สมองของมนุษย์เรียนรู้อย่างไร? - ไซโค - 2025

สมองของเราเรียนรู้จากประสบการณ์: การเผชิญกับสภาพแวดล้อมของเราเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของเราผ่านการปรับเปลี่ยนระบบประสาทของเรา (Carlson, 2010) แม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่าเรายังห่างไกลจากการรู้อย่างแน่ชัดและทุกระดับของกลไกทางประสาทเคมีและทางกายภาพที่มีส่วนร่วมในกระบวนการนี้หลักฐานการทดลองที่แตกต่างกันได้สะสมความรู้อย่างกว้างขวางเกี่ยวกับกลไกที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการเรียนรู้

สมองมีการเปลี่ยนแปลงตลอดชีวิตของเรา เซลล์ประสาทที่ประกอบขึ้นสามารถแก้ไขได้เนื่องจากสาเหตุที่แตกต่างกัน: การพัฒนาความทุกข์ทรมานจากการบาดเจ็บที่สมองบางประเภทการสัมผัสกับการกระตุ้นจากสิ่งแวดล้อมและโดยพื้นฐานอันเป็นผลมาจากการเรียนรู้ (BNA, 2003)

ลักษณะพื้นฐานของการเรียนรู้ของสมอง

การเรียนรู้เป็นกระบวนการสำคัญที่ร่วมกับความจำเป็นวิธีการหลักที่สิ่งมีชีวิตต้องปรับตัวให้เข้ากับการปรับเปลี่ยนสภาพแวดล้อมของเราที่เกิดขึ้นประจำ

เราใช้คำว่าการเรียนรู้เพื่ออ้างถึงข้อเท็จจริงที่ว่าประสบการณ์นั้นก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในระบบประสาทของเรา (NS) ซึ่งอาจเกิดขึ้นได้นานและเกี่ยวข้องกับการปรับเปลี่ยนในระดับพฤติกรรม (Morgado, 2005)

ประสบการณ์เหล่านี้เปลี่ยนวิธีที่ร่างกายของเรารับรู้กระทำคิดหรือวางแผนผ่านการปรับเปลี่ยน NS เปลี่ยนวงจรที่เข้าร่วมในกระบวนการเหล่านี้ (Carlson, 2010)

ด้วยวิธีนี้ในเวลาเดียวกันกับที่ร่างกายของเรามีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมการเชื่อมต่อแบบซินแนปติกของสมองของเราจะได้รับการเปลี่ยนแปลงอาจมีการสร้างการเชื่อมต่อใหม่สิ่งที่มีประโยชน์ในการแสดงพฤติกรรมของเราที่เข้มแข็งขึ้นหรืออื่น ๆ ที่ไม่มีประโยชน์หรือมีประสิทธิภาพหายไป (BNA, 2003)

ดังนั้นหากการเรียนรู้เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในระบบประสาทของเราอันเป็นผลมาจากประสบการณ์ของเราเมื่อการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้รวมเข้าด้วยกันเราสามารถพูดถึงความทรงจำได้ (คาร์ลสัน, 2010). ความจำเป็นปรากฏการณ์ที่สรุปได้จากการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นใน NS และให้ความรู้สึกต่อเนื่องกับชีวิตของเรา (Morgado, 2005)

เนื่องจากรูปแบบการเรียนรู้และระบบความจำหลายรูปแบบปัจจุบันมีความคิดว่ากระบวนการเรียนรู้และการสร้างความทรงจำใหม่ขึ้นอยู่กับความเป็นพลาสติกแบบซินแนปติกซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เซลล์ประสาทเปลี่ยนแปลงความสามารถในการสื่อสารระหว่างกัน (BNA, 2003 )

ประเภทของการเรียนรู้ของสมอง

ก่อนที่จะอธิบายกลไกของสมองที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการเรียนรู้จำเป็นต้องกำหนดลักษณะของรูปแบบการเรียนรู้ที่แตกต่างกันซึ่งเราสามารถแยกความแตกต่างของการเรียนรู้พื้นฐานอย่างน้อยสองประเภท ได้แก่ การเรียนรู้แบบไม่เชื่อมโยงและการเรียนรู้แบบเชื่อมโยง

- การเรียนรู้แบบไม่เชื่อมโยง

การเรียนรู้แบบไม่เชื่อมโยงหมายถึงการเปลี่ยนแปลงของการตอบสนองเชิงหน้าที่ที่เกิดขึ้นเพื่อตอบสนองต่อการนำเสนอสิ่งเร้าเดียว การเรียนรู้แบบไม่เชื่อมโยงสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: ความเคยชินหรือความรู้สึกไว (Bear et al., 2008)

