Neurobiologiskt underlag för minne och språk Flashcards
Beskriv det neurobiologiska underlaget för arbetsminne
Centrala neurala delar för arbetsminnet är prefrontalcortex (exekutivt), parietalloben (episodic buffer) och olika kortikala områden baserat på vilken typ av sensorisk information.. Bansystemen mellan regionerna är lika viktiga som själva regionerna
Hålla något under kort tid och görs på två olika sätt, dels ljudmässigt via den fonologiska loopen. Vi hör den auditiva informationen. Mest använt i Borca-s och Wernickes area. Eller i den visuella sketchpad delen, håller det som en text i huvudet. Processas i occipitalloben i bakre hjärnan
”Episodic buffer” – ett kortvarigt lager där fonologisk och visuell information kan integreras i parietalloben. Delar som är involverade när olika sinnesintryck integreras.
Prefrontala delar hjälper då till att återaktivera viktig information (eftersom prefrontala delar kan koppla till mina mål och intentioner) Mina mål och intentioner går in och uppmärksammar att jag håller på och glömma en information som är viktig för att jag ska kunna nå mitt mål och leder mig tillbaka på rätt väg. Särskilt dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) har visat sig vara involverad i arbetsminnets funktion.
Beskriv det neurobiologiska underlaget för explicit minne
Episodisk/semantisk minnen
Ett nätverk där hippocampus och prefrontalcortex är viktiga delar. Till stor del temporala regioner i hjärnan är involverade i lagring och återkallande av explicita minnen, särskilt de som är kopplade till språk och konceptuell information. Hippocampus är central för explicit minnesbildning. I hippocampus samlas information från olika sinnesintryck och kombineras.
Föregås av hela den sensoriska processen. Sensorisk information kommer in och integreras i cortex och vidare till hippocampus. Informationen lagras tillfälligt i hippocampus.Minnen lagras inte i hippocampus på lång sikt, utan det är strukturen som är viktig
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 prefrontal cortex signalerar till hippocampus att återaktivera signalerna till de delar av cortex som informationen kom ifrån när jag först läste på reseplaneraren.
Skillnaden mellan ett minne som glöms och ett som bevaras är styrkan i synapserna (long term potentiation)
Hippocampus är oumbärlig för inlärning men dess roll mer omtvistad för framplockning Standard theory, multiple trace theory, och reconsolidation theory är tre centrala teorier som diskuterar hippocampus roll
Beskriv det neurobiologiska underlaget för de olika minnesfunktionerna implicit minne
Implicita minnen inkluderar också betingade reaktioner som de som är förknippade med goda eller dåliga vanor (. t.ex. när och var vi ska tvätta händerna) och upplevelser som återkallas vid uppmaning (t.ex. att förstå syftet med en butik eller en bensinstation när vi ser en) .
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)
Det finns två konkurrerande åsikter om de neurala system som stöder implicit minne: (1) alla hjärnregioner, förutom kretsen involverad i explicit minne, är involverade i implicit minne, eller (2) implicit minne har sin egen dedikerade neurala krets. Den implicita minneskretsen inkluderar kortikala kopplingar från neocortex till basala ganglierna och sedan tillbaka till neocortex. I denna krets får basala ganglierna projektioner från alla regioner i neocortex såväl som från dopaminceller i substantiella nigra. De basala ganglierna skickar sedan projektioner genom globus pallidus och ventral thalamus, som i sin tur skickar anslutningar till den premotoriska cortexen. I den här modellen kan den premotoriska cortexen i sin tur fungera som en kommandocentral för att producera lämpligt implicit beteende. Det föreslås att lillhjärnan spelar en viktig roll i en form av omedveten inlärning som kallas klassisk (Pavlovsk) konditionering, där en neutral stimulans paras ihop med en stimulans som framkallar beteende. Lillhjärnan förmedlar inlärning av diskreta, adaptiva, beteendemässiga svar, involverad särskilt när det gäller motoriska färdigheter och motorinlärning.
