Μακροπρόθεσμοι τύποι μνήμης, νευρωνικές βάσεις και διαταραχές

Το μακροπρόθεσμη μνήμη (MLP) είναι ένα πολύ ανθεκτικό κατάστημα μνήμης με φαινομενικά απεριόριστη χωρητικότητα. Μια μακροχρόνια μνήμη μπορεί να διαρκέσει από μερικές ώρες έως αρκετά χρόνια.

Οι μνήμες που φτάνουν στη βραχυπρόθεσμη μνήμη μπορούν να γίνουν μακροπρόθεσμες μνήμες μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται "ενοποίηση". Περιλαμβάνει επανάληψη, σημαντικές συσχετίσεις και συναισθήματα.

Σύμφωνα με αυτούς τους παράγοντες, οι μνήμες μπορεί να είναι ισχυρότερες (ημερομηνία γέννησής σας) ή ασθενέστερες ή πιο δύσκολες να ανακτηθούν (μια έννοια που μάθατε πριν από χρόνια στο σχολείο).

Γενικά, η βραχυπρόθεσμη μνήμη είναι πιο ακουστική και οπτική. Ενώ στη μακροπρόθεσμη μνήμη οι πληροφορίες κωδικοποιούνται, πάνω απ 'όλα, οπτικά και σημασιολογικά (περισσότερο συνδεδεμένες με συσχετισμούς και έννοιες).

Όσον αφορά το φυσιολογικό επίπεδο, η μακροχρόνια μνήμη περιλαμβάνει μια διαδικασία φυσικών αλλαγών στις δομές και τις συνδέσεις των νευρώνων, τα κύτταρα του εγκεφάλου μας.

Η διαδικασία είναι γνωστή ως μακροπρόθεσμη ενδυνάμωση (PLP). Και αυτό σημαίνει ότι, όταν μαθαίνουμε κάτι, δημιουργούνται, τροποποιούνται, ενισχύονται ή αποδυναμώνονται νέα νευρωνικά κυκλώματα. Δηλαδή, υπάρχει μια νευρωνική αναδιοργάνωση που μας επιτρέπει να αποθηκεύουμε νέες γνώσεις στον εγκέφαλό μας. Με αυτόν τον τρόπο ο εγκέφαλός μας αλλάζει διαρκώς.

Ο ιππόκαμπος είναι η δομή του εγκεφάλου όπου οι πληροφορίες αποθηκεύονται προσωρινά και χρησιμεύει για την ενοποίηση των μνημών από τη βραχυπρόθεσμη αποθήκευση στη μακροπρόθεσμη αποθήκευση. Πιστεύεται ότι μπορεί να συμμετέχει στη διαμόρφωση των νευρωνικών συνδέσεων για περιόδους περισσότερο από 3 μήνες μετά την πρώτη μάθηση.

Ο ιππόκαμπος έχει συνδέσεις με πολλαπλές περιοχές του εγκεφάλου. Φαίνεται ότι για να διατηρηθούν οι μνήμες στον εγκέφαλό μας, ο ιππόκαμπος μεταδίδει τις πληροφορίες στις φλοιώδεις περιοχές όπου αποθηκεύονται με διαρκή τρόπο.

Προφανώς, αν αυτές οι δομές του εγκεφάλου είχαν υποστεί βλάβη με οποιονδήποτε τρόπο, κάποια μορφή μακροχρόνιας μνήμης θα ήταν μειωμένη. Αυτό συμβαίνει σε ασθενείς με αμνησία.

Επίσης, ανάλογα με την περιοχή του κατεστραμμένου εγκεφάλου, κάποιοι τύποι μνήμης ή μνήμης θα επηρεαστούν, αλλά άλλοι δεν θα το έκαναν. Οι τύποι της υπάρχουσας μνήμης περιγράφονται παρακάτω.