การทำให้เคยชิน

การนำเสนอสิ่งกระตุ้นซ้ำ ๆ ทำให้ความรุนแรงของการตอบสนองต่อสิ่งนั้นลดลง (Bear et al., 2008)

ตัวอย่าง: หากคุณอาศัยอยู่ในบ้านที่มีโทรศัพท์เพียงเครื่องเดียว เมื่อดังขึ้นเขาก็วิ่งไปรับสาย แต่ทุกครั้งที่รับสายจะมีคนอื่นโทรเข้า เนื่องจากเหตุการณ์นี้เกิดขึ้นซ้ำ ๆ พวกเขาจะหยุดตอบสนองต่อโทรศัพท์และอาจหยุดได้ยินด้วยซ้ำ (Bear et al., 2008)

แพ

การนำเสนอสิ่งเร้าใหม่หรือที่รุนแรงก่อให้เกิดการตอบสนองที่เพิ่มขึ้นต่อสิ่งเร้าที่ตามมาทั้งหมด

ตัวอย่าง: สมมติว่าคุณกำลังเดินอยู่บนทางเท้าในถนนที่มีแสงสว่างเพียงพอในตอนกลางคืนและจู่ๆก็เกิดไฟดับ สิ่งกระตุ้นใหม่หรือแปลก ๆ ที่ปรากฏขึ้นเช่นการได้ยินเสียงฝีเท้าหรือการเห็นไฟหน้าของรถที่เข้าใกล้จะทำให้อารมณ์เสีย สิ่งเร้าที่อ่อนไหว (ความมืดมน) นำไปสู่การแพ้ซึ่งจะเพิ่มการตอบสนองต่อสิ่งเร้าที่ตามมาทั้งหมด (Bear et al., 2008)

-Associative การเรียนรู้

การเรียนรู้ประเภทนี้ขึ้นอยู่กับการสร้างความเชื่อมโยงระหว่างสิ่งเร้าหรือเหตุการณ์ต่างๆ ภายในการเรียนรู้แบบเชื่อมโยงเราสามารถแยกแยะประเภทย่อยได้ 2 ประเภท ได้แก่ การปรับสภาพแบบคลาสสิกและการปรับสภาพเครื่องมือ (Bear et al., 2008)

เครื่องปรับอากาศแบบคลาสสิก

ในการเรียนรู้ประเภทนี้จะมีการเชื่อมโยงระหว่างสิ่งเร้าที่ทำให้เกิดการตอบสนอง (การตอบสนองที่ไม่มีเงื่อนไขหรือการตอบสนองที่ไม่มีเงื่อนไข RNC / RI) สิ่งเร้าที่ไม่มีเงื่อนไขหรือไม่มีเงื่อนไข (ENC / EI) และสิ่งเร้าอื่นที่ไม่กระตุ้นการตอบสนองตามปกติ สิ่งกระตุ้นที่มีเงื่อนไข (CS) และจะต้องมีการฝึกอบรม

การนำเสนอแบบจับคู่ของ CS และสหรัฐอเมริกาจะเกี่ยวข้องกับการนำเสนอการตอบสนองที่ได้เรียนรู้ (การตอบสนองตามเงื่อนไข, CR) ต่อสิ่งเร้าที่ได้รับการฝึกฝน การวางเงื่อนไขจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อสิ่งเร้าถูกนำเสนอพร้อมกันหรือถ้า CS นำหน้า ENC ในช่วงเวลาสั้น ๆ (Bear et al., 2008)

ตัวอย่าง: สิ่งกระตุ้น ENC / EC ในกรณีของสุนัขอาจเป็นชิ้นเนื้อ เมื่อดูเนื้อสุนัขจะแสดงอาการน้ำลายไหล (RNC / RI) อย่างไรก็ตามหากสุนัขถูกนำเสนอเป็นการกระตุ้นด้วยเสียงกระดิ่งสุนัขจะไม่ตอบสนองใด ๆ เป็นพิเศษ หากเรานำเสนอสิ่งเร้าทั้งสองพร้อมกันหรือก่อนเสียงกระดิ่ง (CE) และจากนั้นจึงทำการฝึกซ้ำ เสียงจะสามารถกระตุ้นให้น้ำลายไหลตอบสนองโดยที่เนื้อไม่อยู่ มีความสัมพันธ์ระหว่างอาหารและเนื้อสัตว์ เสียง (EC) สามารถกระตุ้นการตอบสนองแบบมีเงื่อนไข (CR) การหลั่งน้ำลาย

