Bagaimana Anda Mempelajari Otak Manusia?



Otak kita belajar dari pengalaman: menghadapi lingkungan kita mengubah perilaku kita melalui modifikasi sistem saraf kita (Carlson, 2010). Meskipun kita masih jauh dari mengetahui persis dan di semua tingkatan masing-masing mekanisme neurokimia dan fisik yang terlibat dalam proses ini, bukti eksperimental yang berbeda telah mengumpulkan pengetahuan yang cukup luas tentang mekanisme yang terlibat dalam proses pembelajaran.

Otak berubah sepanjang hidup kita. Neuron yang menyusunnya dapat dimodifikasi sebagai konsekuensi dari penyebab yang berbeda: perkembangan, penderitaan beberapa jenis cedera otak, paparan stimulasi lingkungan dan secara mendasar, sebagai konsekuensi dari pembelajaran (BNA, 2003).

Indeks

  • 1 Karakteristik dasar pembelajaran otak
  • 2 Jenis pembelajaran otak
    • 2.1 - Pembelajaran non-asosiatif
    • 2.2 - Pembelajaran asosiatif
  • 3 Neurokimia pembelajaran otak
    • 3.1 Pemberdayaan dan depresi
  • 4 Habituasi dan kesadaran
    • 4.1 Habituasi
    • 4.2 Sensitisasi
  • 5 Konsolidasi pembelajaran di otak
  • 6 Referensi

Karakteristik dasar pembelajaran otak

Belajar adalah proses penting yang, bersama dengan ingatan, adalah sarana utama bahwa makhluk hidup harus beradaptasi dengan perubahan yang berulang di lingkungan kita..

Kami menggunakan istilah belajar untuk merujuk pada fakta bahwa pengalaman menghasilkan perubahan dalam sistem saraf kami (SN), yang bisa tahan lama dan melibatkan modifikasi pada tingkat perilaku (Morgado, 2005).

Pengalaman itu sendiri mengubah cara organisme kita memandang, bertindak, berpikir atau merencanakan, melalui modifikasi SN, mengubah sirkuit yang berpartisipasi dalam proses ini (Carlson, 2010).

Dengan cara ini, pada saat yang sama ketika organisme kita berinteraksi dengan lingkungan, koneksi sinaptik otak kita akan mengalami perubahan, koneksi baru akan terbentuk, koneksi yang berguna dalam repertoar perilaku kita akan diperkuat atau yang lain yang tidak berguna atau efisien akan hilang (BNA, 2003).

Karena itu, jika pembelajaran ada hubungannya dengan perubahan yang terjadi pada sistem saraf kita sebagai hasil dari pengalaman kita, ketika perubahan ini dikonsolidasikan kita dapat berbicara tentang ingatan. (Carlson, 2010). Memori adalah fenomena yang disimpulkan dari perubahan-perubahan yang terjadi di SN dan memberikan rasa kontinuitas bagi kehidupan kita (Morgado, 2005).

Karena berbagai bentuk sistem pembelajaran dan memori, saat ini diperkirakan bahwa proses pembelajaran dan pembentukan ingatan baru bergantung pada plastisitas sinaptik, sebuah fenomena di mana neuron mengubah kemampuan mereka untuk berkomunikasi satu sama lain (BNA, 2003). ).

Jenis pembelajaran otak

Sebelum menjelaskan mekanisme otak yang terlibat dalam proses pembelajaran, penting untuk mengkarakterisasi berbagai bentuk pembelajaran, di mana kita dapat membedakan setidaknya dua jenis pembelajaran dasar: pembelajaran non-asosiatif dan pembelajaran asosiatif.

-Pembelajaran non-asosiatif

Pembelajaran non-asosiatif mengacu pada perubahan respons fungsional yang terjadi sebagai respons terhadap presentasi stimulus tunggal. Pembelajaran non-asosiatif pada gilirannya dapat dari dua jenis: habituasi atau sensitisasi (Bear et al., 2008).

Habituasi

Presentasi berulang dari suatu stimulus menghasilkan penurunan intensitas respons terhadapnya (Bear et al., 2008).