Beskriv det neurobiologiska underlaget för emotionellt minne
Involverar amygdala och hypothalamus, vilket i sin tur påverkar hjärtrytm, hormonsystem mm. Amygdala kopplar ihop vårt inre (organ, hormoner) med sinnesintrycken. Har mycket kopplingar till hormonsystemet och motoriska delar.Minnen som präglas in via en kraftig reaktion i amygdala blir ofta mycket starkare än andra minnen. Vi minns våra traumatiska minnen för mycket. Tar stor plats. Mycket stimuli som gör att vår hjärna uppfattar att något sker under en längre tid. Kraftig reaktion och hormon explosion leder till en tolkning av hjärna att detta måste skett länge
Kopplingen till 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. Emotionella minnen innehåller både implicita (omedvetna) och explicita (medvetna) aspekter: människor kan reagera med rädsla på specifika identifierbara stimuli, och de kan också frukta situationer som de inte verkar ha specifika minnen för.
Prefrontala cortex, särskilt ventromediala prefrontalcortex (VMPC), är involverad i att reglera och tolka emotionella minnen samt i att kontrollera beteendet i samband med emotionella reaktioner.
Noradrenalin och serotonin är viktiga för formering av emotionella och stressfyllda minnen
Förklara hur korttidsminnen blir långtidsminnen, med hjälp av begreppet ”long term potentiation”.
Vad som sker när ett minne går från att vara ett korttidsminne till ett långtidsminne. Repetition och övning skapar en “stig” som är lättare att hitta när minnen återupptas.
Long-term depression = försvagade synapser
När jag inte följer samma väg/stig, dvs när jag inte återupptar minnen, kommer stigen växa igen och försvinna
Long-term potentiation = förstärkta synapser
När jag använder en stig väldigt ofta, dvs när jag återaktiverar informationren ofta, blir det lättare att hitta fram
Så vad är skillnaden mellan korttidsminne och långtidsminne?
Neuralt: Hur starka kopplingarna är mellan neuronen
Funktionellt: Hur länge minnet varar
Det vill säga, hur ofta du går på stigen
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, dvs minnas.
LTP är alltså en långvarig förstärkning av synaptisk överföring mellan två neuroner som är aktiva samtidigt. Processen involverar en ökning av signalstyrkan vid en synaps, vilket gör det mer sannolikt att en nervimpuls överförs från den ena neuronen till den andra. LTP har identifierats som en kritisk mekanism för att förstärka kopplingarna mellan neuroner och för att lagra information i form av långtidsminnen. Denna ökade styrka i synaptiska kopplingar gör att den information som överförs vid dessa synapser blir mer hållbar och benägen att lagras som långtidsminne. Korttidsminnesavlagringen omvandlas så småningom till en mer permanent form i hjärnan.
Vilken är hippocampus roll för inlärning och minne, utifrån teorierna ”standard theory”, ”multiple trace theory”, samt ”reconsolidation theory”?
Hippocampus spelar en central roll i inlärning och minnesprocesser, och olika teorier har försökt förklara dess specifika funktioner.
Standard theory: Enligt den klassiska standardteorin är hippocampus kritisk för att omvandla korttidsminnen till långtidsminnen. Den fungerar som en slags “bro” mellan korttidsminnet och långtidsminnet genom att temporärt lagra och bearbeta informationen. Allt eftersom tiden går så försvagas kopplingar till hippocampus med minnet. Att de räcker att nätverken finns kvar i cortex. Enligt denna teorin behövs inte hippocampus för återkallning av minnen. ST: Nej, minnena har blivit oberoende av hippocampus och endast nätverksaktivering i cortex behövs
Multiple trace theory: Beroende på om det är semantiskt minne eller om det handlar om ett episodiskt minne. Fungerar så för semantiskt minne som ST påstår men det behövs mer kontext i de episodiska minnet. Här spelar hippocampus en roll. Om vi tittar på minnessjukdomar där hippocampus är skadat så är det också så att en del semantisk kunskap kan finnas kvar medan de episodiska påverkas mest. Enligt denna teori förblir hippocampus involverad även när minnen är etablerade som långtidsminnen. Det innebär att varje gång vi återkallar ett minne, även om det är gammalt, aktiverar hippocampus ett nytt “spår” eller en ny representation av det minnet. 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. Minnen består sällan av ett enda spår eller neuralt substrat. Vi minns ofta minnen, tänker på dem och diskuterar med andra. I berättelser återkallas inte bara ett minne utan delas också och utvecklas av andra. Varje gång ett minne används återkonsolideras det: minnet återgår till en övergående labil fas och återställs sedan som ett nytt minne.Varje användning av ett givet minne är förknippat med en ny fas av lagring, vilket resulterar i många olika spår för samma händelse
Under rekonsolideringsprocessen kan minnet vara känsligt för förändringar och uppdateringar. Hippocampus spelar en viktig roll i denna rekonsolideringsprocess genom att hjälpa till att integrera ny information eller uppdateringar i minnet. Hippocampus fungerar som ”gatekeeper”, en kontrollstation, som bidrar till att minnet inte förvrängs. Handlar främst om de episodiska minnena. 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.
