Дългосрочна памет: видове, невронни основи и разстройства

Дългосрочната памет (MLP) е много издръжлива памет с привидно неограничен капацитет. Дългосрочната памет може да продължи от няколко часа до няколко години.

Спомените, които достигат до краткосрочната памет, могат да станат дългосрочни спомени чрез процес, наречен "консолидация". Тя включва повторение, значителни асоциации и емоции.

Според тези фактори спомените могат да бъдат по-силни (датата на раждане) или по-слаба или по-трудна за възстановяване (концепция, която сте научили преди години в училище).

Като цяло, краткосрочната памет е по-акустична и визуална. Докато в дългосрочната памет информацията е кодирана, преди всичко визуално и семантично (повече свързана с асоциации и значения).

По отношение на физиологичната равнина, дългосрочната памет включва процес на физически промени в структурите и връзките на невроните, клетките на нашия мозък.

Процесът е известен като дългосрочно овластяване (PLP). И това означава, че когато научим нещо, се създават, модифицират, укрепват или отслабват нови невронални вериги. Това означава, че има невронална реорганизация, която ни позволява да съхраняваме нови знания в нашия мозък. По този начин мозъкът ни постоянно се променя.

Хипокампусът е мозъчната структура, където информацията временно се съхранява и служи за консолидиране на спомените от краткосрочното съхранение до дългосрочното съхранение. Смята се, че може да участва в модулацията на невроналните връзки за периоди от повече от 3 месеца след първото учене.

Хипокампът има връзки с множество мозъчни области. Изглежда, че за да бъдат фиксирани спомените в нашия мозък, хипокампусът предава информацията на кортикалните области, където те се съхраняват по траен начин.

Очевидно, ако тези мозъчни структури бяха повредени по някакъв начин, някаква форма на дългосрочна памет би била нарушена. Това се случва при пациенти с амнезия.

Също така, в зависимост от зоната на увредения мозък, някои видове памет или спомени ще бъдат засегнати, но други няма. Типовете съществуваща памет са описани по-долу.

От друга страна, когато забравим нещо, се случва, че синаптичните връзки, отговорни за това знание, са отслабени. Въпреки че може да се случи и да се активира нова невронна мрежа, която да се припокрива с предишната, причинявайки смущения.

Ето защо има дебат за това дали ще можем да изтрием окончателно информацията в паметта си или не. Възможно е съхранените данни никога да не бъдат напълно премахнати от нашата дългосрочна памет, но да стане по-трудно да се възстановят.

История на дългосрочната памет

Първите опити за изучаване на паметта се основават на философски методи. Те се състоят от наблюдение, логика, размисъл и т.н.

През деветнадесети век те започват да използват научния метод за експериментално изучаване на паметта. Така Ебингхаус се фокусира върху изучаването на човешката памет, докато Лашли за първи път анализира паметта на животните.

Още през 1894 г. Сантяго Рамон у Каджал е предположил чрез хистологични препарати, че ученето предизвиква структурни промени в нашата нервна система.

Докато през 1949 г. друга основна фигура, Доналд Хеб, заяви, че ученето се основава на механизми на синаптична пластичност. Синаптичните връзки се променят с дългосрочната памет.

Паралелно с това известните поведенчески поведение Павлов, Скинър, Торндайк и Уотсън създават основите на асоциативното учене: класическо и оперантно.

Моделът, който най-често се използва за обяснение на функционирането на паметта, е моделът на Аткинсън и Шифрин (1968).

Те посочиха, че информацията се получава чрез сетивата (поглед, мирис, слух, докосване ...), влизайки в сетивния магазин, след това пристига във втори магазин, известен като краткосрочна памет (MCP), който има ограничена продължителност и капацитет,

Част от информацията от краткосрочната памет може да премине към следващия магазин, дългосрочната памет. Той запазва и обработва предварително избрана информация. Капацитетът му е практически неограничен.

Невропсихологичните изследвания също са били фундаментални при пациенти с лезии в темпоралните лобове, намирайки възможното място на паметта в мозъка. Много известен случай е този на пациента Хенри Моласин (HM). Този пациент е бил отстранен както медиалните темпорални дялове, част от хипокампуса, така и амигдалата за лечение на епилепсията. След операцията обаче те открили, че не може да съхранява нова информация в дългосрочната си памет.