Contoh: sSaya tinggal di sebuah rumah dengan hanya satu telepon. Ketika berdering, ia dijalankan untuk menjawab panggilan, namun, setiap kali itu terjadi, panggilan itu untuk orang lain. Karena ini terjadi berulang kali, Anda akan berhenti bereaksi terhadap telepon dan bahkan mungkin berhenti mendengarkannya (Bear et al., 2008).

Sensitisasi

Penyajian stimulus baru atau intens menghasilkan respons dengan peningkatan yang besar untuk semua rangsangan berikut.

Contoh: suponga yang berjalan di trotoar jalan menyala dengan baik di malam hari, dan tiba-tiba terjadi pemadaman. Setiap stimulus baru atau aneh yang muncul, seperti mendengar langkah kaki atau melihat lampu depan mobil mendekat, akan mengubahnya. Stimulus sensorik (blackout) memunculkan sensitisasi, yang mengintensifkan responsnya terhadap semua rangsangan berikut (Bear et al., 2008).

-Pembelajaran asosiatif

Jenis pembelajaran ini didasarkan pada pembentukan asosiasi antara rangsangan atau peristiwa yang berbeda. Dalam pembelajaran asosiatif kita dapat membedakan dua subtipe: pengkondisian klasik dan pengkondisian instrumental (Bear et al., 2008).

Pengkondisian klasik

Dalam jenis pembelajaran ini, hubungan antara stimulus yang memancing respons (respons tanpa syarat atau respons tanpa syarat, RNC / RI), stimulus tanpa syarat atau tanpa syarat (ENC / EI), dan stimulus lain yang biasanya tidak memicu respons akan terjadi. stimulus terkondisi (EC), dan itu akan membutuhkan pelatihan.

Presentasi berpasangan dari EC dan EI, akan melibatkan presentasi dari respon yang dipelajari (respon terkondisi, RC) untuk stimulus terlatih. Pengondisian hanya akan terjadi jika rangsangan disajikan secara bersamaan atau jika EC mendahului ENC dalam interval waktu yang sangat singkat (Bear et al., 2008).

Contoh: a Stimulus ENC / EC, dalam kasus anjing, dapat berupa daging. Setelah visualisasi daging, anjing akan mengeluarkan respons air liur (RNC / RI). Namun, jika seekor anjing disajikan sebagai stimulus, bunyi bel tidak akan memberikan respons apa pun. Jika kami menyajikan kedua rangsangan secara bersamaan atau pertama suara bel (EC) dan kemudian daging, setelah pelatihan berulang. Suara akan dapat memicu respons air liur, tanpa menyajikan daging. Telah ada hubungan antara makanan dan daging. Suara (EC) mampu memicu respon terkondisi (RC), air liur.

Pengondisian instrumental

Dalam jenis pembelajaran ini, Anda belajar mengaitkan respons (aksi motorik) dengan stimulus signifikan (hadiah). Agar pengkondisian instrumental terjadi, perlu bahwa stimulus atau hadiah terjadi setelah respons individu.

Selain itu, motivasi juga akan menjadi faktor penting. Di sisi lain, pengkondisian instrumental juga akan terjadi jika, alih-alih hadiah, individu mendapatkan hilangnya stimulus valensi permusuhan (Bear et al., 2008).

Contoh: sSaya memperkenalkan tikus lapar dalam sebuah kotak dengan tuas yang akan menyediakan makanan, ketika menjelajahi kotak tikus akan menekan tuas (motor bertindak) dan mengamati bahwa makanan muncul (hadiah). Setelah melakukan tindakan ini lebih sering, tikus akan mengaitkan tekanan tuas dengan mendapatkan makanan. Oleh karena itu, Anda akan menekan tuas hingga kenyang (Bear et al., 2008).

Neurokimia pembelajaran otak

Pemberdayaan dan depresi

Seperti yang kami sebutkan sebelumnya, diperkirakan bahwa belajar dan memori tergantung pada proses plastisitas sinaptik.

Dengan demikian, berbagai penelitian telah menunjukkan bahwa proses pembelajaran (di antaranya adalah yang dijelaskan di atas) dan memori, mengarah pada perubahan konektivitas sinaptik yang mengubah kekuatan dan kapasitas komunikasi antara neuron..