เครื่องปรับสภาพเครื่องมือ

ในการเรียนรู้ประเภทนี้คุณได้เรียนรู้ที่จะเชื่อมโยงการตอบสนอง (การกระทำของมอเตอร์) กับสิ่งเร้าที่สำคัญ (รางวัล) เพื่อให้การปรับสภาพเครื่องมือเกิดขึ้นจำเป็นที่สิ่งกระตุ้นหรือรางวัลจะเกิดขึ้นหลังจากการตอบสนองของแต่ละบุคคล

นอกจากนี้แรงจูงใจจะเป็นปัจจัยสำคัญ ในทางกลับกันประเภทของการปรับสภาพที่เป็นเครื่องมือจะเกิดขึ้นหากแทนที่จะเป็นรางวัลบุคคลนั้นได้รับการหายตัวไปของสิ่งกระตุ้นเวเลนซ์ที่ไม่พึงประสงค์ (Bear et al., 2008)

ตัวอย่าง: หากเรานำหนูที่หิวโหยเข้าไปในกล่องที่มีคันโยกซึ่งจะให้อาหารเมื่อสำรวจกล่องหนูจะกดคันโยก (มอเตอร์) และสังเกตว่าอาหารปรากฏขึ้น (รางวัล) หลังจากคุณทำหลายครั้งหนูจะเชื่อมโยงการกดคันโยกกับการรับอาหาร ดังนั้นคุณจะกดคันโยกจนกว่าคุณจะพอใจ (Bear et al., 2008)

ประสาทเคมีของการเรียนรู้ของสมอง

การเสริมพลังและภาวะซึมเศร้า

ดังที่เราอ้างถึงก่อนหน้านี้การเรียนรู้และความจำนั้นขึ้นอยู่กับกระบวนการปั้นพลาสติกซินแนปติก

ดังนั้นการศึกษาที่แตกต่างกันแสดงให้เห็นว่ากระบวนการเรียนรู้ (ซึ่งเป็นที่อธิบายไว้ข้างต้น) และความจำก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการเชื่อมต่อแบบซินแนปติกที่เปลี่ยนแปลงความแข็งแรงและความสามารถในการสื่อสารระหว่างเซลล์ประสาท

การเปลี่ยนแปลงในการเชื่อมต่อเหล่านี้จะเป็นผลมาจากกลไกระดับโมเลกุลและเซลล์ที่ควบคุมกิจกรรมนี้อันเป็นผลมาจากการกระตุ้นและการยับยั้งของเซลล์ประสาทที่ควบคุมความเป็นพลาสติกของโครงสร้าง

ดังนั้นลักษณะสำคัญประการหนึ่งของ synapses excitatory และ inhibitory คือความแปรปรวนในระดับสูงในลักษณะทางสัณฐานวิทยาและความเสถียรที่เกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากกิจกรรมและเวลาที่ผ่านไป (Caroni et al., 2012)

นักวิทยาศาสตร์ที่เชี่ยวชาญในด้านนี้มีความสนใจเป็นพิเศษเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงในระยะยาวของความแข็งแรงของซินแนปติกอันเป็นผลมาจากศักยภาพในระยะยาว (PLP) - และกระบวนการซึมเศร้าในระยะยาว (DLP)

• ศักยภาพในระยะยาว : มีความแข็งแรงของซินแนปติกเพิ่มขึ้นอันเป็นผลมาจากการกระตุ้นหรือการเปิดใช้งานการเชื่อมต่อแบบซินแนปติกซ้ำ ๆ ดังนั้นการตอบสนองที่สอดคล้องกันจะปรากฏต่อหน้าสิ่งกระตุ้นเช่นเดียวกับในกรณีของการแพ้
• ภาวะซึมเศร้าในระยะยาว (DLP) : มีความแข็งแรงของซินแนปติกเพิ่มขึ้นอันเป็นผลมาจากการที่ไม่มีการเปิดใช้งานการเชื่อมต่อแบบซินแนปติกซ้ำ ๆ ดังนั้นขนาดของการตอบสนองต่อสิ่งเร้าจะน้อยลงหรือเป็นศูนย์ เราอาจพูดได้ว่ามีกระบวนการสร้างความเคยชิน

ความเคยชินและการรับรู้

การศึกษาเชิงทดลองครั้งแรกที่สนใจในการระบุการเปลี่ยนแปลงของระบบประสาทที่รองรับการเรียนรู้และความจำโดยใช้รูปแบบการเรียนรู้ง่ายๆเช่นความเคยชินการแพ้หรือการปรับสภาพแบบคลาสสิก

