كيف تتعلم الدماغ البشري؟

يتعلم دماغنا من التجارب: مواجهة بيئتنا يغير سلوكنا من خلال تعديل نظامنا العصبي (كارلسون ، 2010). على الرغم من أننا لا نزال بعيدين عن معرفة كل الآليات الكيميائية الفيزيائية العصبية والمشاركة في هذه العملية على جميع المستويات ، فقد اكتسبت الأدلة التجريبية المختلفة معرفة واسعة إلى حد ما عن الآليات المشاركة في عملية التعلم.

يتغير الدماغ طوال حياتنا. يمكن تعديل الخلايا العصبية التي تتكون منها كنتيجة لأسباب مختلفة: النمو ، معاناة نوع من إصابات الدماغ ، والتعرض للتحفيز البيئي وبشكل أساسي ، كنتيجة للتعلم (BNA ، 2003).

مؤشر

• 1 الخصائص الأساسية لتعلم الدماغ
• 2 أنواع تعلم الدماغ
  • 2.1 - التعلم غير النقابي
  • 2.2 - التعلم النقابي
• 3 الكيمياء العصبية لتعلم الدماغ
  • 3.1 التمكين والاكتئاب
• 4 التعود والوعي
  • 4.1 التعود
  • 4.2 التحسس
• 5 توحيد التعلم في الدماغ
• 6 المراجع

الخصائص الأساسية لتعلم الدماغ

التعلم عملية أساسية ، إلى جانب الذاكرة ، هي الوسيلة الرئيسية التي يتعين على الكائنات الحية أن تتكيف مع التغيرات المتكررة في بيئتنا.

نستخدم مصطلح التعلم للإشارة إلى حقيقة أن التجربة تنتج تغييرات في نظامنا العصبي (SN) ، والتي يمكن أن تكون طويلة الأمد وتتضمن تعديلًا على المستوى السلوكي (Morgado ، 2005).

إن التجارب ذاتها تغير الطريقة التي يتصور بها كائننا ، أو يتصرف ، أو يفكر أو يخطط ، من خلال تعديل SN ، وتغيير الدوائر التي تشارك في هذه العمليات (كارلسون ، 2010).

وبهذه الطريقة ، في نفس الوقت الذي يتفاعل فيه كائننا مع البيئة ، فإن الروابط المتشابكة في دماغنا ستخضع للتغييرات ، وسيتم إنشاء روابط جديدة ، وتلك التي تكون مفيدة في ذخيرتنا السلوكية أو سيتم تعزيز جهات أخرى غير مفيدة أو فعالة (BNA ، 2003).

لذلك ، إذا كان التعلم يتعلق بالتغييرات التي تحدث في نظامنا العصبي نتيجة لتجاربنا ، عندما يتم دمج هذه التغييرات يمكننا التحدث عن الذكريات. (كارلسون ، 2010). الذاكرة هي ظاهرة مستخلصة من تلك التغييرات التي تحدث في SN وتعطي شعورًا بالاستمرارية في حياتنا (Morgado، 2005).

بسبب الأشكال المتعددة لأنظمة التعلم والذاكرة ، يُعتقد أن عملية التعلم وتكوين ذكريات جديدة تعتمد على اللدونة التشابكية ، وهي ظاهرة تغير من خلالها الخلايا العصبية قدرتها على التواصل مع بعضها البعض (BNA ، 2003). ).

أنواع تعلم الدماغ

قبل وصف آليات الدماغ المشاركة في عملية التعلم ، سيكون من الضروري وصف أشكال التعلم المختلفة ، والتي يمكننا من خلالها التمييز بين نوعين أساسيين على الأقل من التعلم: التعلم غير الترابطي والتعلم الترابطي.

-التعلم غير النقابي

يشير التعلم غير الترابطي إلى التغيير في الاستجابة الوظيفية الذي يحدث استجابةً لعرض محفز واحد. يمكن أن يكون التعليم غير الترابطي بدوره نوعين: التعود أو التوعية (Bear et al. ، 2008).

تعود

ينتج عن العرض المتكرر للحافز انخفاضًا في شدة الاستجابة له (Bear et al. ، 2008).

مثال: sلقد عشت في منزل بهاتف واحد فقط. عندما يرن ، يتم تشغيله للرد على المكالمة ، ومع ذلك ، في كل مرة يتم فيها ، تكون المكالمة لشخص آخر. لأن هذا يحدث مرارًا وتكرارًا ، ستتوقف عن الاستجابة للهاتف وقد تتوقف عن السماع (بير وآخرون ، 2008).