Perubahan konektivitas ini akan menjadi hasil dari mekanisme molekuler dan seluler yang mengatur aktivitas ini sebagai konsekuensi dari eksitasi dan penghambatan neuron yang mengatur plastisitas struktural..

Dengan demikian, salah satu karakteristik utama sinapsis eksitasi dan penghambatan adalah tingkat variabilitas yang tinggi dalam morfologi dan stabilitasnya yang terjadi sebagai akibat dari aktivitas dan perjalanan waktu mereka (Caroni et al., 2012).

Para ilmuwan yang berspesialisasi dalam bidang ini secara khusus tertarik pada perubahan jangka panjang dalam kekuatan sinaptik, sebagai konsekuensi dari proses pemberdayaan jangka panjang (PLP) - dan depresi jangka panjang (DLP).

  • Pemberdayaan jangka panjang: peningkatan kekuatan sinaptik terjadi sebagai akibat dari stimulasi atau aktivasi berulang dari koneksi sinaptik. Oleh karena itu, respons yang konsisten akan muncul di hadapan stimulus, seperti dalam kasus sensitisasi.
  • Depresi jangka panjang (DLP): peningkatan kekuatan sinaptik terjadi sebagai akibat dari tidak adanya aktivasi berulang koneksi sinaptik. Oleh karena itu, besarnya respons terhadap stimulus akan kurang atau bahkan nol. Kita dapat mengatakan bahwa proses pembiasaan terjadi.

Habituasi dan kesadaran

Studi eksperimental pertama tertarik mengidentifikasi perubahan neuron yang mendasari pembelajaran dan memori, menggunakan bentuk-bentuk pembelajaran sederhana seperti pembiasaan, kepekaan atau pengkondisian klasik..

Dalam panorama ini, ilmuwan Amerika Eric Kandel memfokuskan studinya pada refleks penarikan cabang Aplysia Califórnica, dimulai dari premis bahwa struktur saraf analog dengan ini dan sistem superior.

Studi-studi ini memberikan bukti awal bahwa memori dan pembelajaran dimediasi oleh plastisitas koneksi sinaptik antara neuron yang berpartisipasi dalam perilaku, mengungkapkan bahwa pembelajaran mengarah pada perubahan struktural mendalam yang menyertai penyimpanan memori (Mayford et al. al., 2012).

Kandel, seperti Ramón y Cajal, menyimpulkan bahwa koneksi sinaptik tidak dapat diubah dan bahwa perubahan struktural dan / atau anatomi adalah dasar penyimpanan memori (Mayford et al., 2012).

Dalam konteks mekanisme pembelajaran neurokimia, berbagai peristiwa akan terjadi baik untuk pembiasaan maupun untuk kepekaan.

Habituasi

Seperti yang telah kami sebutkan sebelumnya, habituasi terdiri dari penurunan intensitas respons, konsekuensi dari presentasi berulang dari suatu stimulus. Ketika stimulus dirasakan oleh neuron sensitif, potensi rangsang dihasilkan yang memungkinkan respons yang efektif.

Ketika stimulus diulang, potensi rangsang berkurang secara progresif, sampai akhirnya gagal melampaui ambang batas debit minimum yang diperlukan untuk menghasilkan potensi aksi postsinaptik, yang memungkinkan untuk berkontraksi otot..

Alasan mengapa potensi rangsang ini menurun adalah karena kenyataan bahwa, ketika stimulus terus menerus diulang, output yang meningkat dari ion kalium diproduksi (K+), yang pada gilirannya menyebabkan saluran kalsium menutup (Ca2+), yang mencegah masuknya ion kalsium. Oleh karena itu, proses ini dihasilkan oleh penurunan pelepasan glutamat (Mayford et al, 2012).

Sensitisasi

Sensitisasi adalah bentuk pembelajaran yang lebih kompleks daripada habituasi, di mana stimulus intens menghasilkan respons berlebihan terhadap semua rangsangan berikut, bahkan yang sebelumnya hanya sedikit atau tidak sama sekali memberikan respons.

