Smegenyse yra tūkstančiai tūkstančių jungčių tarp savo neuronų, kuriuos atskiria nedidelė erdvė, vadinama sinapsėmis. Čia informacija perduodama iš neurono į neuroną.

Prieš kurį laiką buvo matyti, kad sinapso veikla nėra statiška, ty ne visada tokia pati. Tai gali būti sustiprinta arba sumažinta dėl išorinių stimulų, tokių kaip mes gyvename. Ši gebėjimo moduluoti sinapso kokybę vadinama smegenų plastumu arba neuroplastika.

Iki šiol daroma prielaida, kad šis gebėjimas moduluoti sinapses aktyviai dalyvauja dviejose veiklose, svarbiose smegenų vystymuisi kaip mokymuisi ir atmintims. Iki šiol sakau, nes šiai aiškinamajai schemai yra nauja alternatyva, pagal kurią suprasti atminties veikimą sinapsijos nėra tokios svarbios kaip jis paprastai tiki.

Sinapsių istorija

Ramono y Cajalo dėka žinome, kad neuronai nesudaro vieningo audinio, bet visi jie yra atskirti tarpšakinėmis erdvėmis, mikroskopinėmis vietomis, kurias vėliau Sherringtonas vadinsis „sinapsėmis“. Dešimtmečius vėliau psichologas Donaldas Hebbas pasiūlė teoriją, pagal kurią sinapsės ne visada yra vienodos ir gali būti moduliuojamos, ty jis kalbėjo apie tai, ką žinome kaip neuroplastiką: Du ar daugiau neuronų gali sukelti ryšį tarp jų, kad jie sustiprėtų arba degraduotų, tam tikrų ryšių kanalų dažniau nei kiti. Kaip stebuklingas faktas, prieš penkiasdešimt metų prieš taikant šią teoriją Ramonas y Cajalas savo rašytiniuose dokumentuose paliko įrodymus apie šio moduliavimo egzistavimą..

Šiandien mes žinome du mechanizmus, kurie naudojami smegenų plastiškumo procese: ilgalaikis potencialumas (LTP), kuris yra sinapsės intensyvinimas tarp dviejų neuronų; ir ilgalaikė depresija (LTD), kuri yra priešinga pirmajai, tai yra, informacijos perdavimo mažinimui.

Atmintis ir neurologija, empiriniai įrodymai su prieštaravimais

Mokymasis yra procesas, kuriuo mes susiejame gyvenimą ir įvykius, kad įgytume naujų žinių. Atmintis - tai veikla, išlaikanti ir išlaikiusi šias žinias laikui bėgant. Per visą istoriją buvo atlikta šimtai eksperimentų, kuriais siekiama nustatyti, kaip smegenys atlieka šias dvi veiklas.

Šiame tyrime klasikinis yra Kandelio ir Siegelbaumo (2013) darbas su nedideliu bestuburiu, jūros žinduoliu, vadinamu Aplysia. Šiame tyrime, Jie matė, kad sinaptinio laidumo pokyčiai atsirado dėl to, kaip gyvūnas reaguoja į aplinką, įrodo, kad sinapse dalyvauja mokymosi ir įsiminimo procese. Tačiau Chen et al. (2014) surado kažką, kas prieštarauja anksčiau padarytoms išvadoms. Tyrimas parodė, kad ilgai trunkanti atmintis gyvulyje išlieka motorinėse funkcijose po to, kai narkotikai slopina sinapsę, todėl kyla abejonių dėl idėjos, kad sinapse dalyvauja visame atminties procese.

Kitas atvejis, paremiantis šią idėją, kyla iš Johansson et al. (2014). Šia proga buvo ištirtos smegenų Purkinje ląstelės. Šių ląstelių funkcijomis yra valdyti judesių ritmą, o vaistų tiesioginis stimuliavimas tiesiogiai ir slopinant sinapsę, visais šansais ir toliau buvo spartus. Johanssonas padarė išvadą, kad jo atminties nepaveikia išoriniai mechanizmai ir kad pačios „Purkinje“ ląstelės valdo mechanizmą atskirai, nepriklausomai nuo sinapso įtakos..