Από την άλλη πλευρά, όταν ξεχνάμε κάτι, αυτό που συμβαίνει είναι ότι οι συναπτικές συνδέσεις που ευθύνονται για αυτή τη γνώση αποδυναμώνουν. Παρόλο που μπορεί επίσης να συμβεί να ενεργοποιηθεί ένα νέο νευρικό δίκτυο που επικαλύπτει το προηγούμενο, προκαλώντας παρεμβολές.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο υπάρχει μια συζήτηση σχετικά με το αν μπορούμε να διαγράψουμε οριστικά τις πληροφορίες στη μνήμη μας ή όχι. Ίσως τα αποθηκευμένα δεδομένα να μην απομακρύνονται εντελώς από τη μακρόχρονη μνήμη μας, αλλά γίνεται πιο δύσκολο να ανακάμψουν.

Ιστορία της μακροχρόνιας μνήμης

Οι πρώτες προσπάθειες μελέτης μνήμης βασίστηκαν σε φιλοσοφικές μεθόδους. Αυτά αποτελούσαν από παρατήρηση, λογική, σκέψη, κλπ..

Τον δέκατο ένατο αιώνα άρχισαν να χρησιμοποιούν την επιστημονική μέθοδο για να μελετήσουν πειραματικά τη μνήμη. Έτσι, ο Ebbinghaus επικεντρώθηκε στη μελέτη της ανθρώπινης μνήμης, ενώ ο Lashley ανέλυσε για πρώτη φορά τη μνήμη των ζώων.

Ήδη το 1894 ο Santiago Ramón y Cajal, είχε διατυπώσει με ιστολογικές προετοιμασίες ότι η μάθηση παράγει διαρθρωτικές αλλαγές στο νευρικό μας σύστημα.

Ενώ, το 1949, μια άλλη βασική μορφή, ο Donald Hebb, δήλωσε ότι η μάθηση βασίζεται σε μηχανισμούς συναπτικής πλαστικότητας. Δηλαδή, οι συναπτικές συνδέσεις αλλάζουν με τη μακροπρόθεσμη μνήμη.

Παράλληλα, οι περίφημες συμπεριφοριστές Pavlov, Skinner, Thorndike και Watson έθεσε τα θεμέλια της συνειρμικής μάθησης: την κλασική κλιματισμού και τηλεφωνητών.

Το μοντέλο που χρησιμοποιείται περισσότερο για να εξηγήσει τη λειτουργία της μνήμης είναι το μοντέλο του Atkinson και του Shiffrin (1968).

Ανέφεραν ότι οι πληροφορίες που λαμβάνονται μέσω των αισθήσεων (όραση, όσφρηση, ακοή, αφή ...) που εισέρχονται στην αισθητηριακή κατάστημα, στη συνέχεια φτάνει σε ένα δεύτερο κατάστημα γνωστή ως βραχυπρόθεσμη μνήμη (MCP) που έχει διάρκεια και περιορισμένη ικανότητα.

Μερικές από τις πληροφορίες από τη βραχυπρόθεσμη μνήμη μπορούν να περάσουν στο επόμενο κατάστημα, τη μακροπρόθεσμη μνήμη. Διατηρεί και επεξεργάζεται πληροφορίες που είχαν προηγουμένως επιλεγεί. Η χωρητικότητά της είναι ουσιαστικά απεριόριστη.

Οι νευροψυχολογικές μελέτες ήταν επίσης θεμελιώδεις για τους ασθενείς με βλάβες στους κροταφικούς λοβούς, βρίσκοντας την πιθανή θέση της μνήμης στον εγκέφαλο. Μια πολύ διάσημη περίπτωση είναι αυτή του ασθενούς Henry Molaison (H.M.). Αυτός ο ασθενής αφαιρέθηκε και οι δύο μεσαίοι κροταφικοί λοβοί, μέρος του ιππόκαμπου και αμυγδαλή για να θεραπεύσουν την επιληψία τους. Ωστόσο, μετά τη λειτουργία ανακάλυψαν ότι δεν μπορούσε να αποθηκεύσει νέες πληροφορίες στη μακροχρόνια μνήμη του.

Χάρη στα ζωϊκά μοντέλα, ήταν δυνατό να αποδειχθούν τα νευρικά κυκλώματα που συμμετέχουν στη μάθηση. Εκτός από τους διαφορετικούς μοριακούς μηχανισμούς που υπάρχουν στη βραχυπρόθεσμη και μακροπρόθεσμη μνήμη.

