Neurobiologiskt underlag för minne och språk Flashcards
- Beskriv det neurobiologiska underlaget för de olika minnesfunktionerna (arbetsminne, explicit minne, implicit minne, emotionellt minne).
Arbetsminne:
Frontalloben: Arbetsminnet är starkt kopplat till prefrontala cortex, särskilt dorsolaterala prefrontala cortex (DLPFC). Denna del av hjärnan är central för att upprätthålla och bearbeta information i kortvarigt minne.
Parietalloben: Parietala cortex spelar en viktig roll i arbetsminnet, särskilt när det gäller att hantera rumslig information och manipulation av objekt i arbetsminnet.
Vi håller något under en kort tid i minnet på två sätt: Phonological loop: Håller den auditiva informationen & Visuospatial sketchpad: Håller den visuella informationen. Aktivitet i Brocas och Wernickes när det rör sig om den fonologiska loopen.
Episodisk buffert: där delarna integreras – ett kortvarigt lager där fonologisk och visuell information integreras.
Man kanske börjar tänka på något annat → informationen är påväg att försvinna → central exekutiva funktioner uppmärksammar att man börjar minnas det och de frontala delarna av hjärnan hjälper till att försöka minnas det → återigen aktiverat i delarna som användes tidigare.
Om vårt arbetsminne är uppfyllt av mycket annat, finns inte plats för inlärning att ske. Dvs om någon del av hjärnan är påverkad på något sätt (t.ex. av stress) så påverkar det hur väl arbetsminnet fungerar.
Explicit minne (deklarativt minne):
Hippocampus: Hippocampus är kritiskt för bildandet av nya minnen och överföring av information från arbetsminnet till långtidsminnet. Det är särskilt viktigt för episodiskt minne, som är en del av det explicita minnet som innebär minnen om händelser och platser (t.ex. “Buss 25 går från Mölndal”). I hippocampus samlas information från olika sinnesintryck och kombineras. Informationen lagras tillfälligt i hippocampus (minnen lagras inte här på lång sikt).
Återaktivering av informationen: cortex – hippocampus. Nästa dag ska jag åka buss. Prefrontalcortex bidrar till att planera, vilket bl.a. innebär att jag återaktiverar minnet om vilken buss jag skulle ta. Det som händer i hjärnan är att prefrontalcortex signalerar till hippocampus att återaktivera signalerna till de delar av cortex som informationen kom ifrån när jag först läste på reseplaneraren.
Temporalloben: Explicit minnesprocesser, särskilt semantiskt minne (kunskap om fakta och begrepp), är relaterade till olika delar av temporalloben.
Implicit minne:
Motorisk förmåga, Priming, Igenkänning, Betingning
Basala ganglierna: Implicit minne, som inkluderar procedurminne (minnen om färdigheter och vanor), är ofta kopplat till basala ganglierna. Dessa strukturer är involverade i inlärning och automatiska motoriska svar.
Cerebellum: Cerebellum är också viktigt för implicit minne, särskilt för att lära sig och koordinera motoriska färdigheter.
Exempel: När bussen kör iväg är det bäst att hålla i sig för att inte trilla (= ett motoriskt minne som innefattar balans och motorisk rörelse, och som jag utför automatiskt utan att behöva tänka explicit).
Emotionellt minne:
Amygdala: Amygdala är en central struktur för bearbetning av emotionellt minne. Den är involverad i att känna igen och lagra minnen med stark emotionell laddning, särskilt rädsla och hot.
Amygdala kopplar ihop vårt inre (organ, hormoner) med sinnesintrycken. En förklaring till att traumatiska minnen kan kännas som att de har tagit mycket mer tid än det egentligen var – hyperaktivering av uppmärksamheten (så mycket stimuli som kommer in på en gång → vår hjärna uppfattar det som att det måste ha varit mycket längre tid).
Hippocampus: Hippocampus spelar också en roll i emotionellt minne, särskilt när det gäller att integrera emotionell laddning med minnen om händelser och platser.
Kopplingen till de basala ganglierna innebär koppling till det implicita minnesnätverket. Vi kanske inte alltid kan förklara varför ett visst stimuli ger oss en obehaglig känsla – vi minns inte hur det började.
Noradrenalin och serotonin är viktiga för formering av emotionella och stressfyllda minnen.
Exempel: Jag åker helst inte buss sedan jag var med om en mindre bussolycka förra året.
Arbetsminne:
Frontalloben: Arbetsminnet är starkt kopplat till prefrontala cortex, särskilt dorsolaterala prefrontala cortex (DLPFC). Denna del av hjärnan är central för att upprätthålla och bearbeta information i kortvarigt minne.
