ประเภทหน่วยความจำระยะยาวฐานประสาทและความผิดปกติ

หน่วยความจำระยะยาว (MLP) เป็นที่เก็บหน่วยความจำที่ทนทานมากพร้อมความจุที่ไม่ จำกัด หน่วยความจำระยะยาวสามารถอยู่ได้นานหลายชั่วโมงจนถึงหลายปี.

ความทรงจำที่เข้าถึงหน่วยความจำระยะสั้นอาจกลายเป็นความทรงจำระยะยาวผ่านกระบวนการที่เรียกว่า "การรวม" มันเกี่ยวข้องกับการทำซ้ำการเชื่อมโยงที่สำคัญและอารมณ์.

จากปัจจัยเหล่านี้ความทรงจำอาจแข็งแกร่งขึ้น (วันเดือนปีเกิดของคุณ) หรืออ่อนแอลงหรือฟื้นตัวได้ยากขึ้น (แนวคิดที่คุณเรียนรู้เมื่อหลายปีก่อนในโรงเรียน).

โดยทั่วไปหน่วยความจำระยะสั้นจะมีสัญญาณเสียงและภาพมากขึ้น ในขณะที่ข้อมูลหน่วยความจำระยะยาวถูกเข้ารหัสเหนือสิ่งอื่นใดคือภาพและความหมาย (เชื่อมโยงกับการเชื่อมโยงและความหมายมากขึ้น).

เกี่ยวกับระนาบทางสรีรวิทยาหน่วยความจำระยะยาวเกี่ยวข้องกับกระบวนการของการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพในโครงสร้างและการเชื่อมต่อของเซลล์ประสาทเซลล์ของสมองของเรา.

กระบวนการนี้เรียกว่าการเสริมอำนาจระยะยาว (PLP) และก็หมายความว่าเมื่อเราเรียนรู้บางสิ่งวงจรประสาทใหม่จะถูกสร้างขึ้นแก้ไขเสริมสร้างความเข้มแข็งหรืออ่อนแอ นั่นคือมีการปรับโครงสร้างระบบประสาทที่ช่วยให้เราสามารถเก็บความรู้ใหม่ในสมองของเรา ด้วยวิธีนี้สมองของเรามีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา.

ฮิปโปแคมปัสเป็นโครงสร้างสมองที่เก็บข้อมูลชั่วคราวและทำหน้าที่รวบรวมความทรงจำจากที่เก็บข้อมูลระยะสั้นไปยังที่จัดเก็บข้อมูลระยะยาว เชื่อว่าสามารถมีส่วนร่วมในการปรับการเชื่อมต่อของเซลล์ประสาทเป็นระยะเวลานานกว่า 3 เดือนหลังจากการเรียนรู้ครั้งแรก.

ฮิบโปมีการเชื่อมต่อกับพื้นที่สมองหลายแห่ง ดูเหมือนว่าสำหรับความทรงจำที่จะได้รับการแก้ไขในสมองของเราฮิปโปแคมปัสส่งข้อมูลไปยังพื้นที่เยื่อหุ้มสมองที่พวกเขาจะถูกเก็บไว้ในทางที่ยั่งยืน.

เห็นได้ชัดว่าหากโครงสร้างสมองเหล่านี้เสียหายในทางใดทางหนึ่งหน่วยความจำระยะยาวบางรูปแบบก็จะบกพร่อง นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นในผู้ป่วยที่มีความจำเสื่อม.

ยิ่งไปกว่านั้นขึ้นอยู่กับพื้นที่ของสมองที่เสียหายหน่วยความจำหรือความทรงจำบางประเภทจะได้รับผลกระทบ ประเภทของหน่วยความจำที่มีอยู่อธิบายไว้ด้านล่าง.

ในทางกลับกันเมื่อเราลืมสิ่งที่เกิดขึ้นคือการเชื่อมต่อ synaptic ที่รับผิดชอบต่อความรู้นั้นอ่อนแอลง แม้ว่ามันอาจจะเกิดขึ้นที่เครือข่ายประสาทใหม่เปิดใช้งานที่ทับซ้อนกันก่อนหน้านี้ทำให้เกิดการรบกวน.