Στην πραγματικότητα, ο Eric Kandel έλαβε το βραβείο Νόμπελ το 2000 για τις σπουδές του με την Aplysia Californica. Αυτό το θαλάσσιο σαλιγκάρι αποκάλυψε πολλά για τα νευρικά κυκλώματα και τις δομικές αλλαγές στη μνήμη. Αυτό επιβεβαίωσε σίγουρα τις υποθέσεις του Cajal.

Σήμερα, οι ερευνητές χρησιμοποιούν τεχνικές νευροαπεικόνισης σε υγιείς και άρρωστους ασθενείς για να μάθουν περισσότερα για τους μηχανισμούς μνήμης (Carrillo Mora, 2010).

Τύποι μακροπρόθεσμης μνήμης

Υπάρχουν δύο τύποι μακροχρόνιας μνήμης, η ρητή ή δηλωτική και η σιωπηρή ή μη δηλωτική.

Δηλωτική ή ρητή μνήμη

Η δηλωτική μνήμη περιλαμβάνει όλες τις γνώσεις που μπορούν να προκληθούν συνειδητά. Αυτό μπορεί να είναι λεκτικά ή να μεταδοθεί με απλό τρόπο σε άλλο άτομο.

Στον εγκέφαλό μας, το κατάστημα φαίνεται να βρίσκεται στο μέσο κροταφικό λοβό.

Εντός αυτού του υποτύπου της μνήμης είναι η σημασιολογική μνήμη και η επεισοδιακή μνήμη.

Η σημασιολογική μνήμη αναφέρεται στην έννοια των λέξεων, στις λειτουργίες αντικειμένων και σε άλλες γνώσεις σχετικά με το περιβάλλον.

Η επεισοδιακή μνήμη, από την άλλη πλευρά, είναι αυτή που αποθηκεύει τις σημαντικές ή συναισθηματικά σχετικές εμπειρίες, εμπειρίες και γεγονότα της ζωής μας. Γι 'αυτό και ονομάζεται αυτοβιογραφική μνήμη.

Μη δηλωτική ή σιωπηρή μνήμη

Αυτή η μνήμη, όπως μπορείτε να συναγάγετε, προκαλείται ασυνείδητα και χωρίς ψυχική προσπάθεια. Περιέχει πληροφορίες που δεν μπορούν εύκολα να λεκτικοποιηθούν και μπορούν να μάθουν ασυνείδητα και ακούσια.

Εντός αυτής της κατηγορίας είναι η διαδικαστική ή η οργανική μνήμη, η οποία συνεπάγεται τη μνήμη των ικανοτήτων και των συνηθειών. Μερικά παραδείγματα θα έπαιζαν ένα όργανο, ποδήλατο, οδήγηση ή μαγείρεμα. Είναι δραστηριότητες που έχουν ασκηθεί πολύ και, ως εκ τούτου, αυτοματοποιούνται.

Το τμήμα του εγκεφάλου μας που είναι υπεύθυνο για την αποθήκευση αυτών των δεξιοτήτων είναι ο διαπερασμένος πυρήνας. Εκτός από τα βασικά γάγγλια και την παρεγκεφαλίδα.

Nondeclarative μνήμης περιλαμβάνει επίσης τη μάθηση από την ένωση (για παράδειγμα, σχετικά με τον τόπο ορισμένες μελωδία, ή να συνδέσετε ένα νοσοκομείο με δυσάρεστες αισθήσεις).

Πρόκειται για κλασική προετοιμασία και λειτουργική προετοιμασία. Ο πρώτος προκαλεί δύο γεγονότα που έχουν εμφανιστεί πολλές φορές μαζί ή εξαρτώνται από τη συσχέτιση.

Ενώ το δεύτερο περιλαμβάνει την εκμάθηση ότι μια συγκεκριμένη συμπεριφορά έχει θετικές συνέπειες (και επομένως θα επαναληφθεί) και ότι άλλες συμπεριφορές παράγουν αρνητικές συνέπειες (και η αποφυγή τους θα αποφευχθεί).

