คุณเรียนรู้สมองมนุษย์ได้อย่างไร

สมองของเราเรียนรู้ จากประสบการณ์: เผชิญกับสภาพแวดล้อมของเราเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของเราผ่านการเปลี่ยนแปลงของระบบประสาทของเรา (คาร์ลสัน, 2010) แม้ว่าเราจะยังห่างไกลจากการรู้อย่างแม่นยำและในทุกระดับของกลไกทางประสาทและทางกายภาพที่เกี่ยวข้องในกระบวนการนี้หลักฐานการทดลองที่แตกต่างกันได้สะสมความรู้ในวงกว้างเกี่ยวกับกลไกที่เกี่ยวข้องในกระบวนการเรียนรู้.

สมองเปลี่ยนแปลงตลอดชีวิตของเรา เซลล์ประสาทที่แต่งมันสามารถปรับเปลี่ยนเป็นผลมาจากสาเหตุที่แตกต่างกัน: การพัฒนาความทุกข์ทรมานของการบาดเจ็บที่สมองบางประเภทการสัมผัสกับการกระตุ้นสิ่งแวดล้อมและพื้นฐานเป็นผลมาจากการเรียนรู้ (BNA, 2003).

ดัชนี

• 1 ลักษณะพื้นฐานของการเรียนรู้สมอง
• การเรียนรู้สมอง 2 ประเภท
  • 2.1 - การเรียนรู้ที่ไม่เชื่อมโยง
  • 2.2 - การเรียนรู้แบบเชื่อมโยง
• 3 Neurochemistry ของการเรียนรู้สมอง
  • 3.1 การเสริมพลังและความซึมเศร้า
• 4 ความเคยชินและการรับรู้
  • 4.1 ความเคยชิน
  • 4.2 การแพ้
• 5 การรวมการเรียนรู้ในสมอง
• 6 อ้างอิง

ลักษณะพื้นฐานของการเรียนรู้สมอง

การเรียนรู้เป็นกระบวนการสำคัญที่พร้อมกับความทรงจำเป็นวิธีการหลักที่สิ่งมีชีวิตต้องปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมของเรา.

เราใช้คำว่าการเรียนรู้เพื่ออ้างถึงความจริงที่ว่าประสบการณ์ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในระบบประสาทของเรา (SN) ซึ่งสามารถยาวนานและเกี่ยวข้องกับการปรับเปลี่ยนในระดับพฤติกรรม (Morgado, 2005).

ประสบการณ์ของพวกเขาเปลี่ยนวิธีที่สิ่งมีชีวิตของเรารับรู้กระทำคิดหรือวางแผนผ่านการดัดแปลง SN เปลี่ยนวงจรที่เข้าร่วมในกระบวนการเหล่านี้ (Carlson, 2010).

ด้วยวิธีนี้ในเวลาเดียวกันกับสิ่งมีชีวิตของเรามีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมการเชื่อมต่อ synaptic ของสมองของเราจะได้รับการเปลี่ยนแปลงการเชื่อมต่อใหม่จะได้รับการจัดตั้งขึ้นการเชื่อมต่อใหม่ที่มีประโยชน์ในละครพฤติกรรมของเราจะเข้มแข็งหรืออื่น ๆ ที่ไม่มีประโยชน์หรือมีประสิทธิภาพจะหายไป 2003).

ดังนั้นหากการเรียนรู้เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในระบบประสาทของเราอันเป็นผลมาจากประสบการณ์ของเราเมื่อการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ถูกรวมเข้าด้วยกันเราสามารถพูดคุยเกี่ยวกับความทรงจำ (คาร์ลสัน, 2010) ความทรงจำเป็นปรากฏการณ์ที่อนุมานจากการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นใน SN และให้ความรู้สึกต่อเนื่องกับชีวิตของเรา (Morgado, 2005).

