampus. U savců však bylo prokázáno, že dlouhodobá potenciace může nastat v mnoha oblastech, jako je cerebellum, thalamus nebo neocortex..

Bylo také zjištěno, že existují místa, kde jsou téměř žádné NMDA receptory, ai tak se objevuje dlouhodobé posílení..

Dlouhodobá deprese

Stejně jako můžete nastavit paměti, můžete také "zapomenout" další informace, které nejsou zpracovány. Tento proces se nazývá "dlouhodobá deprese" (DLP).

Slouží k zabránění nasycení a nastává, když je aktivita v presynaptickém neuronu, ale ne v postsynaptickém nebo naopak. Nebo když má aktivace velmi nízkou intenzitu. Tímto způsobem se výše uvedené strukturální změny postupně mění.

Dlouhodobá paměť a spánek

V různých studiích bylo prokázáno, že adekvátní odpočinek je nezbytný pro stabilní ukládání vzpomínek.

Zdá se, že naše tělo používá dobu spánku k nastavování nových vzpomínek, protože tam není žádné rušení z vnějšího prostředí, které činí proces obtížným.

Ve vigilii tedy kodifikujeme a obnovujeme již uložené informace, zatímco během spánku konsolidujeme to, co jsme se naučili během dne.

Aby to bylo možné, bylo pozorováno, že během spánku probíhá reaktivace ve stejné neuronální síti, která byla aktivována, když jsme se učili. To znamená, že během spánku můžeme vyvolat dlouhodobou potenciaci (nebo dlouhodobou depresi).

Je zajímavé, že studie ukázaly, že spánek po učení má blahodárné účinky na paměť. Buď během 8hodinového spánku, 1 nebo 2hodinového zdřímnutí a dokonce i 6minutového spánku.

Kromě toho, čím menší je doba, která uplyne mezi studijním obdobím a snem, tím více přínosů bude mít uchovávání dlouhodobé paměti.

Poruchy dlouhodobé paměti

Existují podmínky, za kterých může být ovlivněna dlouhodobá paměť. Například v situacích, kdy jsme unaveni, když řádně nespíme nebo nemáme stresující časy.

Také dlouhodobá paměť se postupně zhoršuje, jak stárneme.

Na druhé straně patologické stavy, které jsou nejvíce spojeny s problémy s pamětí, jsou získané poškození mozku a neurodegenerativní poruchy, jako je Alzheimerova choroba..

Je zřejmé, že jakékoli poškození, ke kterému dochází ve strukturách, které podporují nebo se podílejí na tvorbě paměti (jako jsou temporální laloky, hipokampus, amygdala atd.), By vedlo k následkům v našem dlouhodobém úložišti paměti..

Problémy mohou nastat jak při zapamatování si informací, které již byly uloženy (retrográdní amnézie), tak při ukládání nových vzpomínek (anterograde amnézie)..

Odkazy

1. Caroni, P., Donato, F., & Muller, D. (2012). Strukturální plasticita při učení: regulace a funkce. Nature Reviews Neuroscience, 13 (7), 478-490.
2. Carrillo-Mora, Paule. (2010). Paměťové systémy: historický přehled, klasifikace a současné pojmy. První část: Historie, taxonomie paměti, dlouhodobé paměťové systémy: sémantická paměť. Duševní zdraví, 33 (1), 85-93.
3. Diekelmann, S., & Born, J. (2010). Paměťová funkce spánku. Nature Reviews Neuroscience, 11 (2), 114-126.
4. Dlouhodobá paměť. (s.f.). Citováno dne 11. ledna 2017 z BrainHQ: brainhq.com.
5. Dlouhodobá paměť. (2010). Citováno z lidské paměti: human-memory.net.
6. Mayford, M., Siegelbaum, S.A., & Kandel, E. R. (2012). Synapse a paměť. Cold Spring Harbor perspektivy v biologii, 4 (6), a005751.
7. McLeod, S. (2010). Dlouhodobá paměť. Získaný z Simply psychologie: simplypsychology.org.