Galiausiai, Ryan et al. (2015) parodė, kad sinapso stiprybė nėra kritinė atminties konsolidavimo vieta. Pagal savo darbą, švirkščiant baltymų inhibitorius į gyvūnus, atsiranda retrogradinė amnezija, ty jie negali išlaikyti naujų žinių. Bet jei tokioje pačioje situacijoje taikome nedidelius šviesos blyksnius, kurie skatina tam tikrų baltymų gamybą (optogenetika), mes galime išsaugoti atmintį, nepaisant sukeltos cheminės blokados..

Mokymasis ir atmintis, vieningi ar nepriklausomi mechanizmai?

Norint kažką įsiminti, pirmiausia turime apie tai sužinoti. Nežinau, ar taip yra dėl to, bet dabartinė neurologinė literatūra paprastai duoda šias dvi sąvokas, o eksperimentai, kuriais jie grindžiami, paprastai turi dviprasmišką išvadą, kuri neleidžia atskirti mokymosi proceso ir atminties, todėl sunku suprasti, ar jie naudojasi bendras mechanizmas.

Geras pavyzdys yra Martin ir Morris (2002) darbas, susijęs su hipokampo, kaip mokymosi centro, tyrimu. Tyrimo bazėje daugiausia dėmesio buvo skiriama N-metil-D-aspartato (NMDA), baltymo, kuris atpažįsta neurotransmiterį glutamatą ir dalyvauja LTP signale, receptoriams. Jie parodė, kad be ilgalaikio hipotalamo ląstelių potencialo neįmanoma išmokti naujų žinių. Eksperimentas sudarė NMDA receptorių blokatorių skyrimą žiurkėms, kurios paliekamos vandens būgne su plaustu, nes jie negali sužinoti plaustų buvimo vietos, kartojant bandymą, skirtingai nei žiurkės be inhibitorių..

Vėlesni tyrimai parodė, kad jei žiurkė gauna mokymą prieš inhibitorių įvedimą, žiurkės "kompensuoja" už LTP praradimą, ty turi atmintį. Išvada, kurią norime parodyti, yra tai LTP aktyviai dalyvauja mokymosi procese, tačiau nėra taip aišku, kad tai daroma informacijos paieškoje.

Smegenų plastiškumo įtaka

Tai rodo daug eksperimentų neuroplastika aktyviai dalyvauja naujų žinių įgijime, pavyzdžiui, pirmiau minėtas atvejis arba transgeninių pelių, kuriuose pašalinamas gliutamato gamybos genas, kūrimas, todėl gyvūnui labai sunku išmokti.

Kita vertus, jo vaidmuo atmintyje pradeda būti labiau abejotinas, nes jūs galėjote skaityti keletą paminėtų pavyzdžių. Pradėjo atsirasti teorija, kad atminties mechanizmas yra viduje ląstelių, o ne sinapsėse. Bet kaip rodo psichologas ir neurologas Ralphas Adolfas, neurologija išspręs, kaip per ateinančius penkiasdešimt metų bus mokymasis ir atmintis, tai yra, tik laikas paaiškina viską.

Bibliografinės nuorodos:

• Chen, S., Cai, D., Pearce, K., Sun, P.Y.-W., Roberts, A.C. ir Glanzman, D.L. Atkuriama ilgalaikė atmintis po jos elgesio ir sinaptinės išraiškos ištrynimo Aplysijoje. eLife 3: e03896. doi: 10.7554 / eLife.03896.
• Johansson, F., Jirenhed, D.-A, Rasmussen, A., Zucca, R. ir Hesslow, G. (2014). Atminties pėdsakų ir laiko nustatymo mechanizmas lokalizuotas smegenų Purkinje ląstelėse. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 111, 14930-14934. doi: 10.1073 / pnas.1415371111.
• Kandel, E. R. ir Siegelbaum, S. A. (2013). „Neutralios atminties saugojimo ląstelių mechanizmai ir biologinis individualumo pagrindas“, „Neurologijos mokslo principai“, 5-asis Edn., Edas Kandelis, JH Schwartz, TM Jessell, Siegelbaum SA ir AJ Hudspeth ), 1461-1486.
• Martin, S.J. ir Morris, R. G. M. (2002). Naujas gyvenimas senojoje idėjoje: pakartota sinaptinė plastika ir atminties hipotezė. Hippocampus 12, 609-636. doi: 10.1002 / hipo.10107.
• Ryan, T. J., Roy, D.S., Pignatelli, M., Arons, A. ir Tonegawa, S. (2015). Engramo ląstelės išsaugo atmintį pagal retrogradinę amneziją. Science 348, 1007-1013. doi: 10.1126 / science.aaa5542.