เนื่องจากระบบการเรียนรู้และหน่วยความจำหลายรูปแบบปัจจุบันมีความคิดว่ากระบวนการเรียนรู้และการก่อตัวของความทรงจำใหม่ขึ้นอยู่กับพลาสติกซินแนปติกปรากฏการณ์ที่เซลล์ประสาทเปลี่ยนความสามารถในการสื่อสารซึ่งกันและกัน (BNA, 2003) ).

ประเภทของการเรียนรู้สมอง

ก่อนที่จะอธิบายกลไกสมองที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการเรียนรู้มันจำเป็นที่จะต้องอธิบายลักษณะการเรียนรู้รูปแบบต่าง ๆ ซึ่งเราสามารถแยกความแตกต่างของการเรียนรู้พื้นฐานอย่างน้อยสองประเภท: การเรียนรู้ที่ไม่เชื่อมโยงและการเรียนรู้แบบเชื่อมโยง.

-การเรียนรู้ที่ไม่เชื่อมโยงกัน

การเรียนรู้ที่ไม่เชื่อมโยงหมายถึงการเปลี่ยนแปลงในการตอบสนองการทำงานที่เกิดขึ้นในการตอบสนองต่อการนำเสนอของการกระตุ้นเดียว การเรียนรู้แบบไม่เชื่อมโยงกันสามารถแบ่งได้เป็นสองประเภท: การทำให้เกิดความเคยชินหรือการทำให้แพ้ (Bear et al., 2008).

การทำให้เคยชิน

การนำเสนอสิ่งเร้าซ้ำ ๆ ทำให้ความเข้มของการตอบสนองลดลง (Bear et al., 2008).

ตัวอย่าง: sฉันอาศัยอยู่ในบ้านที่มีโทรศัพท์เพียงเครื่องเดียว เมื่อเสียงเรียกเข้าดังขึ้นมันจะทำงานเพื่อรับสายอย่างไรก็ตามทุกครั้งที่มีสายเรียกเข้าจะมีไว้สำหรับบุคคลอื่น เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นซ้ำ ๆ คุณจะหยุดทำปฏิกิริยากับโทรศัพท์และอาจหยุดได้ยิน (Bear et al., 2008).

แพ

การนำเสนอมาตรการกระตุ้นเศรษฐกิจใหม่หรือรุนแรงสร้างการตอบสนองที่มีขนาดเพิ่มขึ้นทุกสิ่งเร้าดังต่อไปนี้.

ตัวอย่าง: sUponga ที่กำลังเดินไปตามทางเท้าของถนนที่มีแสงสว่างเพียงพอในเวลากลางคืนและความมืดมนก็เกิดขึ้น สิ่งกระตุ้นใหม่หรือสิ่งแปลก ๆ ที่ปรากฏขึ้นเช่นการได้ยินเสียงฝีเท้าหรือการมองเห็นไฟหน้ารถที่กำลังเข้ามาใกล้จะเปลี่ยนไป การกระตุ้นประสาทสัมผัส (ทึบ) ทำให้เกิดอาการแพ้ซึ่งทำให้การตอบสนองต่อสิ่งเร้าต่อไปนี้ทวีความรุนแรงขึ้น (Bear et al., 2008).

-การเรียนรู้ร่วม

การเรียนรู้ประเภทนี้ตั้งอยู่บนพื้นฐานของการจัดตั้งสมาคมระหว่างสิ่งเร้าหรือเหตุการณ์ต่าง ๆ ภายในการเรียนรู้แบบเชื่อมโยงเราสามารถแยกความแตกต่างของสองชนิดย่อย: การปรับสภาพแบบคลาสสิกและการปรับสภาพเครื่องมือ (Bear et al., 2008).