التوعية

إن تقديم محفز جديد أو مكثف ينتج عنه استجابة بحجم أكبر لجميع المحفزات التالية.

مثال: suponga الذي يسير على جانب رصيف الشارع مضاءة جيدا في الليل ، وفجأة يحدث انقطاع التيار الكهربائي. أي حافز جديد أو غريب يظهر ، مثل سماع خطوات أو رؤية المصابيح الأمامية للسيارة تقترب ، سيغيرها. أدى التحفيز الحسي (التعتيم) إلى زيادة الوعي ، مما يزيد من استجابته لجميع المحفزات التالية (بير وآخرون ، 2008).

-التعلم النقابي

يعتمد هذا النوع من التعلم على إنشاء روابط بين محفزات أو أحداث مختلفة. ضمن التعلم النقابي ، يمكننا التمييز بين نوعين فرعيين: التكييف الكلاسيكي والتكيف الفعال (Bear et al. ، 2008).

تكييف الكلاسيكية

في هذا النوع من التعلم ، فإن الارتباط بين الحافز الذي يثير استجابة (استجابة غير مشروطة أو استجابة غير مشروطة ، RNC / RI) ، حافز غير مشروط أو غير مشروط (ENC / EI) ، وحفز آخر لا يحدث عادةً يحدث الاستجابة. التحفيز مكيفة (EC) ، والتي سوف تتطلب التدريب.

سوف يتضمن العرض التقديمي المزدوج للمفوضية الأوروبية و EI ، تقديم الاستجابة المتعلمة (استجابة مشروطة ، RC) للحوافز المدربة. لن يحدث التكييف إلا إذا تم تقديم المحفزات في وقت واحد أو إذا سبقت المفوضية الأوروبية ENC في فترة زمنية قصيرة جدًا (Bear et al. ، 2008).

مثال: التحفيز ENC / EC ، في حالة الكلاب ، يمكن أن يكون قطعة من اللحم. عند تصور اللحوم ، ستصدر الكلاب استجابة لعاب (RNC / RI). ومع ذلك ، إذا تم تقديم كلب كمحفز ، فلن يقدم صوت الجرس أي استجابة على وجه الخصوص. إذا قدمنا ​​كل من المحفزات في وقت واحد أو أول صوت الجرس (EC) ثم اللحم ، بعد تدريب متكرر. سوف يكون الصوت قادرًا على إثارة استجابة اللعاب ، دون تقديم اللحم. كان هناك ارتباط بين الطعام واللحوم. الصوت (EC) قادر على إثارة استجابة مشروطة (RC) ، اللعاب.

تكييف مفيدة

في هذا النوع من التعلم ، تتعلم ربط الاستجابة (الفعل الحركي) بحافز كبير (مكافأة). لكي يحدث التكييف الفعال ، من الضروري أن يحدث التحفيز أو المكافأة بعد استجابة الفرد.

بالإضافة إلى ذلك ، سيكون الدافع أيضًا عاملاً هامًا. من ناحية أخرى ، سيحدث أيضًا تكييف فعال إذا حصل الفرد ، بدلاً من المكافأة ، على اختفاء حافز التكافؤ النفسي (Bear et al. ، 2008).

مثال: sأعرض فأرًا جائعًا في صندوق به رافعة ستوفر الطعام ، وعند استكشاف الصندوق ، سوف يضغط الجرذ على الرافعة (المحرك الحركي) ويلاحظ أن الطعام يظهر (مكافأة). بعد القيام بهذا الإجراء أكثر من مرة ، يربط الجرذ ضغط الذراع مع الحصول على الطعام. لذلك ، سوف تضغط على الرافعة حتى تشبع (بير وآخرون ، 2008).

الكيمياء العصبية لتعلم الدماغ

التمكين والاكتئاب

كما ذكرنا سابقًا ، يُعتقد أن التعلم والذاكرة يعتمدان على عمليات اللدونة التشابكية.

وهكذا ، أظهرت دراسات مختلفة أن عمليات التعلم (من بينها تلك المذكورة أعلاه) والذاكرة ، تؤدي إلى تغييرات في التوصيلية التشابكية التي تغير القوة وقدرة التواصل بين الخلايا العصبية.