Οι απαντήσεις που έχουν συναισθηματικά συστατικά αποθηκεύονται σε μια περιοχή του εγκεφάλου που ονομάζεται αμυγδαλοειδής πυρήνας. Αντίθετα, οι απαντήσεις που αφορούν τους σκελετικούς μύες βρίσκονται στην παρεγκεφαλίδα.

Η έμμεση μη συσχετιστική μάθηση, όπως η συνήθεια και η ευαισθητοποίηση, αποθηκεύεται επίσης στη σιωπηρή μνήμη στα αντανακλαστικά..

Νευρικές βάσεις

Για οποιαδήποτε πληροφορία για να φθάσει στη μακροπρόθεσμη μνήμη, είναι απαραίτητο να παραχθεί μια σειρά νευροχημικών ή μορφολογικών αλλαγών στον εγκέφαλο.

Έχει αποδειχθεί ότι η μνήμη αποθηκεύεται μέσω πολλαπλών συνάψεων (συνδέσεις μεταξύ νευρώνων). Όταν μαθαίνουμε κάτι, ενισχύονται ορισμένες συνάψεις.

Από την άλλη πλευρά, όταν το ξεχνάμε, γίνονται αδύναμοι. Έτσι, ο εγκέφαλός μας βρίσκεται σε συνεχή αλλαγή αποκτώντας νέες πληροφορίες και απορρίπτοντας αυτό που δεν είναι χρήσιμο. Αυτές οι απώλειες ή τα κέρδη των συνάψεων επηρεάζουν τη συμπεριφορά μας.

Αυτή η συνδεσιμότητα αναδιαμορφώνεται σε όλη τη ζωή χάρη στους μηχανισμούς κατάρτισης, σταθεροποίησης και συναπτικής εξάλειψης. Με λίγα λόγια, υπάρχουν διαρθρωτικές αναδιοργανώσεις στις νευρωνικές συνδέσεις.

Σε έρευνες με ασθενείς με αμνησία, αποδείχθηκε ότι η βραχυπρόθεσμη και μακροχρόνια μνήμη ήταν σε διαφορετικά καταστήματα, με διαφορετικά νευρωνικά υποστρώματα.

Μακροπρόθεσμη ενδυνάμωση

Όπως ανακαλύφθηκε, όταν βρισκόμαστε σε ένα μαθησιακό πλαίσιο, υπάρχει μεγαλύτερη απελευθέρωση γλουταμινικού.

Αυτό παράγει την ενεργοποίηση ορισμένων οικογενειών υποδοχέων, οι οποίες με τη σειρά τους προκαλούν την είσοδο ασβεστίου στα εμπλεκόμενα νευρικά κύτταρα. Το ασβέστιο διεισδύει κυρίως μέσω ενός υποδοχέα που ονομάζεται NMDA.

Μόλις ένα ποσό ως υψηλό ασβέστιο συσσωρεύεται στο κύτταρο υπερβαίνει το όριο, δίνει το έναυσμα για αυτό που είναι γνωστό ως «μακροπρόθεσμη δυναμικοποίηση». Αυτό σημαίνει ότι λαμβάνει χώρα πιο ανθεκτική μάθηση.

Αυτά τα επίπεδα ασβεστίου προκαλούν την ενεργοποίηση των διαφόρων κινασών: πρωτεϊνική κινάση C (PKC), κινάση καλμοδουλίνης (CaMKII), μιτογόνο actividas κινάσες (ΜΑΡΚ) και End κινάσης τυροσίνης.

Κάθε ένα από αυτά έχει διαφορετικές λειτουργίες, προκαλώντας μηχανισμούς φωσφορυλίωσης. Για παράδειγμα, κινάση καλμοδουλίνης (CaMKII) συμβάλλει στην εισαγωγή νέων υποδοχέων ΑΜΡΑ στην μετασυναπτική μεμβράνη. Αυτό παράγει μεγαλύτερη δύναμη και σταθερότητα των συνάψεων, διατηρώντας τη μάθηση.

