medical-notes/content/Fysiologi/Block 3 - Hjärnans kortikala funktioner/Gabriels anteckningar/Minne inlärning och glömska.md

source, lecture, block

source	lecture	block
Gabriels anteckningar	Minne inlärning och glömska	3

Minne inlärning och glömska

Minne, inlärning och glömska

• ​ Minnet är inte utvecklat för att komma ihåg saker exakt, men för att kunna förutsäga framtiden utifrån erfarenheter.

Vår upplevelse av nuet påverkas av tidigare erfarenheter, remembered present!

• ​ Hebb synaps

Grundprincipen är att “Neurons that fire together, wire together”.

Det är just det som är bakom informationslagring/inlärning.

När pre- och postsynapsen neuron aktiveras samtidigt eller nästan samtidigt förstärks synapsen mellan dem (= Hebb synaps).

• ​ Det beror på NMDA-receptorernas egenskaper som kräver glutamat (+ glycin/D-serin) och depolarisering för att aktiveras.

• ​ Stort Ca-inflöde stimulerar LTP, t.ex genom att öka AMPA-receptorer.

• ​ Engram

Engram är nätverk (konstellationer) av neuroner som aktiveras när vi upplever något, denna aktivitet är själva minnet.

• ​ T.ex svart cirkel har eget engram, ser en svart cirkel → specifikt nätverk, engram aktiveras!

Neuroner (8 st i bilden, tusentals i verkligheten) är förbundna/synapsar med varandra. När vi t.ex ser en svart cirkel fyrar alla samtidigt vilket orsakar Hebb-synaps, alltså LTP förstärker synapserna.

Nästa gång vi ser ledtrådar (t.ex sprucken cirkel) aktiveras en del av neuroner (inte alla) vilket kan sannolikt orsaka aktivering i alla neuroner (pga starka synapser mellan dem).

Experiment på djur visar att om ett visst engram kartläggs och aktiveras t.ex via elektrisk stimulering så upplever djuret just detta minne/engram!

Ett neuron kan delta i flera engram → grunden till associations- & tankekedjor.

!

!

!

• ​ Detta ger även hjärnan en enorm kapacitet för engram-bildning.

• ​ LTP/LTD – förstärka (inlärning) respektive försvaga (glömska) synapser

LTP – fysisk tillväxt av synapsen

• ​ Stark & upprepad NMDA-aktivitet → Ca2+-inflöde → stimulerar bildning av en ny nanokolumn (nysta) av AMPA-receptorer + nytt frisättningställe på presynapsen.

LTD – fysisk krympning av synapsen.

• ​ Svag & upprepad aktivitet → nanokolumn + frisättningsställe “demonteras” Frågor 1.​ Vad är en Hebbsynaps, grundprincipen? Vad är ett engram? Vad är LTP/LTD?
• ​ Stark neuronaktivitet aktiverar gener som uttrycker ljuskänsliga proteiner. Vid motorisk inlärning förstoras synapser (LTP). Ljusstimulering av inhibitoriska proteiner inducerar LTD → synapsen krymper och musen “glömmer” minnet. Detta visar att minnen lagras genom fysisk synapstillväxt. Sömn

• ​ Minnen påverkas offline (sömn) efter LTP och engram-bildning.

Under dagen: Inlärning förstärker synapser → blir större och starkare

Under sömn: Nettominskning av synapsstyrka och storlek → alla synapser krymper lite MEN relativa skillnader mellan olika synapser behålls.

Syftet är att hjärnan har ett begränsat utrymme, kan ej bli hur stor som helst.

Genom att minska alla synapser relativt varandra görs mer utrymme för ny inlärning, ingen sömn → sämre inlärning!

• ​ Under lärorik dag växer synapser med 1%. Under sömnen minskar alla synapser med 1% → relativa skillnader behålls!

• ​ Offline bearbetning

Experiment visat att samma neuron-aktivitet under inlärning (dagen) upprepas, men snabbare under sömnen (“vi lär oss under sömnen”).

