H14. Leren en geheugen Flashcards
Leren
Relatief permanente verandering in gedrag als gevolg van ervaring –> gedefinieerd op gedragsniveau
Geheugen
Het vermogen om eerdere ervaringen te herinneren of te herkennen –> gedefinieerd op gedragsniveau
Mentale representaties
Geheugen sporen/ memory traces als resultaat van fysieke verandering op synaptisch (synaptogenese) als structureel celniveau (neurogenese)
Klassieke conditionering
- Neutrale stimulus koppelen aan ongeconditoineerde stimulus –> ongecoonditioneerde respons
- Neutrale stimulus wordt geconditioneerde stimulus –> geconditioneerde respons
–> angst conditionering in amygdala en motorische conditionering in basale ganglia/ cerebellum
Operante conditionering
- Leren door bekrachtiging
- gevolgen verhogen/verlagen kans op herhaling gedrag
–> bijv. knop indrukken (gedrag) krijgt eten (beloning)
Expliciet geheugen (declaratief)
Bewust –> semantisch (feitenkennis) en episodisch (persoonlijk)
- top-down –> hogere order, conceptueel gedreven cognitieve processen
- Weten DAT/WAT
Impliciet geheugen (procedueel)
Onbewust –> vaardigheden en gewoontes
- Bottom-up –> aangestuurd door sensorische input (datadriven)
- Weten HOE
Verlies van expliciet geheugen
Geen bewuste herinnering
- wat gebeurde er tijdens de herinnering
Intact impliciet geheugen
(Bij verlies van expliciet)
Wel onbewust weten hoe incomplete figuren te herkennen
Anterograde amnesie
Geen opslag van nieuwe herinneringen
Retrograde amnesie
Verlies van bestaande herinneringen
Syndroom van Korsakoff
Retrograde en antergrade amnesie met aangetast korte termijn geheugen
- door langdurig vitB1 tekort icm chronisch alcohol misbruik
- afsterven tussenhersenen
Consolidatie van geheugen
- encoderen
- opslag
- ophalen
Encoderen
Fragiele staat, sterke competitie van bestaande en nieuwe herinneringen en daardoor groot risico op uitwissen of ‘vervliegen’ (meestal overdag)
Opslag
Relatief permanente representatie, vereist structurele veranderingen in de hersenen –> essentieel om dingen te leren (meest effectief in prikkelarme omgeving/slaap)
Ophalen
Ophalen van herinneringen, integratie met bestaande herinneringen, open voor verdere consolidatie –> re-consolidatie (meestal overdag, misschien ook tijdens slaap)
Neuroanatomie kortetermijngeheugen
reverberatie
- ‘resonerende’ actiepotentialen
- Vooral frontaalkwab (prefrontale cortex)
Neuroanatomie langetermijngeheugen
consolidatie –> structurele veranderingen
Neuroanatomie expliciet geheugen
- Vooral mediale temporaalkwab (waaronder hippocampus en amygdala)
- Semantisch: default mode network (H8)
- Episodisch: hippocampus, ventromediale prefrontale cortex (vmPFC)
Neuroanatomie impliciet geheugen
- Vooral basale ganglia (motorisch leren),ook cerebellum
Patient HM
Bilaterale hippocampectomie –> anterograde amnesie (hippocampus slaat dus herinneringen op)
Anatomie mediale temporaalkwab
Perirhinale cortex: visueel object geheugen (input van visuele ventrale stroom)
Parahippocampale cortex: visuospatieel geheugen (input van pariëtale gebieden)
Entorhinale cortex: integratie van visueel geheugen (eerste symptomen Alzheimer)
Hippocampus: voornamelijk spatieel geheugen (plaatsen, object locaties)
Perirhinale cortex
Visueel object geheugen (input van visuele ventrale stroom)
Parahippocampale cortex
Visuospatieel geheugen (input van pariëtale gebieden)
Entorhinale cortex
Integratie van visueel geheugen (eerste symptomen Alzheimer)
Hippocampus
Voornamelijk spatieel geheugen (plaatsen, object locatie)
Neurale plaatsbepaling
- Place cellen
- Head direction cellen
- Grid cellen
- Border cellen
Place cellen