Meskipun merupakan bentuk dasar pembelajaran, ia memiliki tahapan yang berbeda, dalam jangka pendek dan panjang. Sementara sensitisasi jangka pendek akan melibatkan perubahan sinaptik yang cepat dan dinamis, sensitisasi jangka panjang akan mengarah pada perubahan yang tahan lama dan stabil yang dihasilkan dari perubahan struktural yang mendalam..

Dalam hal ini, di hadapan stimulus kepekaan (intens atau baru) pelepasan glutamat akan terjadi, ketika jumlah yang dilepaskan oleh terminal presinaptik berlebihan, aktifkan reseptor AMPA post-sinaptik..

Fakta ini akan memungkinkan masuknya Na2 + ke dalam neuron postsinaptik yang memungkinkan depolarisasi serta pelepasan reseptor NMDA, yang sampai sekarang diblokir oleh ion Mg2 +, kedua peristiwa akan memungkinkan masuknya Ca2 + secara besar-besaran ke dalam neuron postsinaptik.

Jika stimulus kepekaan disajikan terus-menerus, itu akan menyebabkan peningkatan terus-menerus dalam entri Ca2 +, yang akan mengaktifkan berbagai kinase, yang mengarah pada awal ekspresi awal faktor genetik dan sintesis protein. Semua ini akan mengarah pada perubahan struktural jangka panjang.

Oleh karena itu, perbedaan mendasar antara kedua proses adalah dalam sintesis protein. Dalam yang pertama dari mereka, dalam kesadaran jangka pendek, tindakannya tidak perlu untuk itu terjadi.

Untuk bagiannya, kesadaran jangka panjang sangat penting untuk menghasilkan sintesis protein untuk menghasilkan perubahan yang stabil dan abadi yang memiliki tujuan pembentukan dan pemeliharaan pembelajaran baru..

Konsolidasi pembelajaran di otak

Belajar dan memori adalah hasil dari perubahan struktural yang terjadi sebagai akibat dari plastisitas sinaptik. Agar perubahan struktural ini terjadi, perlu untuk mempertahankan proses potensiasi jangka panjang, atau konsolidasi gaya sinaptik..

Seperti dalam induksi sensitisasi jangka panjang, perlu sintesis protein dan ekspresi faktor genetik yang akan menyebabkan perubahan struktural. Agar peristiwa ini terjadi, serangkaian faktor molekuler harus terjadi:

  • Peningkatan terus-menerus entri Ca2 + di terminal akan mengaktifkan kinase yang berbeda, sehingga memunculkan awal ekspresi awal faktor genetik dan sintesis protein yang akan mengarah pada induksi reseptor AMPA baru yang akan dimasukkan ke dalam membran dan akan mempertahankan PLP.

Peristiwa molekuler ini akan menghasilkan perubahan ukuran dan bentuk dendritik, mampu memberikan peningkatan atau penurunan jumlah duri dendritik dari zona tertentu.

Selain perubahan yang terlokalisasi ini, penelitian saat ini telah menunjukkan bahwa perubahan juga terjadi secara global, karena otak bertindak sebagai sistem terpadu.

Oleh karena itu, perubahan struktural ini adalah dasar pembelajaran, di samping itu, ketika perubahan ini cenderung bertahan dari waktu ke waktu, kita akan berbicara dari memori.

Referensi

  1. (2008). Dalam asosiasi B. N., & BNA, Ilmu saraf Ilmu otak. Pengantar untuk siswa muda. Liverpool.
  2. Bear, M., Connors, B., & Paradiso, M. (2008). Neuroscience: menjelajahi otak. Philadelphia: Lippincott Wiliams & Wilkings.
  3. Caroni, P., Donato, F., & Muller, D. (2012). Plastisitas struktural pada pembelajaran: regulasi dan fungsinya. Alam, 13, 478-490.
  4. Dasar-dasar fisiologi perilaku. (2010). Dalam N. Carlson. Madrid: Pearson.
  5. Mayford, M., Siegelbaum, S.A., & Kandel, E. R. (s.f.). Sinapsis dan Penyimpanan Memori.
  6. Morgado, L. (2005). Psikobiologi pembelajaran dan memori: dasar-dasar dan kemajuan terkini. Rev Neurol, 40(5), 258-297.