• ​ Råtta lärt sig en labyrint under dagen → viss neuron-aktivitet i hippocampus. Under sömnen observerades samma aktivitet, men snabbare, i hippocampus.

!

!

Viktigt för att förstärka viktiga synapser/minnen och försvaga mindre viktiga.

Vad som styr förstärkningen/försvagningen är dock okänd, troligen berör bestraffning-/belöningssystem, nyhetsvärde och aktivitetsmönster under inlärning.

Under sömnen konsolideras minnen och synapser krymper relativt. Frågor 1.​ Varför är sömn viktig för minnesbildningen? Vad händer under sömnen? Konsolidering och rekonsolidering

• ​ Initial fas

Minnen bildas genom LTP, synapser fysiskt växer vilket tar ca 5-10 s.

Processen är reversibel och kan enkelt krympa igen, LTD.

Alltså är detta en labil (instabil fas).

• ​ Konsolidering (sker efter första inlärning)

Minnet måste befästas/stabiliseras över tid → konsolidering.

Det är vanligt att detaljer glöms med tid

• ​ T.ex kommer ihåg dagens lunch, men inte förra veckans

Dock kan emotionella minnen (positiva/belöning eller negativa/bestraffning) förstärka konsolideringen

• ​ Du skulle komma ihåg förra veckans lunch om du spydde ut den.

Vid extrema fall (PTSD) är emotionella minnen mer långvariga än deklarativa minnen, men generellt är det ungefär detsamma

• ​ De påverkas på olika sätt under stress.

• ​ Rekonsolidering

När ett etablerat minne aktiveras, återgår minnet till en labil fas, likt efter första inlärningen!

För att stabilisera minnet krävs alltså rekonsolidering.

Under denna fas kan minnet “modifieras”

• ​ Idag är kanske minnet mindre relevant → försvaga minnet och vice versa! Alltså kan ny information läggas till.

Risk för falska minnen!

• ​ Minnet kan suddas ut/försvagas om rekonsolideringen störs.

Kronisk smärta (smärtminne) är egentligen ökad excitabilitet (central sensitisering) av neuroner i nervsystemet.

Om smärtminnet återaktiveras → labil fas (kan omformas) → använda läkemedel för att mildra smärtan → smärtminnet försvagas

• ​ Testats på djur, kan vara en möjlig behandling hos människor!

• ​ Glömskediagram

Ju mer man tränar på en färdighet desto bättre blir man på det.

Dock kommer endast det mest relevanta (“bästa”) minnas, detaljerna glöms bort → partiell glömska.

Det finns två aktiva processer som arbetar på minnen: LTP & LTD Frågor 1.​ Vad menas med konsolidering och re-konsolidering? Vad är partiell glömska? Glömska

• ​ Partiell glömska är essentiell för att kunna kategorisera och generalisera kunskap

För att förstå att pudel och schäfer är hundar måste man glömma bort en del detaljer

• ​ Anpassning till situationer kräver inlärning

Inlärning i sin tur kräver glömska (försvaga “onödiga” minnen).

• ​ Det finns olika typer av glömska

Fysiologisk: Normala & viktiga för att göra plats för nya minnen

Patologiska: T.ex stroke i hippocampus

Oförmåga av glömska: T.ex PTSD, fotografiskt minne och Savant syndrom kan orsaka att man ej glömmer.

• ​ Detta leder till problem med anpassning till nya situationer.

• ​ Utan partiell glömska “drunknar” man med detaljer utan att se helheten, kommer ihåg för många detaljer!

• ​ Aktiv glömska i form av LTD är generellt sämre hos dessa individer (under sömnen sker antagligen en annan form av synaptisk plasticitet där synapserna krymper).

• ​ Faktorer som påverkar minne och inlärning

Stress (kortisolnivån representerar stressnivå)

• ​ När vi är stressade frisätts många modulatoriska substanser såsom noradrenalin som har positiv effekt på LTP/inlärning.
• ​ På sikt ökar dessa substanser kortisol-nivåer som i sin tur har positiv och negativ effekt på inlärning

!