เครื่องปรับอากาศแบบคลาสสิก

ในการเรียนรู้ประเภทนี้ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งเร้าที่กระตุ้นการตอบสนอง (การตอบสนองแบบไม่มีเงื่อนไขหรือการตอบสนองแบบไม่มีเงื่อนไข, RNC / RI), การกระตุ้นแบบไม่มีเงื่อนไขหรือไม่มีเงื่อนไข (ENC / EI), และการกระตุ้นอื่น ๆ ปรับอากาศกระตุ้น (EC) และที่จะต้องมีการฝึกอบรม.

การนำเสนอที่จับคู่ของ EC และ EI จะเกี่ยวข้องกับการนำเสนอของการตอบสนองที่เรียนรู้ (การตอบสนองแบบมีเงื่อนไข, RC) กับสิ่งเร้าที่ได้รับการฝึกฝน การปรับสภาพจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อสิ่งกระตุ้นถูกนำเสนอพร้อมกันหรือถ้า EC นำหน้า ENC ในช่วงเวลาสั้น ๆ (Bear et al., 2008).

ตัวอย่าง: มาตรการกระตุ้นเศรษฐกิจของ ENC / EC ในกรณีของสุนัขสามารถเป็นเนื้อชิ้นหนึ่งได้ เมื่อเห็นภาพเนื้อสัตว์สุนัขจะปล่อยปฏิกิริยาตอบสนองน้ำลายไหล (RNC / RI) อย่างไรก็ตามหากสุนัขถูกนำเสนอเป็นสิ่งกระตุ้นเสียงของระฆังจะไม่แสดงการตอบสนองใด ๆ โดยเฉพาะ หากเรานำเสนอสิ่งเร้าทั้งสองอย่างพร้อมกันหรือก่อนอื่นเสียงระฆัง (EC) และเนื้อหลังจากการฝึกซ้ำ เสียงจะสามารถกระตุ้นการตอบสนองของน้ำลายไหลโดยไม่ต้องแสดงเนื้อสัตว์ มีความสัมพันธ์ระหว่างอาหารกับเนื้อสัตว์ เสียง (EC) มีความสามารถในการกระตุ้นการตอบสนองแบบมีเงื่อนไข (RC) น้ำลายไหล.

เครื่องมือปรับอากาศ

ในการเรียนรู้ประเภทนี้คุณเรียนรู้ที่จะเชื่อมโยงการตอบสนอง (การกระทำด้วยมอเตอร์) เข้ากับการกระตุ้นที่สำคัญ (รางวัล) เพื่อให้การปรับสภาพอุปกรณ์เกิดขึ้นจำเป็นต้องมีการกระตุ้นหรือให้รางวัลหลังจากการตอบสนองของแต่ละบุคคล.

นอกจากนี้แรงจูงใจก็จะเป็นปัจจัยสำคัญเช่นกัน ในทางกลับกันการปรับสภาพอุปกรณ์ก็จะเกิดขึ้นเช่นกันหากแทนที่จะได้รับรางวัลบุคคลนั้นจะได้รับการหายตัวไปของมาตรการกระตุ้นความสามารถแบบ aversive (Bear et al., 2008).

ตัวอย่าง: sฉันแนะนำหนูหิวในกล่องพร้อมคันโยกที่จะให้อาหารเมื่อสำรวจกล่องหนูจะกดคันโยก (มอเตอร์ขับ) และสังเกตว่าอาหารปรากฏขึ้น (รางวัล) หลังจากดำเนินการนี้บ่อยครั้งหนูจะเชื่อมโยงความดันของคันโยกกับการได้รับอาหาร ดังนั้นคุณจะกดคันโยกจนกว่ามันจะอิ่ม (Bear et al., 2008).

เคมีของการเรียนรู้สมอง

การเสริมพลังและความซึมเศร้า

ดังที่เราได้กล่าวไปก่อนหน้านี้มันเป็นความคิดที่ว่าการเรียนรู้และความจำขึ้นอยู่กับกระบวนการของพลาสติกซินแนปติก.