นั่นคือเหตุผลที่มีการถกเถียงกันว่าเราจะลบข้อมูลในความทรงจำของเราหรือไม่ อาจเป็นไปได้ว่าข้อมูลที่เก็บไว้จะไม่ถูกลบออกจากหน่วยความจำระยะยาวของเราอย่างสมบูรณ์ แต่เป็นการยากที่จะกู้คืน.

ประวัติความเป็นมาของความจำระยะยาว

ความพยายามครั้งแรกในการศึกษาความจำขึ้นอยู่กับวิธีการทางปรัชญา เหล่านี้ประกอบด้วยการสังเกตตรรกะการสะท้อน ฯลฯ.

ในศตวรรษที่สิบเก้าพวกเขาเริ่มใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์เพื่อศึกษาความทรงจำทดลอง ดังนั้น Ebbinghaus จึงมุ่งเน้นไปที่การศึกษาความจำของมนุษย์ในขณะที่ Lashley ได้วิเคราะห์ความทรงจำของสัตว์เป็นครั้งแรก.

2437 ในซันติอาโกRamón y Cajal ได้รับการตั้งสมมติฐานผ่านการเตรียมเนื้อเยื่อวิทยาว่าการเรียนรู้ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในระบบประสาทของเรา.

ในขณะที่ในปีพ. ศ. 2492 โดนัลด์เฮบบ์อีกคนหนึ่งกล่าวว่าการเรียนรู้ขึ้นอยู่กับกลไกของพลาสติกซินแนปปี นั่นคือการเชื่อมต่อ synaptic เปลี่ยนด้วยหน่วยความจำระยะยาว.

ในขณะเดียวกันนักพฤติกรรมชื่อดัง Pavlov, Skinner, Thorndike และ Watson ได้สร้างพื้นฐานของการเรียนรู้แบบเชื่อมโยง: คลาสสิกและการปรับสภาพ.

แบบจำลองที่ใช้อธิบายการทำงานของหน่วยความจำมากที่สุดคือแบบจำลองของ Atkinson และ Shiffrin (1968).

พวกเขาระบุว่าได้รับข้อมูลผ่านประสาทสัมผัส (สายตา, กลิ่น, การได้ยิน, การสัมผัส ... ) เข้าสู่ร้านประสาทสัมผัสจากนั้นมาถึงร้านที่สองที่เรียกว่าหน่วยความจำระยะสั้น (MCP) ที่มีระยะเวลาและความสามารถ จำกัด.

ข้อมูลบางส่วนจากหน่วยความจำระยะสั้นสามารถส่งผ่านไปยังร้านค้าถัดไปซึ่งเป็นหน่วยความจำระยะยาว จะรักษาและประมวลผลข้อมูลที่เลือกไว้ก่อนหน้านี้ ความจุของมันนั้นไม่ จำกัด ในทางปฏิบัติ.

การศึกษาทางประสาทวิทยายังเป็นพื้นฐานสำหรับผู้ป่วยที่มีรอยโรคในสมองกลีบขมับด้วยการค้นหาตำแหน่งที่เป็นไปได้ของความทรงจำในสมอง กรณีที่มีชื่อเสียงมากคือกรณีของ Henry Molaison (H.M. ) ของผู้ป่วย ผู้ป่วยรายนี้ถูกลบทั้งสมองกลีบขมับตรงกลางส่วนหนึ่งของฮิบโปและ amygdala เพื่อรักษาโรคลมชักของพวกเขา อย่างไรก็ตามหลังจากการดำเนินการพวกเขาค้นพบว่าเขาไม่สามารถเก็บข้อมูลใหม่ในหน่วยความจำระยะยาวของเขา.

ด้วยแบบจำลองสัตว์มันเป็นไปได้ที่จะแสดงให้เห็นถึงวงจรประสาทที่เกี่ยวข้องกับการเรียนรู้ รวมถึงกลไกระดับโมเลกุลต่าง ๆ ที่มีอยู่ในความจำระยะสั้นและระยะยาว.