เมื่อเทียบกับพื้นหลังนี้ Eric Kandel นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันได้ให้ความสำคัญกับการศึกษาของเขาเกี่ยวกับการสะท้อนการหดตัวของเหงือกของ Aplysia Califórnicaโดยเริ่มจากสมมติฐานที่ว่าโครงสร้างประสาทมีความคล้ายคลึงกันระหว่างระบบเหล่านี้และระบบที่สูงกว่า

การศึกษาเหล่านี้เป็นหลักฐานแรกว่าหน่วยความจำและการเรียนรู้เป็นสื่อกลางโดยความเป็นพลาสติกของการเชื่อมต่อแบบซินแนปติกระหว่างเซลล์ประสาทที่เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมเผยให้เห็นว่าการเรียนรู้นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่ลึกซึ้งซึ่งมาพร้อมกับหน่วยความจำ (Mayford et อัล, 2012)

Kandel เช่นRamón y Cajal สรุปว่าการเชื่อมต่อแบบซินแนปติกนั้นไม่เปลี่ยนรูปและการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและ / หรือทางกายวิภาคถือเป็นพื้นฐานของการจัดเก็บหน่วยความจำ (Mayford et al., 2012)

ในบริบทของกลไกการเรียนรู้ทางประสาทเคมีเหตุการณ์ต่างๆจะเกิดขึ้นสำหรับทั้งความเคยชินและการแพ้

การทำให้เคยชิน

ดังที่เราได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ความเคยชินประกอบด้วยการลดลงของความรุนแรงของการตอบสนองซึ่งเป็นผลมาจากการนำเสนอสิ่งกระตุ้นซ้ำ ๆ เมื่อเซลล์ประสาทรับรู้สิ่งกระตุ้นรับรู้ศักยภาพในการกระตุ้นจะถูกสร้างขึ้นเพื่อให้ตอบสนองได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เมื่อกระตุ้นซ้ำแล้วซ้ำอีกศักยภาพในการกระตุ้นจะลดลงเรื่อย ๆ จนในที่สุดก็ไม่เกินเกณฑ์การปลดปล่อยขั้นต่ำที่จำเป็นในการสร้างศักยภาพในการออกฤทธิ์ของโพสซินแนปติกซึ่งทำให้การหดตัวของกล้ามเนื้อทำได้

สาเหตุที่ศักยภาพในการกระตุ้นนี้ลดลงเนื่องจากการกระตุ้นซ้ำอย่างต่อเนื่องจะมีโพแทสเซียมไอออน (K ⁺ ) เพิ่มขึ้นซึ่งจะทำให้เกิดการปิดช่องแคลเซียม ( Ca ²⁺ ) ซึ่งป้องกันการเข้ามาของแคลเซียมไอออน ดังนั้นกระบวนการนี้เกิดจากการปล่อยกลูตาเมตลดลง (Mayford et al, 2012)

แพ

การแพ้เป็นรูปแบบการเรียนรู้ที่ซับซ้อนกว่าการสร้างความเคยชินซึ่งการกระตุ้นที่รุนแรงก่อให้เกิดการตอบสนองที่เกินจริงต่อสิ่งเร้าที่ตามมาทั้งหมดแม้กระทั่งสิ่งที่เคยกระตุ้นมาก่อนหน้านี้เพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย

แม้จะเป็นรูปแบบการเรียนรู้พื้นฐาน แต่ก็มีขั้นตอนที่แตกต่างกันทั้งในระยะสั้นและระยะยาว ในขณะที่การแพ้ในระยะสั้นจะบ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงของซินแนปติกอย่างรวดเร็วและมีพลวัตการแพ้ในระยะยาวจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงที่ยั่งยืนและมีเสถียรภาพซึ่งเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่ลึกซึ้ง

ในแง่นี้เมื่อมีสิ่งกระตุ้นที่ทำให้รู้สึกไว (รุนแรงหรือใหม่) การปลดปล่อยกลูตาเมตจะเกิดขึ้นเมื่อปริมาณที่ปล่อยออกมาจากเทอร์มินอลพรีซิแนปติกมากเกินไปก็จะกระตุ้นตัวรับ AMPA แบบโพสต์ซิแนปติก

ข้อเท็จจริงนี้จะช่วยให้การเข้าสู่ Na2 + ในเซลล์ประสาทโพสซินแนปติกทำให้เกิดการลดขั้วเช่นเดียวกับการปลดปล่อยตัวรับ NMDA ซึ่งจนถึงขณะนี้ถูกบล็อกโดย Mg2 + ไอออนเหตุการณ์ทั้งสองจะอนุญาตให้ Ca2 + จำนวนมากเข้าสู่เซลล์ประสาทโพสซิแนปติก