ดังนั้นการศึกษาที่แตกต่างกันแสดงให้เห็นว่ากระบวนการเรียนรู้ (ซึ่งเป็นสิ่งที่อธิบายไว้ข้างต้น) และความทรงจำนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในการเชื่อมต่อแบบซินแนปติกที่เปลี่ยนความแข็งแกร่งและความสามารถในการสื่อสารระหว่างเซลล์ประสาท.

การเปลี่ยนแปลงในการเชื่อมต่อเหล่านี้จะเป็นผลมาจากกลไกระดับโมเลกุลและเซลล์ที่ควบคุมกิจกรรมนี้อันเป็นผลมาจากการกระตุ้นและการยับยั้งเซลล์ประสาทที่ควบคุมความเป็นพลาสติกโครงสร้าง.

ดังนั้นหนึ่งในคุณสมบัติหลักของ excitatory และ synapses ยับยั้งคือระดับสูงของความแปรปรวนในสัณฐานวิทยาและความมั่นคงของพวกเขาที่เกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากกิจกรรมและเวลาที่ผ่านไป (Caroni et al., 2012).

นักวิทยาศาสตร์ที่มีความเชี่ยวชาญในด้านนี้มีความสนใจเป็นพิเศษในการเปลี่ยนแปลงระยะยาวในกำลัง synaptic ซึ่งเป็นผลมาจากกระบวนการของการเสริมพลังระยะยาว (PLP) - และภาวะซึมเศร้าในระยะยาว (DLP).

• การเสริมพลังในระยะยาว: การเพิ่มขึ้นของความแข็งแรงของ synaptic เกิดขึ้นจากการกระตุ้นหรือกระตุ้นการเชื่อมต่อของ synaptic ซ้ำ ๆ ดังนั้นการตอบสนองที่สอดคล้องกันจะปรากฏขึ้นเมื่อมีสิ่งกระตุ้นเช่นในกรณีของอาการแพ้.
• ภาวะซึมเศร้าในระยะยาว (DLP): การเพิ่มขึ้นของความแข็งแรงของ synaptic เกิดขึ้นเนื่องจากการขาดการเปิดใช้งานการเชื่อมต่อของ synaptic ซ้ำ ๆ ดังนั้นขนาดของการตอบสนองต่อสิ่งเร้าจะน้อยลงหรือน้อยลง เราสามารถพูดได้ว่ากระบวนการทำให้เกิดความเคยชินเกิดขึ้น.

ความเคยชินและการรับรู้

การศึกษาทดลองครั้งแรกที่สนใจในการระบุการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ประสาทที่รองรับการเรียนรู้และความทรงจำใช้รูปแบบการเรียนรู้ที่เรียบง่ายเช่นการทำให้เกิดความเคยชินการแพ้หรือการปรับสภาพแบบคลาสสิก.

ในภาพพาโนรามานี้ Eric Kandel นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันได้มุ่งเน้นการศึกษาของเขาในการสะท้อนการถอนแขนงของ Aplysia Califórnicaโดยเริ่มต้นจากหลักฐานที่ว่าโครงสร้างเซลล์ประสาทมีความคล้ายคลึงกันระหว่างระบบเหล่านี้กับระบบที่เหนือกว่า.

การศึกษาเหล่านี้ได้ให้หลักฐานเบื้องต้นว่าหน่วยความจำและการเรียนรู้นั้นเป็นสื่อกลางโดยการเชื่อมต่อแบบ synaptic ระหว่างเซลล์ประสาทที่มีส่วนร่วมในพฤติกรรมเผยให้เห็นว่าการเรียนรู้นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงเชิงโครงสร้างอย่างลึกซึ้ง อัล, 2012).

Kandel เช่นRamón y Cajal สรุปว่าการเชื่อมต่อแบบ synaptic นั้นไม่เปลี่ยนแปลงและการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและ / หรือกายวิภาคเป็นพื้นฐานของการจัดเก็บหน่วยความจำ (Mayford et al., 2012).