อันที่จริง Eric Kandel ได้รับรางวัลโนเบลในปี 2000 สำหรับการศึกษาของเขากับ Aplysia Californica หอยทากทะเลนี้เผยให้เห็นมากมายเกี่ยวกับวงจรประสาทและการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในความทรงจำ นี่เป็นการยืนยันสมมติฐานของ Cajal อย่างแน่นอน.

ปัจจุบันนักวิจัยใช้เทคนิค neuroimaging ในผู้ป่วยที่มีสุขภาพดีและป่วยเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับกลไกความจำ (Carrillo Mora, 2010).

ประเภทของหน่วยความจำระยะยาว

หน่วยความจำระยะยาวมีสองประเภทคือแบบชัดเจนหรือแบบประกาศและแบบเป็นนัยหรือแบบไม่ประกาศ.

หน่วยความจำที่เปิดเผยหรือชัดเจน

หน่วยความจำที่เกี่ยวกับการประกาศครอบคลุมความรู้ทั้งหมดที่สามารถปรากฏได้อย่างมีสติ สิ่งนี้สามารถถูกทำให้เป็นคำพูดหรือถ่ายทอดในวิธีที่ง่ายไปยังบุคคลอื่น.

ในสมองของเราดูเหมือนว่าร้านนั้นจะอยู่ในกลีบขมับกึ่งกลาง.

ภายในหน่วยความจำย่อยนี้คือหน่วยความจำแบบ semantic และหน่วยความจำแบบฉาก.

หน่วยความจำความหมายหมายถึงความหมายของคำหน้าที่ของวัตถุและความรู้อื่น ๆ เกี่ยวกับสภาพแวดล้อม.

ในทางกลับกันความทรงจำในทางกลับกันเป็นสิ่งที่เก็บประสบการณ์ประสบการณ์และเหตุการณ์สำคัญในชีวิตของเรา นั่นเป็นสาเหตุที่เรียกว่าหน่วยความจำอัตชีวประวัติ.

หน่วยความจำที่ไม่เปิดเผยหรือโดยนัย

ความทรงจำประเภทนี้อย่างที่คุณสามารถอนุมานได้คือปรากฏขึ้นโดยไม่รู้ตัวและไม่มีความพยายามทางจิต มันมีข้อมูลที่ไม่สามารถทำให้เป็นคำพูดได้ง่ายและสามารถเรียนรู้ได้โดยไม่รู้ตัวและไม่ได้ตั้งใจ.

ภายในหมวดหมู่นี้เป็นหน่วยความจำขั้นตอนหรือเครื่องมือซึ่งหมายถึงหน่วยความจำของความสามารถและนิสัย ตัวอย่างบางส่วนจะเล่นเครื่องดนตรีขี่จักรยานขับรถหรือทำอาหาร พวกเขาเป็นกิจกรรมที่ได้รับการฝึกฝนมาเป็นอย่างมากดังนั้นจึงเป็นไปโดยอัตโนมัติ.

ส่วนของสมองที่รับผิดชอบในการเก็บทักษะเหล่านี้เป็นแกนกลางที่โดดเด่น นอกจากฐานปมประสาทและซีรีเบลลัมแล้ว.

หน่วยความจำที่ไม่ได้ประกาศยังครอบคลุมการเรียนรู้โดยสมาคม (เช่นเกี่ยวข้องกับทำนองเพลงบางอย่างกับสถานที่หรือเชื่อมโยงโรงพยาบาลด้วยความรู้สึกไม่พึงประสงค์).

เหล่านี้คือการปรับอากาศแบบดั้งเดิมและการปรับอากาศ สาเหตุแรกที่ทำให้เกิดเหตุการณ์สองเหตุการณ์ที่ปรากฏขึ้นหลายครั้งด้วยกัน.

ในขณะที่สองเกี่ยวข้องกับการเรียนรู้ว่าพฤติกรรมบางอย่างมีผลในเชิงบวก (และมันจะถูกทำซ้ำ) และพฤติกรรมอื่น ๆ ที่สร้างผลกระทบเชิงลบ (และการตระหนักถึงพวกเขาจะหลีกเลี่ยง).