Благодарение на животинските модели беше възможно да се демонстрират невронните вериги, включени в обучението. Както и различните молекулярни механизми, които съществуват в краткосрочна и дългосрочна памет.

Всъщност Ерик Кандел получи Нобелова награда през 2000 г. за обучението си с Aplysia Californica. Този морски охлюв разкри много за невронните вериги и структурните промени в паметта. Това определено потвърждава хипотезите на Каджал.

Понастоящем изследователите използват техники на невроизображение при здрави и болни пациенти, за да научат повече за механизмите на паметта (Carrillo Mora, 2010).

Видове дългосрочна памет

Има два вида дългосрочна памет, изрични или декларативни, имплицитни или недекларативни.

Декларативна или изрична памет

Декларативната памет обхваща всички знания, които могат да бъдат съзнателно извикани. Това може да бъде вербализирано или предадено по прост начин на друго лице.

В нашия мозък магазинът изглежда се намира в медиалния темпорален лоб.

В този подтип на паметта е семантичната памет и епизодичната памет.

Семантичната памет се отнася до значението на думите, функциите на обектите и други познания за околната среда.

Епизодичната памет, от друга страна, е тази, която съхранява важните или емоционално значими преживявания, преживявания и събития от нашия живот. Затова и се нарича автобиографична памет.

Недекларативна или имплицитна памет

Този вид памет, както можете да заключите, се предизвиква несъзнателно и без умствени усилия. Той съдържа информация, която не може лесно да бъде формулирана и може да бъде научена несъзнателно и дори неволно.

В тази категория е процедурната или инструменталната памет, която предполага паметта на способностите и навиците. Някои примери биха били свирене на инструмент, каране на велосипед, шофиране или готвене на нещо. Това са дейности, които се практикуват много и затова са автоматизирани.

Частта на нашия мозък, която е отговорна за съхраняването на тези умения, е набразденото ядро. В допълнение към базалните ганглии и малкия мозък.

Недекларативната памет обхваща и ученето чрез асоцииране (например свързване на определена мелодия към място или свързване на болница с неприятни усещания).

Това са класически условия на кондициониране и операнти. Първият причинява две събития, които се асоциират и са се появили няколко пъти по съвместен или условен начин.

Докато вторият включва изучаване, че дадено поведение има положителни последици (и следователно ще бъде повторено), и че други поведения водят до отрицателни последствия (и тяхната реализация ще бъде избегната).

Отговорите, които имат емоционални компоненти се съхраняват в област на мозъка, наречена амигдалоидно ядро. Обратно, отговорите, които включват скелетните мускули, се намират в малкия мозък.

Имплицитното неасоциативно учене, като привикване и сенсибилизация, също се съхранява в неявната памет в пътищата на рефлексите.

Невронни бази

За да може всяка информация да достигне дългосрочната памет, е необходимо да се произведат редица неврохимични или морфологични промени в мозъка.

Доказано е, че паметта се съхранява чрез множество синапси (връзки между невроните). Когато научим нещо, някои синапси стават по-силни.

От друга страна, когато го забравим, те стават слаби. По този начин нашият мозък е в непрекъсната промяна, придобивайки нова информация и отхвърляйки тази, която не е полезна. Тези загуби или печалби от синапси влияят на нашето поведение.

Тази свързаност се обновява през целия живот благодарение на механизмите на обучение, стабилизация и синаптична елиминация. Накратко, съществуват структурни реорганизации в невроналните връзки.

При проучвания при пациенти с амнезия е доказано, че краткосрочната и дългосрочната памет са в различни складове, имащи различни невронални субстрати.

Дългосрочно овластяване

Както е било открито, когато сме в контекст на обучение, има по-голямо освобождаване на глутамат.

Това води до активиране на определени рецепторни семейства, което от своя страна причинява навлизането на калций в участващите нервни клетки. Калцият прониква главно чрез рецептор, наречен NMDA.

След като такова голямо количество калций се натрупва в клетката, която надвишава прага, това, което е известно като "дългосрочно потенциране", се задейства. Което означава, че се провежда по-трайно обучение.