หากมีการนำเสนอสิ่งกระตุ้นการกระตุ้นความรู้สึกอย่างต่อเนื่องจะทำให้อินพุต Ca2 + เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องซึ่งจะกระตุ้นไคเนสที่แตกต่างกันนำไปสู่การเริ่มต้นการแสดงออกของปัจจัยทางพันธุกรรมและการสังเคราะห์โปรตีนในระยะเริ่มต้น ทั้งหมดนี้จะนำไปสู่การปรับเปลี่ยนโครงสร้างในระยะยาว

ดังนั้นจึงพบความแตกต่างพื้นฐานระหว่างกระบวนการทั้งสองในการสังเคราะห์โปรตีน ในครั้งแรกของพวกเขาในการแพ้ในระยะสั้นการกระทำของมันไม่จำเป็นที่จะเกิดขึ้น

ในทางกลับกันในการเกิดอาการแพ้ในระยะยาวจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีการสังเคราะห์โปรตีนเพื่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ยั่งยืนและมีเสถียรภาพโดยมีเป้าหมายที่การก่อตัวและการรักษาการเรียนรู้ใหม่

การรวมการเรียนรู้ในสมอง

การเรียนรู้และความจำเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่เกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากความเป็นพลาสติกแบบซินแนปติก เพื่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเหล่านี้จำเป็นต้องมีกระบวนการเพิ่มประสิทธิภาพในระยะยาวหรือการรวมความแข็งแรงของซินแนปติก

เช่นเดียวกับการชักนำให้เกิดอาการแพ้ในระยะยาวจำเป็นต้องมีทั้งการสังเคราะห์โปรตีนและการแสดงออกของปัจจัยทางพันธุกรรมที่จะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง เพื่อให้เหตุการณ์เหล่านี้เกิดขึ้นต้องมีปัจจัยทางโมเลกุลหลายชุด:

• การเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของการเข้าสู่ Ca2 + ในเทอร์มินัลจะกระตุ้นไคเนสที่แตกต่างกันซึ่งนำไปสู่การเริ่มต้นของการแสดงออกของปัจจัยทางพันธุกรรมในช่วงต้นและการสังเคราะห์โปรตีนที่จะนำไปสู่การเหนี่ยวนำตัวรับ AMPA ใหม่ที่จะใส่เข้าไปใน เมมเบรนและจะรักษา PLP

เหตุการณ์ระดับโมเลกุลเหล่านี้จะส่งผลให้ขนาดและรูปร่างของเดนไดรติกเปลี่ยนแปลงไปโดยมีความเป็นไปได้ที่จะเพิ่มหรือลดจำนวนเงี่ยงเดนไดรติกในบางพื้นที่

นอกเหนือจากการเปลี่ยนแปลงที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่นแล้วการวิจัยในปัจจุบันพบว่าการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในระดับโลกเช่นกันเนื่องจากสมองทำหน้าที่เป็นระบบที่เป็นหนึ่งเดียว

ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเหล่านี้จึงเป็นพื้นฐานของการเรียนรู้นอกจากนี้เมื่อการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปเราจะพูดถึงความจำ

อ้างอิง

1. (2008) ในสมาคม BN, & BNA, ประสาทวิทยาศาสตร์ วิทยาศาสตร์ของสมอง บทนำสำหรับนักศึกษารุ่นใหม่ ลิเวอร์พูล
2. Bear, M. , Connors, B. , & Paradiso, M. (2008). ประสาทวิทยาศาสตร์: สำรวจสมอง ฟิลาเดลเฟีย: Lippincott Wiliams & Wilkings
3. Caroni, P. , Donato, F. , & Muller, D. (2012). ความยืดหยุ่นของโครงสร้างตามการเรียนรู้: ระเบียบและแนวทาง ธรรมชาติ, 13, 478-490
4. พื้นฐานของสรีรวิทยาพฤติกรรม (2010) ในเอ็นคาร์ลสัน มาดริด: เพียร์สัน
5. Mayford, M. , Siegelbaum, SA, & Kandel, ER (nd) Synapses และ Memory Storage
6. มอร์กาโด, แอล. (2548). จิตวิทยาการเรียนรู้และความจำ: พื้นฐานและความก้าวหน้าล่าสุด Rev Neurol, 40 (5), 258-297