BỘ NÃO CON NGƯỜI HỌC NHƯ THẾ NÀO? - TÂM THẦN KINH - 2025

Bộ não của chúng ta học hỏi từ những trải nghiệm: đối mặt với môi trường làm thay đổi hành vi của chúng ta thông qua việc thay đổi hệ thống thần kinh của chúng ta (Carlson, 2010). Mặc dù thực tế là chúng ta vẫn còn lâu mới biết chính xác và ở tất cả các cấp độ của từng cơ chế hóa thần kinh và vật lý tham gia vào quá trình này, các bằng chứng thực nghiệm khác nhau đã tích lũy kiến ​​thức khá sâu rộng về các cơ chế liên quan đến quá trình học tập.

Bộ não thay đổi trong suốt cuộc đời của chúng ta. Các tế bào thần kinh cấu tạo nên nó có thể bị thay đổi do hậu quả của các nguyên nhân khác nhau: phát triển, bị một số loại chấn thương não, tiếp xúc với kích thích môi trường và về cơ bản, do hậu quả của việc học tập (BNA, 2003).

Các đặc điểm cơ bản của não bộ học

Học tập là một quá trình thiết yếu, cùng với trí nhớ, là phương tiện chính mà các sinh vật sống phải thích nghi với những thay đổi định kỳ của môi trường của chúng ta.

Chúng tôi sử dụng thuật ngữ học tập để chỉ thực tế là trải nghiệm tạo ra những thay đổi trong hệ thống thần kinh của chúng ta (NS), có thể kéo dài và liên quan đến sự thay đổi ở cấp độ hành vi (Morgado, 2005).

Bản thân những trải nghiệm thay đổi cách cơ thể chúng ta nhận thức, hành động, suy nghĩ hoặc lập kế hoạch, thông qua việc sửa đổi NS, thay đổi các mạch tham gia vào các quá trình này (Carlson, 2010).

Theo cách này, đồng thời khi sinh vật của chúng ta tương tác với môi trường, các kết nối synap trong não của chúng ta sẽ trải qua những thay đổi, các kết nối mới có thể được thiết lập, những kết nối hữu ích trong hành vi của chúng ta được củng cố hoặc những kết nối khác không hữu ích hoặc hiệu quả biến mất (BNA, 2003).

Vì vậy, nếu việc học liên quan đến những thay đổi xảy ra trong hệ thần kinh do trải nghiệm của chúng ta, thì khi những thay đổi này được củng cố, chúng ta có thể nói về những ký ức. (Carlson, 2010). Trí nhớ là một hiện tượng được suy ra từ những thay đổi xảy ra trong NS và mang lại cảm giác liên tục cho cuộc sống của chúng ta (Morgado, 2005).

Do có nhiều hình thức học tập và hệ thống ghi nhớ, hiện nay người ta cho rằng quá trình học tập và hình thành ký ức mới phụ thuộc vào tính dẻo của khớp thần kinh, một hiện tượng mà qua đó các tế bào thần kinh thay đổi khả năng giao tiếp với nhau (BNA, 2003 ).

Các hình thức học tập của não bộ

Trước khi mô tả các cơ chế não liên quan đến quá trình học tập, cần phải mô tả đặc điểm của các hình thức học tập khác nhau, trong đó chúng ta có thể phân biệt ít nhất hai loại hình học cơ bản: học không liên kết và học liên kết.

-Học không liên kết

Học không liên kết đề cập đến sự thay đổi trong phản ứng chức năng xảy ra để đáp ứng với việc trình bày một kích thích duy nhất. Đến lượt mình, học tập không liên kết có thể có hai loại: thói quen hoặc sự nhạy cảm (Bear và cộng sự, 2008).

Môi trường sống

Việc trình bày lặp đi lặp lại một tác nhân kích thích sẽ làm giảm cường độ phản ứng với nó (Bear et al., 2008).

Ví dụ: nếu bạn sống trong một ngôi nhà chỉ có một chiếc điện thoại. Khi nó đổ chuông, anh ấy chạy để trả lời cuộc gọi, tuy nhiên mỗi lần như vậy, cuộc gọi lại dành cho người khác. Khi sự kiện này xảy ra liên tục, họ sẽ ngừng phản ứng với điện thoại và thậm chí có thể ngừng nghe điện thoại (Bear et al., 2008).