Hur har forskningen historiskt sett på de språkliga funktionernas lokalisation i hjärnan? Vad kännetecknar den nutida synen?
Innan 1960-talet: Språkfunktioner är isolerade till specialiserade regioner Paul Broca, en fransk neurolog, identifierade Brocas område i den främre delen av vänster hjärnhemisfären som kritisk för talproduktion.Carl Wernicke, en tysk neurolog, identifierade ett annat område i den vänstra hjärnhemisfären som var kopplat till språklig förståelse och kallade det Wernickes område.
Dessa tidiga observationer ledde till den klassiska modellen av språkets lateralisering i hjärnan, där vänster hemisfär ansågs vara huvudansvarig för språklig förmåga hos de flesta människor.
* Ca 1960-talet till 2000-talet: Språkregioner samverkar med varandra via ett bansystem (Wernicke-Geschwind-modellen)
Den tredelade modellen föreslår att förståelse (1) extraheras från ljud i Wernickes område och (2) passeras över den bågformade fasciculus-vägen till (3) Brocas område, för att artikuleras som tal. Modellen anses fortfarande användbar i grunden……men anses också föråldrad eftersom
* Man har funnit att nätverk är minst lika viktiga som separata regioner
* Brocas och Wernickes areor har visat sig ha flera subregioner som har annan funktion
* helt andra regioner är också involverade i språkliga funktioner
* förklarar afasiformer grovt sett men inte alla former
- Sedan ca 1980-talet: Språkregioner samverkar via två bansystem (dual-stream-modellen eller dual-pathways-modellen)
Ett dorsalt bansystem som hanterar språkproduktion (är framförallt vänstersidig, övre banan) omvandla ljudinformation till motorisk representation – för att omvandla fonologisk information till artikulation. Mer “bottom up”. Ett ventralt bansystem som hanterar språkförståelse (anses bilateralt, nedre banan) förmedla fonologisk information till semantisk information. Mer “top down”
Anses bättre förklara varför personer med olika skador i olika delar av hjärnan kan ha samma språkproblem
Båda bansystemen behövs för syntax (hur ord och meningar arrangeras, dvs grammatik) Dorsala vägen kategoriserar ljud i termer av associationsfrekvens, och den ventrala vägen extraherar betydelse från den grammatiska organisationen av ord. Båda uppsättningarna av språkvägar är involverade i kort- och långtidsminnet för de fonetiska respektive semantiska komponenterna i talet. Ickeverbalt tal, inklusive läsning och teckenspråk från den visuella cortex och punktskrift från parietal cortex, använder också dessa vägar.
Sammanfattningsvis bekräftar resultaten av avbildningsstudier med subtraktiva metoder att de klassiska främre och bakre talzonerna som identifierats av Broca och Wernicke är involverade i språket, men de implicerar också andra regioner. Imaging antyder vidare att Wernickes område till stor del kan handla om att analysera auditiv input och att Brocas område inte bara representerar talrörelser utan också är involverat i syntax och minne. Slutligen ger resultaten bevis för att “språk” kartläggs på kretsar som vanligtvis är engagerade i mer primära funktioner: visuella attribut hos ord representeras i visuella områden, auditiva attribut mappas till hörselhjärnregioner, motoriska attribut mappas till motoriska regioner, och så på.