ستكون هذه التغييرات في الاتصال نتيجة لآليات الجزيئية والخلوية التي تنظم هذا النشاط نتيجة الإثارة وتثبيط الخلايا العصبية التي تنظم اللدونة الهيكلية.

وبالتالي ، واحدة من الخصائص الرئيسية للمشابك مثير ومثبط هو ارتفاع مستوى التباين في التشكل والاستقرار التي تحدث نتيجة لنشاطها ومضي الوقت (Caroni et al. ، 2012).

يهتم العلماء المتخصصون في هذا المجال بالتحديد بالتغييرات طويلة المدى في القوة العصبية ، نتيجة لعمليات التمكين على المدى الطويل (PLP) - والاكتئاب طويل الأجل (DLP).

• التمكين على المدى الطويل: تحدث زيادة في قوة التشابك نتيجة التحفيز أو التنشيط المتكرر للاتصال متشابك. لذلك ، سوف تظهر استجابة متسقة في وجود التحفيز ، كما هو الحال في حالة التحسس.
• الاكتئاب طويل الأجل (DLP): تحدث زيادة في قوة متشابك نتيجة لعدم وجود تنشيط متكرر للاتصال متشابك. لذلك ، سيكون حجم الاستجابة للحافز أقل أو حتى لا شيء. يمكننا القول أن عملية التعود تحدث.

التعود والوعي

استخدمت الدراسات التجريبية الأولى المهتمة بتحديد التغيرات العصبية التي تشكل أساس التعلم والذاكرة أشكالًا بسيطة من التعلم مثل التعود أو التوعية أو التكييف الكلاسيكي..

في هذه البانوراما ، ركز العالم الأمريكي إريك كاندل دراساته على انعكاس التراجع المتفرع من Aplysia Califórnica ، بدءًا من الفرضية القائلة بأن الهياكل العصبية متشابهة بين هذه الأنظمة والأنظمة العليا..

قدمت هذه الدراسات دليلًا مبكرًا على أن الذاكرة والتعلم يتوسطان في اللدونة التي تتمتع بها الوصلات العصبية المتشابكة بين الخلايا العصبية التي تشارك في السلوك ، مما يكشف أن التعلم يؤدي إلى تغييرات هيكلية عميقة تصاحب تخزين الذاكرة (Mayford et al. آل ، 2012).

Kandel ، مثل Ramón y Cajal ، يخلص إلى أن الاتصالات المتشابكة ليست ثابتة وأن التغييرات الهيكلية و / أو التشريحية هي أساس تخزين الذاكرة (Mayford et al. ، 2012).

في سياق الآليات الكيميائية العصبية للتعلم ، ستحدث أحداث مختلفة لكل من التعود والتوعية.

تعود

كما ذكرنا سابقًا ، يتكون التعود من انخفاض شدة الاستجابة ، نتيجة للعرض المتكرر للحافز. عندما ينظر المحفز الحساس إلى التحفيز ، يتم توليد إمكانات مثيرة تتيح استجابة فعالة.

عندما يتكرر الحافز ، تقل إمكانية الإثارة تدريجياً ، حتى تفشل أخيرًا في تجاوز الحد الأدنى للإفرازات اللازمة لتوليد احتمال فعل ما بعد المشبكي ، مما يجعل من الممكن تقلص العضلات.

يرجع السبب في انخفاض هذه الإمكانات المثيرة إلى حقيقة أنه عند تكرار التحفيز بشكل مستمر ، يتم إنتاج ناتج متزايد من أيونات البوتاسيوم (K⁺) ، والذي بدوره يؤدي إلى إغلاق قنوات الكالسيوم (كاليفورنيا²⁺) ، والذي يمنع دخول أيونات الكالسيوم. لذلك ، ينتج عن هذه العملية انخفاض في إطلاق الغلوتامات (Mayford et al، 2012).

التوعية

يعد التحسس شكلاً من أشكال التعليم الأكثر تعقيدًا من التعود ، حيث ينتج عن الحافز المكثف استجابة مبالغ فيها لجميع المنبهات التالية ، حتى تلك التي تسببت سابقًا في استجابة ضئيلة أو معدومة.

على الرغم من كونه شكل أساسي من أشكال التعلم ، إلا أنه يحتوي على مراحل مختلفة ، على المدى القصير والطويل. في حين أن التوعية على المدى القصير قد تنطوي على تغييرات متشابكة سريعة وديناميكية ، فإن التوعية على المدى الطويل قد تؤدي إلى تغييرات طويلة الأمد ومستقرة ناجمة عن تغييرات هيكلية عميقة.