ในบริบทของกลไกการเรียนรู้ทางเคมีประสาทเหตุการณ์ต่าง ๆ จะเกิดขึ้นทั้งสำหรับการทำให้เกิดความเคยชินและสำหรับการทำให้แพ้.

การทำให้เคยชิน

ดังที่เราได้กล่าวไปก่อนหน้านี้การทำให้เกิดความเคยชินนั้นประกอบด้วยการลดความเข้มของการตอบสนองซึ่งเป็นผลมาจากการนำเสนอสิ่งกระตุ้นซ้ำ ๆ เมื่อมีการรับรู้สิ่งเร้าจากเซลล์ประสาทที่อ่อนไหวจะมีการกระตุ้นศักยภาพที่กระตุ้นให้เกิดการตอบสนองที่มีประสิทธิภาพ.

เมื่อกระตุ้นซ้ำแล้วซ้ำอีกความสามารถในการกระตุ้นลดลงอย่างต่อเนื่องจนกระทั่งในที่สุดมันก็ไม่สามารถผ่านเกณฑ์การปลดปล่อยขั้นต่ำที่จำเป็นในการสร้างศักยภาพการเคลื่อนไหวแบบโพสท์ซินแน็ปทิคซึ่งทำให้สามารถหดกล้ามเนื้อได้.

สาเหตุที่ทำให้ศักยภาพลดลงนี้เกิดจากข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อมีการกระตุ้นซ้ำ ๆ อย่างต่อเนื่องจะมีการผลิตโพแทสเซียมไอออนเพิ่มขึ้น (K⁺) ซึ่งจะทำให้ช่องแคลเซียมปิด (Ca²⁺) ซึ่งป้องกันการเข้ามาของแคลเซียมไอออน ดังนั้นกระบวนการนี้เกิดจากการลดการปล่อยกลูตาเมต (Mayford et al, 2012).

แพ

การทำให้แพ้เป็นรูปแบบของการเรียนรู้ที่ซับซ้อนยิ่งกว่าการทำให้เกิดความเคยชินซึ่งการกระตุ้นที่รุนแรงก่อให้เกิดการตอบสนองที่เกินจริงต่อสิ่งเร้าต่อไปนี้ทั้งหมดแม้สิ่งที่เคยก่อให้เกิดการตอบสนองเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย.

แม้จะเป็นรูปแบบการเรียนรู้ขั้นพื้นฐาน แต่ก็มีขั้นตอนต่าง ๆ ในระยะสั้นและระยะยาว ในขณะที่การทำให้ไวในระยะสั้นจะเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลง synaptic ที่รวดเร็วและมีพลวัต แต่การทำให้ไวในระยะยาวจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ยาวนานและมั่นคงซึ่งเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่ลึกซึ้ง.

ในแง่นี้ในการปรากฏตัวของสิ่งเร้าที่กระตุ้น (รุนแรงหรือใหม่) การปล่อยกลูตาเมตจะเกิดขึ้นเมื่อจำนวนที่ปล่อยออกมาจากเทอร์มินัล presynaptic นั้นมากเกินไป.

ความจริงเรื่องนี้จะช่วยให้การเข้าสู่ Na2 + ลงในเซลล์ประสาท postsynaptic ทำให้การสลับขั้วรวมทั้งการปลดปล่อยตัวรับ NMDA ซึ่งจนถึงขณะนี้ถูกบล็อกโดย Mg2 + ไอออนเหตุการณ์ทั้งสองจะทำให้การไหลของ Ca2 + เข้าไปในเซลล์ Postynaptic.

หากมีการกระตุ้นการกระตุ้นความรู้สึกอย่างต่อเนื่องมันจะทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นของ Ca2 + อย่างต่อเนื่องซึ่งจะกระตุ้นไคเนสที่แตกต่างกันซึ่งนำไปสู่การเริ่มต้นของการแสดงออกทางพันธุกรรมและการสังเคราะห์โปรตีน ทั้งหมดนี้จะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในระยะยาว.