Parietalloben: Parietala cortex spelar en viktig roll i arbetsminnet, särskilt när det gäller att hantera rumslig information och manipulation av objekt i arbetsminnet.
Vi håller något under en kort tid i minnet på två sätt: Phonological loop: Håller den auditiva informationen & Visuospatial sketchpad: Håller den visuella informationen. Aktivitet i Brocas och Wernickes när det rör sig om den fonologiska loopen.
Episodisk buffert: där delarna integreras – ett kortvarigt lager där fonologisk och visuell information integreras.
Man kanske börjar tänka på något annat → informationen är påväg att försvinna → central exekutiva funktioner uppmärksammar att man börjar minnas det och de frontala delarna av hjärnan hjälper till att försöka minnas det → återigen aktiverat i delarna som användes tidigare.
Om vårt arbetsminne är uppfyllt av mycket annat, finns inte plats för inlärning att ske. Dvs om någon del av hjärnan är påverkad på något sätt (t.ex. av stress) så påverkar det hur väl arbetsminnet fungerar.
Explicit minne (deklarativt minne):
Hippocampus: Hippocampus är kritiskt för bildandet av nya minnen och överföring av information från arbetsminnet till långtidsminnet. Det är särskilt viktigt för episodiskt minne, som är en del av det explicita minnet som innebär minnen om händelser och platser (t.ex. “Buss 25 går från Mölndal”). I hippocampus samlas information från olika sinnesintryck och kombineras. Informationen lagras tillfälligt i hippocampus (minnen lagras inte här på lång sikt).
Återaktivering av informationen: cortex – hippocampus. Nästa dag ska jag åka buss. Prefrontalcortex bidrar till att planera, vilket bl.a. innebär att jag återaktiverar minnet om vilken buss jag skulle ta. Det som händer i hjärnan är att prefrontalcortex signalerar till hippocampus att återaktivera signalerna till de delar av cortex som informationen kom ifrån när jag först läste på reseplaneraren.
Temporalloben: Explicit minnesprocesser, särskilt semantiskt minne (kunskap om fakta och begrepp), är relaterade till olika delar av temporalloben.
Implicit minne:
Motorisk förmåga, Priming, Igenkänning, Betingning
Basala ganglierna: Implicit minne, som inkluderar procedurminne (minnen om färdigheter och vanor), är ofta kopplat till basala ganglierna. Dessa strukturer är involverade i inlärning och automatiska motoriska svar.
Cerebellum: Cerebellum är också viktigt för implicit minne, särskilt för att lära sig och koordinera motoriska färdigheter.
Exempel: När bussen kör iväg är det bäst att hålla i sig för att inte trilla (= ett motoriskt minne som innefattar balans och motorisk rörelse, och som jag utför automatiskt utan att behöva tänka explicit).
Emotionellt minne:
Amygdala: Amygdala är en central struktur för bearbetning av emotionellt minne. Den är involverad i att känna igen och lagra minnen med stark emotionell laddning, särskilt rädsla och hot.
Amygdala kopplar ihop vårt inre (organ, hormoner) med sinnesintrycken. En förklaring till att traumatiska minnen kan kännas som att de har tagit mycket mer tid än det egentligen var – hyperaktivering av uppmärksamheten (så mycket stimuli som kommer in på en gång → vår hjärna uppfattar det som att det måste ha varit mycket längre tid).
Hippocampus: Hippocampus spelar också en roll i emotionellt minne, särskilt när det gäller att integrera emotionell laddning med minnen om händelser och platser.
Kopplingen till de basala ganglierna innebär koppling till det implicita minnesnätverket. Vi kanske inte alltid kan förklara varför ett visst stimuli ger oss en obehaglig känsla – vi minns inte hur det började.
Noradrenalin och serotonin är viktiga för formering av emotionella och stressfyllda minnen.
Exempel: Jag åker helst inte buss sedan jag var med om en mindre bussolycka förra året.
- Förklara hur korttidsminnen blir långtidsminnen, med hjälp av begreppet ”long term potentiation”.
Våra långtidsminnen skapas när synapser förstärks, s.k. long term potentiation. Man kan tänka sig som en stig, där stigen blir lättare att hitta ju fler gånger du trampat upp stigen. Det samma gäller våra långtidsminnen, när vi återaktiverar ett minne/information som först varit i korttidsminnet och som sedan lagrats som ett långtidsminne, förstärks synapserna och därmed ger övning och repetition ett minne som är lättare att hitta.