Το CaMKII προκαλεί επίσης αλλαγές στον κυτταροσκελετό των νευρώνων, επηρεάζοντας την ενεργό. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση του μεγέθους της δενδριτικής σπονδυλικής στήλης που συνδέεται με μια πιο σταθερή και ανθεκτική σύναψη.

Επιπλέον, η πρωτεΐνη κινάση C (PKC) καθιερώνει γέφυρες μεταξύ προσυναπτικό και τα μετασυναπτικά κύτταρα (καντερίνη-Ν), παράγοντας ένα πιο σταθερή σύνδεση.

Επιπλέον, θα συμμετάσχουν γονίδια πρώιμης έκφρασης που εμπλέκονται στη σύνθεση πρωτεϊνών. Η οδός ΜΑΡΚ (κινάσες που ενεργοποιούνται από μιτογόνο) ρυθμίζει τη γενετική μεταγραφή. Αυτό θα οδηγούσε σε νέες νευρωνικές συνδέσεις.

Έτσι, ενώ η βραχυπρόθεσμη μνήμη περιλαμβάνει την τροποποίηση των υφιστάμενων πρωτεϊνών και οι αλλαγές στη δύναμη των υπαρχόντων συνάψεων, η μακροπρόθεσμη μνήμη απαιτεί νέες πρωτεϊνική σύνθεση και την ανάπτυξη των νέων συνδέσεων.

Χάρη στις οδούς PKA, MAPK, CREB-1 και CREB-2, η βραχυπρόθεσμη μνήμη γίνεται μακροχρόνια μνήμη. Αυτό ως αποτέλεσμα αντανακλάται στις αλλαγές στο μέγεθος και το σχήμα των δενδριτικών αγκώνων. Εκτός από την επέκταση του τερματικού κουμπιού του νευρώνα.

Παραδοσιακά θεωρήθηκε ότι αυτοί οι μηχανισμοί μάθησης εμφανίστηκαν μόνο στον ιππόκαμπο. Ωστόσο, έχει δειχθεί σε θηλαστικά που μακροπρόθεσμη δυναμικοποίηση μπορεί να συμβεί σε πολλές περιοχές όπως η παρεγκεφαλίδα, το θάλαμο και του νεοφλοιού.

Έχει βρεθεί επίσης ότι υπάρχουν τόποι όπου δεν υπάρχουν σχεδόν καθόλου υποδοχείς NMDA και, παρ 'όλα αυτά, εμφανίζεται μακροχρόνια ενδυνάμωση..

Μακροπρόθεσμη κατάθλιψη

Όπως μπορείτε να ρυθμίσετε τις μνήμες, μπορείτε επίσης να "ξεχάσετε" άλλες πληροφορίες που δεν χειρίζονται. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται "μακροχρόνια κατάθλιψη" (DLP).

Χρησιμεύει στην αποφυγή κορεσμού και εμφανίζεται όταν υπάρχει δραστηριότητα στον προσυναπτικό νευρώνα, αλλά όχι στη μετασυναπτική ή αντιστρόφως. Ή, όταν η ενεργοποίηση έχει πολύ χαμηλή ένταση. Με αυτόν τον τρόπο, οι δομικές αλλαγές που αναφέρθηκαν παραπάνω αντιστρέφονται σταδιακά.

Μακροπρόθεσμη μνήμη και ύπνος

Έχει αποδειχθεί σε διάφορες μελέτες ότι η επαρκής ανάπαυση είναι απαραίτητη για την αποθήκευση των μνημών με σταθερό τρόπο.

Φαίνεται ότι το σώμα μας χρησιμοποιεί την περίοδο ύπνου για να θέσει νέες μνήμες, αφού δεν υπάρχει παρέμβαση από το εξωτερικό περιβάλλον που καθιστά δύσκολη τη διαδικασία.

Έτσι, στην επαγρύπνηση κωδικοποιούμε και ανακτούμε πληροφορίες που έχουν ήδη αποθηκευτεί, ενώ κατά τη διάρκεια του ύπνου παγιώνουμε όσα μάθαμε κατά τη διάρκεια της ημέρας.