การตอบสนองที่มีองค์ประกอบทางอารมณ์จะถูกเก็บไว้ในพื้นที่ของสมองที่เรียกว่านิวเคลียส amygdaloid ในทางตรงกันข้ามการตอบสนองที่เกี่ยวข้องกับกล้ามเนื้อโครงกระดูกตั้งอยู่ในสมองน้อย.

การเรียนรู้ที่ไม่ใช่การเชื่อมโยงโดยนัยเช่นการทำให้เกิดความเคยชินและการรับรู้จะถูกเก็บไว้ในหน่วยความจำโดยนัยในการตอบสนอง.

ฐานประสาท

สำหรับข้อมูลใด ๆ ที่จะไปถึงหน่วยความจำระยะยาวมันเป็นสิ่งจำเป็นในการผลิตชุดของการเปลี่ยนแปลงทางประสาทหรือทางสัณฐานวิทยาในสมอง.

มันได้รับการพิสูจน์แล้วว่าหน่วยความจำถูกเก็บไว้ผ่านหลาย synapses (การเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาท) เมื่อเราเรียนรู้บางสิ่งบางอย่างก็มีความแข็งแกร่งขึ้น.

ในทางกลับกันเมื่อเราลืมมันก็จะอ่อนแอ ดังนั้นสมองของเรากำลังเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องเพื่อรับข้อมูลใหม่และทิ้งสิ่งที่ไม่มีประโยชน์ การสูญเสียหรือผลกำไรจากการซิงก์มีผลต่อพฤติกรรมของเรา.

การเชื่อมต่อนี้ได้รับการออกแบบใหม่ตลอดชีวิตด้วยกลไกของการฝึกฝนความเสถียรและการกำจัด synaptic ในระยะสั้นมีการจัดโครงสร้างใหม่ในการเชื่อมต่อของเซลล์ประสาท.

ในการตรวจสอบกับผู้ป่วยที่มีความจำเสื่อมมันเป็นหลักฐานว่าหน่วยความจำระยะสั้นและระยะยาวอยู่ในร้านค้าที่แตกต่างกันมีพื้นผิวเซลล์ประสาทที่แตกต่างกัน.

การเสริมพลังในระยะยาว

ตามที่ค้นพบเมื่อเราอยู่ในบริบทของการเรียนรู้กลูตาเมตจะมีการปลดปล่อยมากขึ้น.

สิ่งนี้ก่อให้เกิดการกระตุ้นของตระกูลตัวรับบางตัวซึ่งทำให้แคลเซียมเข้าสู่เซลล์ประสาทที่เกี่ยวข้อง แคลเซียมแทรกซึมผ่านตัวรับส่วนใหญ่ที่เรียกว่า NMDA.

เมื่อแคลเซียมจำนวนมากดังกล่าวสะสมในเซลล์ที่เกินขีด จำกัด สิ่งที่เรียกว่า "potentiation ระยะยาว" จะถูกเรียก ซึ่งหมายความว่าการเรียนรู้ที่คงทนมากขึ้นเกิดขึ้น.

ระดับแคลเซียมเหล่านี้จะกระตุ้นการทำงานของไคเนสที่แตกต่างกัน: โปรตีนไคเนส C (PKC), โคโลเนโดไคเนส (CaMKII), ไคเนสที่กระตุ้นการทำงานของ mitogen (MAPK) และไคเนสไทโรซีน.

แต่ละอันมีหน้าที่แตกต่างกันซึ่งกระตุ้นกลไกการเกิดฟอสโฟรีเลชั่น ตัวอย่างเช่นยากล่อมประสาทคูโดเนลินไคเนส (CaMKII) ก่อให้เกิดการแทรกตัวรับ AMPA ใหม่ในเมมเบรนซินซินนาติค สิ่งนี้สร้างความแข็งแกร่งและความมั่นคงของไซแนปส์ให้มากขึ้นเพื่อรักษาการเรียนรู้.