Tänk till exempel informationen du lär dig inför en tenta. I början är återaktiveringen av ett minne från en föreläsning svår och tar kraft, när du återaktiverat några gånger minns du lätt.
Det som händer rent fysiologiskt när en synaps/koppling förstärks är att när du tänker skickas signaler mellan neuron, dvs neurotransmittorer frigörs → När detta upprepas många gånger blir receptorerna fler… → …och kan ta emot fler neurotransmittorer… = starkare koppling = ”long term potentiation”
…och när en koppling blivit starkare blir den lättare att återaktivera information, dvs minnas.
Motsatsen är long-term depression = försvagade synapser till följd av att man inte återaktiverar information.
- Vilken är hippocampus roll för inlärning och minne, utifrån teorierna ”standard theory”, ”multiple trace theory”, samt ”reconsolidation theory”?
Hippocampus har en roll vid inlärning. Men vad händer när vi behöver återkalla informationen?
Tre teorier om detta:
Standard theory
allteftersom tiden går så försvagas kopplingarna till hippocampus. Det räcker att kopplingarna finns kvar i cortex enligt teorin. Enligt teorin behövs inte hippocampus för att återkalla minnen.
ST: Nej, minnena har blivit oberoende av hippocampus och endast nätverksaktivering i cortex behövs
Multiple trace theory
Ser olika ut om det är ett semantiskt minne eller ett episodiskt. För semantiska minnen gäller standard theory. Men för episodiska minnen krävs mer kontext, det räcker inte med cortex så här spelar hippocampus en roll.
MTT: Ja så är det för semantiska minnen (faktakunskap), men för episodiska minnen behövs fortfarande hippocampus.
Reconsolidation theory
Minnen återaktiveras och uppdateras varje gång vi minns dem.
I den processen blir minnet sårbart för påverkan. Hippocampus fungerar som ”gatekeeper”, en kontrollstation, som bidrar till att minnet inte förvrängs. Ju mer man återger / tar fram ett minne igen desto mer sårbar blir det. Och där tänker man att hippocampus hjälper till att minska hur mycket minnet förvrängs.
Efter ett år minns jag kanske fortfarande att jag missade bussen en morgon förra hösten, men vilken dag var det? Vad var sammanhanget? Vilken var bussen och vart skulle jag? Risken är stor att jag ”lägger till” information som inte stämmer till mitt minne och som jag därefter uppfattar som sanning.
Typ vid trauma att man försöker omtolka minnets roll?
Standard theory
allteftersom tiden går försvagas kopplingarna mellan hippocampus och cortex. Det räcker alltså med tiden att nätverken finns kvar endaste i cortex. Alltså, hippocampus behövs inte för att återkalla gamla minnen
Multiple trace theory:
Man tänker att hippocampus inte behövs för återkallning av semantiska minnen (kunskapsminnen) men att hippopcampus spelar en roll just för episodiska minnen (där mer sammanhang behövs).
ex vid demens: hippocampus mkt skadat, där är det generellt episodiska minnen som blir svåra att minnas medan semantiska minnen är lättare att minnas
Reconsolidation theory:
Minnen verkar återaktiveras och uppdateras varje gång vi minns dem. I den processen blir minnet sårbart för påverkan, att man kan lägga till information när vi återaktiverar och uppdaterar (ex hur vittnespsykologi inte är helt tillförlitligt). Hippocampus fungerar som ”gatekeeper”, en kontrollstation, som bidrar till att minnet inte förvrängs alltför mycket. Man tänker sig då att utan hippocampusfunktionen skulle förvrängningen bli mkt värre än vad den redan är/blir. Handlar också mest om de episodiska minnena.
Sammanfattning av Hippocampus roll
Tar emot information, lagrar den under en kort tid, sorterar ut den till olika delar av cortex
Alltså helt nödvändig för inlärning (obs gäller explicita minnen)
Troligtvis mer nödvändig än vad man tidigare trott för att också plocka fram minnen, men eventuellt skiljer sig detta åt beroende på om det handlar om semantiskt eller episodiskt minne.
- Hur har forskningen historiskt sett på de språkliga funktionernas lokalisation i hjärnan? Vad kännetecknar den nutida synen?
Historiskt har man sett på språkfunktioner som isolerade till specialiserade regioner.