ดังนั้นความแตกต่างพื้นฐานระหว่างกระบวนการทั้งสองจึงอยู่ในการสังเคราะห์โปรตีน ในระยะแรกของพวกเขาในการรับรู้ระยะสั้นการกระทำของมันไม่จำเป็นสำหรับมันที่จะเกิดขึ้น.

ในส่วนของการรับรู้ในระยะยาวเป็นสิ่งจำเป็นในการผลิตการสังเคราะห์โปรตีนเพื่อสร้างการเปลี่ยนแปลงที่ยั่งยืนและมั่นคงที่มีวัตถุประสงค์เพื่อการก่อตัวและการบำรุงรักษาของการเรียนรู้ใหม่.

การรวมการเรียนรู้ในสมอง

การเรียนรู้และความทรงจำเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่เกิดขึ้นจากการซินแนปติกพลาสติก สำหรับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเหล่านี้จะเกิดขึ้นมีความจำเป็นต้องรักษากระบวนการ potentiation ระยะยาวหรือการรวมกำลัง synaptic.

ในการชักนำให้เกิดอาการแพ้ในระยะยาวมีความจำเป็นทั้งการสังเคราะห์โปรตีนและการแสดงออกของปัจจัยทางพันธุกรรมที่จะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงทางโครงสร้าง เพื่อให้เหตุการณ์เหล่านี้เกิดขึ้นต้องมีชุดของปัจจัยระดับโมเลกุล:

• การเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของรายการ Ca2 + ใน terminal จะกระตุ้นไคเนสที่แตกต่างกันซึ่งก่อให้เกิดการเริ่มต้นของการแสดงออกในช่วงต้นของปัจจัยทางพันธุกรรมและการสังเคราะห์โปรตีนที่จะนำไปสู่การเหนี่ยวนำตัวรับ AMPA ใหม่ที่จะใส่เข้าไปใน เมมเบรนและจะรักษา PLP.

เหตุการณ์โมเลกุลเหล่านี้จะส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของขนาดและรูปร่าง dendritic สามารถเพิ่มหรือลดจำนวนของกระดูกสันหลัง dendritic ในบางพื้นที่.

นอกเหนือจากการเปลี่ยนแปลงในภาษาท้องถิ่นแล้วการวิจัยในปัจจุบันแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงยังเกิดขึ้นทั่วโลกเนื่องจากสมองทำหน้าที่เป็นระบบแบบครบวงจร.

ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเหล่านี้เป็นพื้นฐานของการเรียนรู้นอกจากนี้เมื่อการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะทนอยู่ตลอดเวลาเราจะพูดจากหน่วยความจำ.

การอ้างอิง

1. (2008) ในการเชื่อมโยง B. N. & BNA, ประสาท ศาสตร์แห่งสมอง การแนะนำสำหรับเด็กนักเรียน. ลิเวอร์พูล.
2. Bear, M. , Connors, B. , & Paradiso, M. (2008) ประสาท: สำรวจสมอง ฟิลาเดลเฟีย: Lippincott Wiliams & Wilkings.
3. Caroni, P. , Donato, F. , & Muller, D. (2012) ความยืดหยุ่นของโครงสร้างในการเรียนรู้: การควบคุมและ fuctions. ธรรมชาติ, 13, 478-490.
4. ความรู้พื้นฐานทางสรีรวิทยาของพฤติกรรม (2010) ใน N. Carlson มาดริด: เพียร์สัน.
5. Mayford, M. , Siegelbaum, S.A. , & Kandel, E. R. (s.f. ) Synapses และ Memory Storage.
6. Morgado, L. (2005) จิตวิทยาการเรียนรู้และความจำ: พื้นฐานและความก้าวหน้าล่าสุด. Rev Neurol, 40(5), 258-297.