CaMKII ยังทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในโครงร่างโครงร่างของเซลล์ประสาทที่มีอิทธิพลต่อการใช้งาน ส่งผลให้เพิ่มขนาดของกระดูกสันหลัง dendritic ที่เชื่อมโยงกับไซแนปส์ที่มั่นคงและทนทานมากขึ้น.

ในทางกลับกันไคเนสโปรตีน C (PKC) จะสร้างสะพานเชื่อมระหว่างเซลล์ presynaptic และ postsynaptic (Cadherin-N) ทำให้เกิดการเชื่อมต่อที่เสถียรมากขึ้น.

นอกจากนี้ยีนที่แสดงออกในช่วงต้นที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โปรตีนจะเข้าร่วม เส้นทาง MAPK (ไคเนสที่กระตุ้นการทำงานของ mitogen) ควบคุมการถอดรหัสพันธุกรรม สิ่งนี้จะนำไปสู่การเชื่อมต่อของเส้นประสาทใหม่.

ดังนั้นในขณะที่ความทรงจำระยะสั้นเกี่ยวข้องกับการดัดแปลงโปรตีนที่มีอยู่และการเปลี่ยนแปลงความแข็งแรงของซินไซต์ก่อนหน้านี้หน่วยความจำระยะยาวต้องการการสังเคราะห์โปรตีนใหม่และการเติบโตของการเชื่อมต่อใหม่.

ด้วย PKA, MAPK, CREB-1 และ CREB-2 pathways, หน่วยความจำระยะสั้นกลายเป็นความจำระยะยาว สิ่งนี้ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในขนาดและรูปร่างของเงี่ยง dendritic รวมถึงการขยายตัวของปุ่มเทอร์มินัลของเซลล์ประสาท.

ตามเนื้อผ้าก็คิดว่ากลไกการเรียนรู้เหล่านี้เกิดขึ้นเฉพาะในฮิบโป อย่างไรก็ตามมันแสดงให้เห็นในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ potentiation ระยะยาวสามารถเกิดขึ้นได้ในหลายภูมิภาคเช่น cerebellum, thalamus หรือ neocortex.

นอกจากนี้ยังพบว่ามีสถานที่ที่มีตัวรับ NMDA แทบจะทุกแห่งและแม้ว่าจะมีการเสริมอำนาจระยะยาวปรากฏขึ้น.

ภาวะซึมเศร้าระยะยาว

เช่นเดียวกับที่คุณสามารถตั้งค่าความทรงจำคุณสามารถ "ลืม" ข้อมูลอื่น ๆ ที่ไม่ได้จัดการได้ กระบวนการนี้เรียกว่า "ภาวะซึมเศร้าในระยะยาว" (DLP).

มันทำหน้าที่เพื่อหลีกเลี่ยงความอิ่มตัวและเกิดขึ้นเมื่อมีกิจกรรมในเซลล์ประสาท presynaptic แต่ไม่ได้อยู่ใน postsynaptic หรือในทางกลับกัน หรือเมื่อการเปิดใช้งานมีความเข้มต่ำมาก ด้วยวิธีนี้การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างดังกล่าวข้างต้นจะค่อยๆกลับรายการ.

หน่วยความจำระยะยาวและการนอนหลับ

มันได้รับการแสดงในการศึกษาต่าง ๆ ว่าการพักผ่อนอย่างเพียงพอเป็นสิ่งจำเป็นในการเก็บความทรงจำอย่างมั่นคง.

ดูเหมือนว่าร่างกายของเราใช้ช่วงเวลาการนอนหลับเพื่อกำหนดความทรงจำใหม่เนื่องจากไม่มีการรบกวนจากสภาพแวดล้อมภายนอกที่ทำให้กระบวนการนี้ยาก.

ดังนั้นในการเฝ้าระวังเราจัดการและกู้คืนข้อมูลที่เก็บไว้แล้วในขณะที่อยู่ในโหมดสลีปเรารวมสิ่งที่เราเรียนรู้ระหว่างวัน.