Place cellen in hippocampus vuren alleen als het dier op een bepaalde plaats is, onafhankelijk van (hoofd)oriëntatie
Head direction cellen
Head direction cellen in hippocampus vuren wanneer het hoofd in een specifieke richting staat (vestibulaire systeem)
Grid cellen
Grid cellen in entorhinale cortex vormen een virtueel raster ‘grid’ om de omvang van de omgeving in te schatten
Border cellen
Border cellen in entorhinale cortex vuren alleen bij randen en grenzen van de omgeving
Neuroanatomie expliciet geheugen
- Prefrontale cortex reverberatie (van actiepotentialen)
- Prefrontale cortex naar mediale temporaalkwab
- Mediale temporaalkwab projecteert terug naar neocortex
Prefrontale cortex reverberatie
kortetermijngeheugen, recentheid, volgorde van events. Frontaalkwab ontvangt input van alle sensorische systemen. Bevat veel multimodale cellen die complexe informatie verwerken
Prefrontale cortex naar mediale temporaalkwab
Van kortetermijngeheugen naar langetermijngeheugen
Mediale temporaalkwab naar neocortex
Houdt ervaringen ‘in leven’: neurale representatie van
ervaringen overleeft de daadwerkelijke ervaring
–> We blijven ons bewust van hetgeen verwerkt wordt en is
opgeslagen (maakt ophalen van herinneringen uit expliciet
geheugen mogelijk)
Verlies van expliciet geheugen
Anterograde en tetrograde amnesie met 30 sec aan kortetermijngeheugen
- Clive Wearing
- Schade aan hippocampus, termopraalkwab en frontaalkwab
Patient JK
Bovengemiddeld intelligent met Prkinson (basale ganglia dysfunctie)
- Beperking in impliciet geheugen (basale ganglia is dus belangrijk voor impliciet geheugen)
Neuroanatomie voor impliciet geheugen
- Basale ganglia worden beschouwd als de ‘volumeknop’ van motorische hersengebieden (zie ook H11) –> Impliciet geheugen is gelinkt aan actie
- NB: geen terugkoppeling naar neocortex impliciet geheugen is onbewust
- Substantia nigra zorgen voor de ‘brandstof’ voor basale ganglia (dopamine)
Neuroanatomie emotioneel geheugen
Amygdala is essentieel voor emotioneel geheugen: beoordeelt sensorische informatie op emotionele en motivationele betekenis (zie ook H12)
Emotioneel geheugen kan zowel expliciet als impliciet zijn:
e.g. specifieke angst (expliciet) en gegeneraliseerde angst (impliciet)
Long Term Potentiation
Sterke ‘burst’ van hoge-frequentie stimulatie (e.g. 100 Hz) veranderd synaptische transmissie dusdanig dat daaropvolgende zwakke stimulatie een grotere EPSP induceert (tot ~90 min daarna)
- Verbetert de transmissie tussen bestaande synapsen (verhoogt neurotransmitter afgifte)
- Verbetert communicatie tussen neuronen (verhoogt post-synaptische sensitiviteit)
- Sterke stimulatie activeert twee glutamaat receptoren (AMPA + NMDA)
AMPA
AMPA receptoren reageren op zwakke stimulatie en produceren een initiële EPSP Na+ influx
NMDA
- NMDA receptoren worden normaal gesproken geblokkeerd door magnesium ionen
- Sterke ‘burst’ van hoge-frequentie stimulatie (e.g. 100 Hz) kan magnesium ionen verwijderen van NMDA receptoren
- NMDA receptoren reageren nu ook op zwakke stimulatie influx van Ca2+ –> second messenger –> functionele toename en/of toename in aantal AMPA receptoren –> grotere EPSP
LTP
Long Term Potential
potentieel cellulair mechanisme voor leren en vormen van nieuwe herinneringen
LTD
Long Term Depression
potentieel cellulair mechanisme voor wissen van bestaande herinneringen
Fantoompijn
Perifere stimulatie van het gezicht produceert sensatie van
aanraking in geamputeerde arm
Reorganisatie van bestaande neurale circuits
- Interventies: (cognitieve)gedragstherapie, neurotrofe farmaca, elektrische
hersenstimulatie, deep brain stimulation (DBS) - Leren om meer te doen met minder neuronen –> bijv: constrained-induced therapy