!

Kortisol stimulerar amygdala → emotionella minnen bildas lättare och återkallas lätt.

Höga nivåer av kolesterol kan döda hippocampus-celler → deklarativa minnen förmäras

• ​ En optimal nivå av stress hjälper med inlärning!

Sömn

• ​ Skapa utrymmen för inlärning

• ​ Viktiga minnen konsolideras/förstärks, oviktiga glöms

(Re)konsolidering

• ​ Förstärka/försvaga minnen efter ett minne uppstått/återkallat.

Fysisk aktivitet

• ​ Fysisk aktivitet främjar stabil LTP och minneskonsolidation.

• ​ Skelettmuskler frisätter hormoner som kan i sin tur höja BDNF-nivåer

BDNF → inlärning/LTP & minneskonsolidiation

• ​ Laktat höjer också BDNF-nivåer.

Fasta

• ​ Fasta ökar ketonkroppar → ökar BDNF!

Aktiv återhämtning

• ​ Viktigt att återberätta saker man vill lära sig.

• ​ Genom att återberätta ger man hjärnan möjlighet till rekonsolidering, som kan modifiera och förstärka minnet.

Kognitiva enhancers

• ​ Droger & läkemedel som förstärker inlärning på olika sätt

• ​ Används t.ex vid alzheimer

Ingen poäng att ta hos friska individer då en balans mellan inlärning/glömska behövs

Dessa droger förstärker alla synapser, smärt- emotionella osv.

• ​ Kan LTD-enhancers ta som behandling i samband med autism? Frågor 1.​ Vilka positiva effekter kan glömska ha? Vilka olika typer av glömska finns? 2.​ Vilka faktorer påverkar minne och inlärning, hur? Indelning av minnen

• ​ Deklarativa minnen

Fakta & händelser

• ​ T.ex födelsedag, beskriva en plats, beskriva en sportevent osv.

Sköts av mediala temporalloben och hippocampus

• ​ Icke-deklarativa minnen

Emotionella (inklusive betingningar) och motoriska minnen → omedvetna minnen

• ​ Associera en viss plats med t.ex rädsla

• ​ Motoriska minnen såsom att cykla.

Sköts av cerebellum, amygdala och basala ganglier

• ​ Grunden till inlärning av icke- och deklarativa minnen är LTP/LTD.

• ​ H.M.

Patient vars hippocampus behövdes opereras bort.

Kunde därefter ej lära sig nya deklarativa minnen alls,

• ​ Blev äldre och tittade i spegeln, chockad då han förväntade sig en 20-åring i spegeln.

Kunde inte uppdatera sitt liv, alla deklarativa minnen är från innan operationen men kunde lära sig icke-deklarativa (t.ex pussel).

• ​ Amnesi – patologisk glömska

Anterograd amnesi

• ​ Oförmåga att bilda nya minnen efter en viss tidpunkt (skada, operation osv)

• ​ Detta inträffade hos H.M. när det gällde deklarativa minnen.

Icke-deklarativa minnen kunde han lära sig.

Retrograd amnesi

• ​ Oförmåga att återkalla minnen innan en viss tidpunkt (skada, operation osv)

• ​ Detta inträffade delvis hos H.M. där han ej återkallade minnen en kort period innan operationen (endast gamla minnen).

Partiell retrograd amnesi.

Hjärnskakning

• ​ Orsakar transient/tillfällig antero & retrograd amnesi

• ​ Patienten glömmer bort minnen precis före och efter händelsen men gamla minnen påverkas sällan.

Alzheimer

• ​ Första tecken är anterograd amnesi (svårt att lära sig och planer) som utvecklas till antero + retrograd amnesi. Frågor 1.​ Vad är skillnaden mellan icke- & deklarativa minnen? Vad är amnesi, ge exempel. Vad är skillnaden mellan retro- och anterograd amnesi?

!

!