Nhạy cảm

Sự xuất hiện của một kích thích mới hoặc cường độ cao tạo ra phản ứng có cường độ lớn hơn đối với tất cả các kích thích tiếp theo.

Ví dụ: Giả sử bạn đang đi bộ trên vỉa hè ở một con phố đủ ánh sáng vào ban đêm và đột nhiên mất điện. Bất kỳ kích thích mới hoặc lạ nào xuất hiện, chẳng hạn như nghe thấy tiếng bước chân hoặc nhìn thấy đèn pha của một chiếc xe đang đến gần, sẽ làm nó khó chịu. Kích thích nhạy cảm (mất điện) dẫn đến nhạy cảm, làm tăng cường phản ứng của họ đối với tất cả các kích thích tiếp theo (Bear et al., 2008).

-Học liên kết

Loại hình học tập này dựa trên việc thiết lập các liên kết giữa các kích thích hoặc sự kiện khác nhau. Trong quá trình học tập kết hợp, chúng ta có thể phân biệt hai kiểu phụ: điều hòa cổ điển và điều hòa nhạc cụ (Bear et al., 2008).

Phản xạ có điều kiện

Trong kiểu học tập này, sẽ có mối liên hệ giữa một kích thích gây ra phản ứng (phản ứng không điều kiện hoặc phản ứng không điều kiện, RNC / RI), kích thích không điều chỉnh hoặc không điều chỉnh (ENC / EI) và một kích thích khác thường không gây ra phản ứng, kích thích có điều kiện (CS), và điều đó sẽ yêu cầu đào tạo.

Phần trình bày theo cặp của CS và Hoa Kỳ sẽ liên quan đến việc trình bày phản ứng đã học (phản ứng có điều kiện, CR) đối với tác nhân kích thích được đào tạo. Điều hòa sẽ chỉ xảy ra nếu các kích thích được xuất hiện đồng thời hoặc nếu CS đi trước ENC trong một khoảng thời gian rất ngắn (Bear và cộng sự, 2008).

Ví dụ: một kích thích ENC / EC, trong trường hợp của chó, có thể là một miếng thịt. Khi xem thịt, những con chó sẽ phát ra phản ứng tiết nước bọt (RNC / RI). Tuy nhiên, nếu một con chó bị kích thích bởi tiếng chuông, nó sẽ không có bất kỳ phản ứng cụ thể nào. Nếu chúng ta trình bày đồng thời cả hai kích thích hoặc đầu tiên là âm thanh của chuông (CE) và sau đó là thịt, sau khi huấn luyện lặp lại. Âm thanh sẽ có thể kích thích phản ứng tiết nước bọt mà không có thịt. Đã có mối liên hệ giữa thực phẩm và thịt. Âm thanh (EC) có khả năng gây ra phản ứng có điều kiện (CR), tiết nước bọt.

Điều hòa khí cụ

Trong kiểu học này, bạn học cách kết hợp một phản ứng (hành động vận động) với một kích thích đáng kể (một phần thưởng). Để điều hòa công cụ xảy ra, điều cần thiết là kích thích hoặc phần thưởng xảy ra sau phản ứng của cá nhân.

Hơn nữa, động lực cũng sẽ là một yếu tố quan trọng. Mặt khác, một kiểu điều hòa công cụ cũng sẽ xảy ra nếu thay vì một phần thưởng, cá thể nhận được sự biến mất của một kích thích hóa trị nghịch (Bear et al., 2008).

Ví dụ: nếu chúng ta đưa một con chuột đói vào một hộp có đòn bẩy sẽ cung cấp thức ăn, khi khám phá hộp, chuột sẽ ấn cần (động cơ hành động) và quan sát thấy thức ăn xuất hiện (phần thưởng). Sau khi bạn làm điều này nhiều lần hơn, chuột sẽ liên kết việc nhấn cần với việc lấy thức ăn. Do đó, bạn sẽ nhấn cần gạt cho đến khi bạn hài lòng (Bear et al., 2008).

Neurochemistry of brain learning

Trao quyền và trầm cảm

Như chúng tôi đã đề cập trước đó, việc học và trí nhớ được cho là phụ thuộc vào quá trình dẻo của khớp thần kinh.