Även om vänster hjärnhemisfär fortfarande anses vara central för språkfunktion, erkänns det att variation och anpassningsförmåga är viktiga aspekter av hjärnans språkliga organisation.
Beskriv hur kunskapen om ord är organiserad i hjärnan.
Ett ord kan aktivera flera hjärnregioner och skapa aktivitet över hela hjärnan. Olika typer av ord. T.ex. ord som har med nummer att göra, ord som har med familj att göra, platser och människor. Koncepten som representerar relaterar till andra funktioner i hjärnan. Ord finns representerade i cortex, som orter på en karta. Hjärnordboken organiserar och visar flera semantiska kartor sida vid sida över cortex, där varje karta topografiskt representerar relaterade språkobjekt och handlingar.
Likartat hos olika individer inte identiskt men ungefär samma områden
Möjligt genom fMRI-studier där människor lyssnat på långa berättelser
Exempel: Voxel (hjärnregion om 2x2x4 mm) som hanterar ord kring:
Tid (sometime, waited, date, months, weeks, finally)
Familjeband (wife, husband)
På så sätt kan ”hjärnans lexikon” utgöra strukturen för hjärnans semantiska nätverk – dvs
grunden för vår förmåga att hantera språkets betydelse. En struktur
Vad menas med ”hjärnans semantiska nätverk”?
Det semantiska nätverket behövs för att hantera språkets betydelse (både när vi registrerar och producerar språk)Detta nätverk är en central del av hur vi förstår och använder språk och hur vi relaterar olika ord och koncept till varandra.
Funktioner som ingår är:
* 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. . Det kan inkludera synonymi (ord med liknande betydelser), antonymi (ord med motsatta betydelser), hierarkiska relationer (till exempel att “hund” är en typ av “djur”), och associativa relationer (ord som ofta förekommer tillsammans).
* Att kunna registrera den emotionella färgen på ord. Något som sägs i en arg ton har en annan betydelse än något som sägs i en glad ton
Sju kortikala områden anses särskilt viktiga i det semantiska nätverket. Alla dessa regioner ligger huvudsakligen i den vänstra hjärnhalvan. En efterföljande version av det semantiska nätverket inkluderar ytterligare visuella, auditiva, somatosensoriska och motoriska cortexregioner som en del av det semantiska nätverket - regioner som sannolikt är involverade i verbala handlingar associerade med tal.
Hur hanterar hjärnan språk som vi hör, respektive språk som vi läser?
Talat språk:
Informationen ska matchas mot det området i hjärnan
Teori: varje ord vi kan finns representerat som en separat processenhet (=ett visst mönster av aktiverade neuron), som matchas mot det vi hör…
Separata processenheter för varje möjligt ord aktiveras. När vi bara hör starten så kommer alla de ord som det möjligen skulle kunna vara, aktiveras i hjärnan. Bara vi hör “BA” kommer alla ord som vi vet börjar på “Ba” aktiveras tills bara en matchad enhet återstår.
Men det kan fortfarande bli fel t.ex är det banan (frukt) eller banan ( spelbanan)?
Ord som är nya för oss lagras tillfälligt i hippocampus innan de ”tar plats” i aktiveringsmönster i cortex. Då kommer inte cortex aktiveras för vi kan inte det ännu. Kanske glömmer man bort det med en gång och då försvinner det men sen kan det ske en filöverföring till cortex som lagrar ord i minnet
När vi läser:
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) Behöver kunna känna igen bokstävernas och ordens form. Samma del där information av ansikten bearbetas.
2) Koppling till ordets betydelse startar i wernickes area samt i gyrus angularis.
Wernicke (den första, basala tolkningen av betydelse) Viktig för semantiken.
Gyrus angularis (mer avancerad tolkning)
Därifrån går kopplingar till de övriga delarna i det semantiska nätverket
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. Det är så betydelsen kan avkodas. En del av processen
Brocas area aktiveras vid både högläsning och tyst läsning(du kanske ”hör” dig själv läsa när du läser tyst?)
Cerebellum: aktiv vid högläsning men inte tyst läsning Varför? Högläsning kräver artikulation