وبهذا المعنى ، في ظل وجود محفز التوعية (مكثف أو جديد) ، سيحدث إطلاق للجلوتامات ، عندما تكون الكمية الصادرة عن الطرف قبل المشبكي مفرطة ، قم بتنشيط مستقبلات AMPA بعد المشبك.

هذه الحقيقة ستسمح بدخول Na2 + إلى الخلايا العصبية بعد المشبكية مما يسمح بإزالة الاستقطاب وكذلك إطلاق مستقبلات NMDA ، والتي تم حظرها حتى الآن بواسطة أيونات Mg2 + ، كلا الحدثين سيسمحان بتدفق هائل من Ca2 + في الخلايا العصبية بعد المشبكي.

إذا تم تقديم محفز التوعية بشكل مستمر ، فسوف يتسبب ذلك في زيادة مستمرة في دخول Ca2 + ، مما يؤدي إلى تنشيط كينازات مختلفة ، مما يؤدي إلى بدء التعبير المبكر عن العوامل الوراثية وتخليق البروتين. كل هذا سيؤدي إلى تغييرات هيكلية طويلة الأجل.

لذلك ، فإن الفرق الأساسي بين كلتا العمليتين هو في تخليق البروتينات. في أولها ، في الوعي على المدى القصير ، عملها ليس ضروريًا لحدوثه.

من جانبها ، يعد الوعي على المدى الطويل أمرًا ضروريًا لإنتاج توليف من البروتينات لإنتاج تغييرات دائمة ومستقرة يكون هدفها تكوين تعلم جديد والمحافظة عليه..

توحيد التعلم في الدماغ

التعلم والذاكرة هي نتيجة التغيرات الهيكلية التي تحدث نتيجة اللدونة متشابك. لكي تحدث هذه التغييرات الهيكلية ، من الضروري الحفاظ على عملية التقوية طويلة الأجل ، أو توحيد القوة التشابكية..

كما هو الحال في تحفيز التوعية على المدى الطويل ، من الضروري كل من تخليق البروتينات والتعبير عن العوامل الوراثية التي ستؤدي إلى تغييرات هيكلية. لكي تحدث هذه الأحداث ، يجب أن تحدث سلسلة من العوامل الجزيئية:

• ستؤدي الزيادة المستمرة في دخول Ca2 + في المحطة إلى تنشيط كينازات مختلفة ، مما يؤدي إلى بداية التعبير المبكر عن العوامل الوراثية وتوليف البروتينات التي ستؤدي إلى تحفيز مستقبلات AMPA الجديدة التي سيتم إدراجها في غشاء وسيحافظ على PLP.

ستؤدي هذه الأحداث الجزيئية إلى تغيير الحجم والشكل الشجيري ، بحيث تكون قادرة على إعطاء زيادة أو نقصان في عدد العمود الفقري الشجيري في مناطق معينة.

بالإضافة إلى هذه التغييرات المترجمة ، أظهرت الأبحاث الحالية أن التغييرات تحدث أيضًا على المستوى العالمي ، حيث يعمل المخ كنظام موحد.

لذلك ، هذه التغييرات الهيكلية هي أساس التعلم ، بالإضافة إلى ذلك ، عندما تميل هذه التغييرات إلى الاستمرار مع مرور الوقت ، سنتحدث من الذاكرة.

مراجع

1. (2008). في جمعية B. N. ، و BNA, علوم الأعصاب. علم الدماغ. مقدمة للطلاب الصغار. ليفربول.
2. Bear، M.، Connors، B.، & Paradiso، M. (2008). علم الأعصاب: استكشاف الدماغ. فيلادلفيا: ليبينكوت ويليامز آند ويلكينجز.
3. Caroni، P.، Donato، F.، & Muller، D. (2012). اللدونة الهيكلية عند التعلم: التنظيم والواجبات. الطبيعة ، 13, 478-490.
4. أساسيات فسيولوجيا السلوك. (2010). في كارلسون ن. مدريد: بيرسون.
5. Mayford، M.، Siegelbaum، S.A.، & Kandel، E. R. (s.f.). المشابك وتخزين الذاكرة.
6. Morgado، L. (2005). علم النفس النفسي للتعلم والذاكرة: الأساسيات والتطورات الحديثة. القس نيورول ، 40(5) ، 258-297.