Για να γίνει αυτό εφικτό, παρατηρήθηκε ότι κατά τη διάρκεια του ύπνου επανενεργοποιήσεις λαμβάνουν χώρα στο ίδιο νευρωνικό δίκτυο που ενεργοποιήθηκε κατά τη διάρκεια της μάθησης. Δηλαδή, η μακροχρόνια δυναμική (ή η μακροχρόνια κατάθλιψη) μπορεί να προκληθεί ενώ κοιμόμαστε.

Είναι ενδιαφέρον ότι μελέτες έχουν δείξει ότι ο ύπνος μετά τη μάθηση έχει ευεργετικά αποτελέσματα στη μνήμη. Είτε κατά τη διάρκεια ενός 8ωρου ύπνου, ενός υπνάκο 1 ή 2 ωρών, και ακόμη και ένα 6-λεπτό ύπνο.

Επιπλέον, όσο μικρότερος είναι ο χρόνος που περνάει μεταξύ της περιόδου μάθησης και του ονείρου, τόσο περισσότερα οφέλη θα έχει στην αποθήκευση της μακροχρόνιας μνήμης.

Μακροχρόνιες διαταραχές μνήμης

Υπάρχουν συνθήκες στις οποίες μπορεί να επηρεαστεί η μακροχρόνια μνήμη. Για παράδειγμα, σε καταστάσεις όπου είμαστε κουρασμένοι, όταν δεν κοιμόμαστε σωστά ή έχουμε άγχους.

Επίσης, η μακροχρόνια μνήμη τείνει να χειροτερεύει σταδιακά καθώς μεγαλώνουμε.

Από την άλλη πλευρά, οι παθολογικές καταστάσεις που συνδέονται περισσότερο με την προβλήματα μνήμης που αποκτήθηκε βλάβη και νευροεκφυλιστικές διαταραχές του εγκεφάλου όπως η νόσος του Alzheimer.

Προφανώς, οποιαδήποτε ζημία που συμβαίνει σε δομές που υποστηρίζουν ή εμπλέκονται στον σχηματισμό μνήμης (όπως κροταφικούς λοβούς, τον ιππόκαμπο, αμυγδαλή, κλπ) παράγουν συνέχειες να αποθηκεύουν μακροπρόθεσμη μνήμη μας.

Μπορεί να είναι τα προβλήματα και να θυμάται πληροφορίες και να σωθεί (παλίνδρομη αμνησία), και να αποθηκεύσετε νέες μνήμες (αμνησία).

Αναφορές

1. Caroni, Ρ., Donato, F., & Muller, D. (2012). Δομική πλαστικότητα κατά την εκμάθηση: ρύθμιση και λειτουργίες. Nature Reviews Neuroscience, 13 (7), 478-490.
2. Καρρίλο-Μόρα, Παύλος. (2010). Συστήματα μνήμης: ιστορική ανασκόπηση, ταξινόμηση και τρέχουσες έννοιες. Πρώτο μέρος: Ιστορία, ταξινόμηση της μνήμης, συστήματα μακροχρόνιας μνήμης: σημασιολογική μνήμη. Ψυχική υγεία, 33 (1), 85-93.
3. Diekelmann, S., & Born, J. (2010). Η λειτουργία μνήμης του ύπνου. Nature Reviews Neuroscience, 11 (2), 114-126.
4. Μακροπρόθεσμη μνήμη. (s.f.). Ανακτήθηκε στις 11 Ιανουαρίου 2017, από BrainHQ: brainhq.com.
5. Μακροπρόθεσμη μνήμη. (2010). Ανακτήθηκε από την ανθρώπινη μνήμη: human-memory.net.
6. Mayford, Μ., Siegelbaum, S.A., & Kandel, Ε. R. (2012). Συνάψεις και αποθήκευση μνήμης. Cold Spring Harbor perspectives in biology, 4 (6), a005751.
7. McLeod, S. (2010). Μακροπρόθεσμη μνήμη. Ανακτήθηκε από την Απλή Ψυχολογία: simplypsychology.org.