เพื่อให้สิ่งนี้เป็นไปได้มีการตั้งข้อสังเกตว่าในระหว่างปฏิกิริยาการนอนหลับเกิดขึ้นในเครือข่ายเซลล์ประสาทเดียวกับที่เปิดใช้งานในขณะที่เรากำลังเรียนรู้ นั่นคือ potentiation ระยะยาว (หรือภาวะซึมเศร้าในระยะยาว) สามารถเกิดขึ้นได้ในขณะที่เรานอนหลับ.

การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการนอนหลับหลังจากการเรียนรู้มีผลดีต่อความจำ ไม่ว่าจะเป็นในระหว่างการนอนหลับ 8 ชั่วโมง, งีบหลับ 1 หรือ 2 ชั่วโมงและแม้แต่การนอนหลับ 6 นาที.

นอกจากนี้ยิ่งเวลาที่ผ่านไปน้อยลงระหว่างช่วงเวลาการเรียนรู้และความฝันยิ่งมีประโยชน์มากขึ้นเท่าใดในการเก็บความทรงจำระยะยาว.

ความผิดปกติของหน่วยความจำระยะยาว

มีเงื่อนไขที่หน่วยความจำระยะยาวสามารถได้รับผลกระทบ ตัวอย่างเช่นในสถานการณ์ที่เราเหนื่อยเมื่อเราไม่ได้นอนอย่างเหมาะสมหรือมีช่วงเวลาที่เครียด.

หน่วยความจำระยะยาวมีแนวโน้มที่จะแย่ลงเรื่อย ๆ เมื่อเราอายุมากขึ้น.

ในทางตรงกันข้ามพยาธิสภาพที่เชื่อมโยงกับปัญหาความจำส่วนใหญ่นั้นเกิดจากความเสียหายของสมองและความผิดปกติของระบบประสาทเช่นโรคอัลไซเมอร์.

เห็นได้ชัดว่าความเสียหายใด ๆ ที่เกิดขึ้นในโครงสร้างที่สนับสนุนหรือมีส่วนร่วมในการก่อตัวของหน่วยความจำ (เช่นกลีบขมับ, ฮิบโปแคมปัส, อะมิกกาลา ฯลฯ ) จะสร้างผลที่ตามมาในหน่วยความจำระยะยาวของเรา.

ปัญหาสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งในการจดจำข้อมูลที่เก็บไว้แล้ว (ความจำเสื่อมย้อนหลัง) และเพื่อเก็บความทรงจำใหม่ (Anterograde amnesia).

การอ้างอิง

1. Caroni, P. , Donato, F. , & Muller, D. (2012) ความยืดหยุ่นของโครงสร้างเมื่อเรียนรู้: ระเบียบและหน้าที่ ความคิดเห็นธรรมชาติประสาทวิทยาศาสตร์, 13 (7), 478-490.
2. Carrillo-Mora, Paul (2010) ระบบหน่วยความจำ: ทบทวนประวัติศาสตร์การจำแนกและแนวคิดปัจจุบัน ส่วนที่หนึ่ง: ประวัติอนุกรมวิธานของหน่วยความจำระบบหน่วยความจำระยะยาว: หน่วยความจำความหมาย สุขภาพจิต, 33 (1), 85-93.
3. Diekelmann, S. , และเกิด, J. (2010) ฟังก์ชั่นหน่วยความจำของการนอนหลับ ความคิดเห็นธรรมชาติประสาทวิทยาศาสตร์, 11 (2), 114-126.
4. หน่วยความจำระยะยาว ( N.d. ) สืบค้นเมื่อวันที่ 11 มกราคม 2017 จาก BrainHQ: brainhq.com.
5. หน่วยความจำระยะยาว (2010) สืบค้นจากหน่วยความจำของมนุษย์: human-memory.net.
6. Mayford, M. , Siegelbaum, S.A. , & Kandel, E. R. (2012) ซิงก์และการจัดเก็บหน่วยความจำ มุมมองท่าเรือฤดูใบไม้ผลิเย็นในชีววิทยา, 4 (6), a005751.
7. McLeod, S. (2010) หน่วยความจำระยะยาว สืบค้นจาก Simply Psychology: simplypsychology.org.