Innan 1960-talet: Språkfunktioner är isolerade till specialiserade regioner (framför allt Brocas och Wernickes areor)
Ca 1960-talet till 2000-talet: Språkregioner samverkar med varandra via ett bansystem (Wernicke-Geschwind-modellen)
Sedan ca 1980-talet: Språkregioner samverkar via två bansystem (dual-stream-modellen eller dual-pathways-modellen)
Dual pathway modellen (modernisering av Wernicke-Geschwind) är modellen vi arbetar utifrån idag. Man tänker sig att språkregioner samverkar via två bansystem:
Ett dorsalt (övre) bansystem som hanterar språkproduktion (är ffa vänstersidigt)
Ett ventralt (nedre) bansystem som hanterar språkförståelse (anses bilateralt)
Anses bättre förklara varför personer med olika skador kan ha samma språkproblem
Båda bansystemen behövs för syntax (hur ord och meningar arrangeras, dvs grammatik)
- Beskriv hur kunskapen om ord är organiserad i hjärnan.
Det har visat sig att ord finns representerade i cortex som orter på en karta = Hjärnans lexikon – the brain dictionary. Ord är alltså grupperade och representerade i en viss area av cortex, en s.k. voxel (hjärnregion om 2x2x4 mm), utifrån dess betydelse. Expv är sociala ord som “fru”, “partner”, “vän” etc belägna i en viss area. Samma ord finns i många olika areor, då ord är grupperade i flera olika grupper.
Dessa kartor av ord i cortex är likartade hos olika individer, även om variation finns
Detta har man kunnat studera fMRI-studier där människor lyssnat på långa berättelser
På så sätt kan ”hjärnans lexikon” utgöra strukturen för hjärnans semantiska nätverk – dvs grunden för vår förmåga att hantera språkets betydelse
Olika ord aktiveras i olika delar av hjärnan. Även om det skiljer sig åt människa från människa så kan man se likheter i vilka delar av hjärnan som aktiveras av specifika ord / grupper av ord. (Testat på engelska).
Ord är grupperade utifrån betydelse, exempel på hur olika ord är organiserade:
Exempelvis finns det en del av hjärnan (en voxel) som handerar både ord som berör tid och familjeband:
Olika ord som berör tid är sammankopplade: sometime, waited, date, months, weeks, finally.
Olika ord som berör familjeband är sammankopplade: wife, husband
På så sätt kan ”hjärnans lexikon” utgöra strukturen för hjärnans semantiska nätverk – dvs grunden för vår förmåga att hantera språkets betydelse.
- Vad menas med ”hjärnans semantiska nätverk”?
Det semantiska nätverket hjälper till att hantera språkets betydelse (både när vi registrerar och producerar språk). Det är många funktioner som ingår:
Att kunna integrera syn-och hörselintryck av språk så att de bildar en meningsfull helhet
Att skapa meningsfulla enheter av språk när vi själva talar eller skriver
Att koppla ord till vår kunskap om vad de betyder
Att koppla ord till vår egenupplevda minnen
Att kunna särskilja grammatiska regler (syntax)
Att kunna kategorisera ord i olika meningsfulla enheter, avgöra vilka ord som hör ihop
Att kunna registrera den emotionella färgen på ord
- Hur hanterar hjärnan språk som vi hör, respektive språk som vi läser?
När vi hör språk (även teckenspråk):
Man tänker sig att varje ord vi kan finns representerat som en separat processenhet (=ett visst mönster av aktiverade neuron), som matchas mot det vi hör… När vi hör talat språk (även teckenspråk) kommer separata processenheter för varje möjligt ord att aktiveras (bara vi hör Ba kommer alla ord vi kan som början på ba aktiveras i kortex)…
…och sorteras blixtsnabbt bort när mer information inkommer… …tills bara en matchad enhet återstår… banan! Blir ffr konflikt, behöver ta frontalloben till hjälp för att förstå sammanhanget.
…ord som är nya för oss lagras tillfälligt i hippocampus innan de ”tar plats” i aktiveringsmönster i cortex…’
(Som ni kanske minns sker denna ”filöverföring” från hippocampus i stor utsträckning när vi sover)
När vi läser språk
Två saker behöver ske parallellt:
1) igenkänning av bokstävers form
2) koppling till betydelse
1) Visuell igenkänning av bokstävers form sker i gyrus fusiformis
(Samma del av cortex som bearbetar ansikten)
2) Koppling till ordets betydelse startar i wernickes area samt i gyrus angularis.
Wernicke (den första, basala tolkningen av betydelse)
Gyrus angularis (mer avancerad tolkning)
Hypotesen är att Wernickes area och gyrus angularis gör om den visuella informationen till en ”inre monolog” – dvs matchar de tryckta orden med rätt ljud, som en del av tolkningsprocessen
Därifrån går kopplingar till de övriga delarna i det semantiska nätverket