Тези нива на калция предизвикват активиране на различни кинази: протеин киназа С (РКС), калмодулин киназа (CaMKII), митоген-активирани кинази (MAPK) и тирозин киназа Fin.

Всеки от тях има различни функции, задействащи механизми за фосфорилиране. Например, кальмодулин киназата (CaMKII) допринася за вкарването на нови АМРА рецептори в постсинаптичната мембрана. Това води до по-голяма сила и стабилност на синапсите, поддържайки ученето.

CaMKII също предизвиква промени в цитоскелета на невроните, влияещи върху активния. Това води до увеличаване на размера на дендритната гръбнака, която е свързана с по-стабилен и траен синапс.

От друга страна, протеин киназа С (РКС) установява свързващи мостове между пресинаптичните и постсинаптичните клетки (Cadherin-N), произвеждайки по-стабилна връзка.

В допълнение, ще участват гени за ранна експресия, участващи в синтеза на протеини. Пътят на MAPK (митоген-активирани кинази) регулира генетичната транскрипция. Това би довело до нови невронни връзки.

Така, докато краткосрочната памет включва модифициране на съществуващи протеини и промени в силата на съществуващите синапси, дългосрочната памет изисква синтез на нови протеини и растеж на нови връзки.

Благодарение на ПКА, МАРК, CREB-1 и CREB-2 пътищата, краткосрочната памет става дългосрочна памет. Това се отразява в промени в размера и формата на дендритните бодли. Както и разширение на терминалния бутон на неврона.

Традиционно се смяташе, че тези обучителни механизми се появяват само в хипокампуса. Обаче, при бозайниците е показано, че дългосрочното потенциране може да се появи в много области, като малкия мозък, таламус или неокортекс.

Установено е също, че има места, където почти няма NMDA рецептори, и дори така се появява дългосрочно усилване.

Дългосрочна депресия

Точно както можете да настроите памети, можете също да "забравите" друга информация, която не се обработва. Този процес се нарича "дългосрочна депресия" (DLP).

Той служи за избягване на насищането и възниква, когато има активност в пресинаптичния неврон, но не и в постсинаптичния или обратното. Или, когато активирането има много ниска интензивност. По този начин споменатите по-горе структурни промени постепенно се обръщат.

Дългосрочна памет и сън

В различни проучвания е показано, че адекватната почивка е от съществено значение за съхраняване на спомените по стабилен начин.

Изглежда, че нашето тяло използва периода на сън, за да постави нови спомени, тъй като няма намеса от външната среда, което прави процеса труден.

По този начин в бдението кодифицираме и възстановяваме вече запазена информация, докато по време на съня ние консолидираме това, което сме научили през деня.

За да е възможно това, е наблюдавано, че по време на съня реактивирането се осъществява в същата невронна мрежа, която е била активирана по време на ученето. Това означава, че дългосрочното потенциране (или дългосрочна депресия) може да бъде предизвикано, докато спим.

Интересно е, че проучванията показват, че сънят след учене има благоприятен ефект върху паметта. Или по време на 8-часов сън, 1 или 2 часа дрямка и дори 6-минутен сън.

В допълнение, колкото по-малко време минава между учебния период и съня, толкова повече ползи ще има при съхранението на дългосрочната памет.

Дългосрочни нарушения на паметта

Има условия, при които дългосрочната памет може да бъде засегната. Например, в ситуации, когато сме уморени, когато не спим правилно или преминем през стрес.

Също така, дълготрайната памет има тенденция да се влошава постепенно с напредването на възрастта.

От друга страна, патологичните състояния, които са най-свързани с проблеми с паметта, са придобито увреждане на мозъка и невродегенеративни заболявания като болестта на Алцхаймер.

Очевидно е, че всяко увреждане, което се случва в структури, които поддържат или участват в формирането на паметта (като темпоралните лобове, хипокампуса, амигдалата и т.н.), ще предизвика последствия в нашия дългосрочен запаметяващ памет.

Проблеми могат да възникнат както за запомняне на вече съхранена информация (ретроградна амнезия), така и за съхраняване на нови спомени (антероградна амнезия).