Do đó, các nghiên cứu khác nhau đã chỉ ra rằng các quá trình học tập (trong số đó là những gì được mô tả ở trên) và trí nhớ, làm phát sinh những thay đổi trong kết nối synap làm thay đổi sức mạnh và khả năng giao tiếp giữa các tế bào thần kinh.

Những thay đổi này trong kết nối sẽ là kết quả của các cơ chế phân tử và tế bào điều chỉnh hoạt động này như một hệ quả của sự kích thích và ức chế tế bào thần kinh điều chỉnh độ dẻo của cấu trúc.

Do đó, một trong những đặc điểm chính của các khớp thần kinh kích thích và ức chế là mức độ biến đổi cao về hình thái và tính ổn định của chúng xảy ra do hoạt động của chúng và theo thời gian (Caroni và cộng sự, 2012).

Các nhà khoa học chuyên về lĩnh vực này đặc biệt quan tâm đến những thay đổi lâu dài trong sức mạnh của khớp thần kinh, do hậu quả của quá trình gây áp lực (PLP) - và trầm cảm dài hạn (DLP).

• Điện thế dài hạn : có sự gia tăng sức mạnh của synap do sự kích thích hoặc kích hoạt lặp lại kết nối synap. Do đó, một phản ứng nhất quán sẽ xuất hiện khi có kích thích, như trong trường hợp nhạy cảm.
• Suy nhược dài hạn (DLP) : có sự gia tăng sức mạnh của synap do không kích hoạt lặp lại kết nối synap. Do đó, độ lớn của phản ứng đối với kích thích sẽ nhỏ hơn hoặc thậm chí bằng không. Chúng ta có thể nói rằng một quá trình hình thành thói quen xảy ra.

Thói quen và nhận thức

Các nghiên cứu thử nghiệm đầu tiên quan tâm đến việc xác định những thay đổi thần kinh làm nền tảng cho học tập và trí nhớ, sử dụng các hình thức học tập đơn giản như thói quen, sự nhạy cảm hoặc điều kiện cổ điển.

Trong bối cảnh đó, nhà khoa học người Mỹ Eric Kandel đã tập trung nghiên cứu về phản xạ rút mang của Aplysia Califórnica, bắt đầu từ tiền đề rằng các cấu trúc thần kinh là tương tự giữa các hệ thống này và hệ thống cao hơn.

Những nghiên cứu này đã cung cấp bằng chứng đầu tiên cho thấy trí nhớ và việc học được trung gian bởi tính dẻo của các kết nối khớp thần kinh giữa các tế bào thần kinh liên quan đến hành vi, tiết lộ rằng học tập dẫn đến những thay đổi cấu trúc sâu sắc đi kèm với việc lưu trữ bộ nhớ (Mayford et al., 2012).

Kandel, giống như Ramón y Cajal, kết luận rằng các kết nối synap không phải là bất biến và những thay đổi về cấu trúc và / hoặc giải phẫu là cơ sở của việc lưu trữ bộ nhớ (Mayford và cộng sự, 2012).

Trong bối cảnh của các cơ chế hóa học thần kinh của việc học, các sự kiện khác nhau sẽ diễn ra cho cả thói quen và sự nhạy cảm.

Môi trường sống

Như chúng ta đã đề cập trước đó, thói quen bao gồm giảm cường độ phản ứng, hậu quả của việc trình bày lặp đi lặp lại một tác nhân kích thích. Khi một kích thích được nhận biết bởi tế bào thần kinh cảm giác, một điện thế kích thích được tạo ra cho phép đáp ứng hiệu quả.

Khi kích thích được lặp đi lặp lại, điện thế kích thích giảm dần, cho đến khi cuối cùng không vượt quá ngưỡng phóng điện tối thiểu cần thiết để tạo ra điện thế hoạt động sau synap, điều này làm cho khả năng co cơ.

Lý do tại sao điện thế kích thích này giảm đi là do kích thích liên tục được lặp đi lặp lại, lượng ion kali (K ⁺ ) ngày càng tăng , do đó làm đóng kênh canxi ( Ca ²⁺ ), ngăn cản sự xâm nhập của các ion canxi. Do đó, quá trình này là do sự giảm giải phóng glutamate (Mayford và cộng sự, 2012).

Nhạy cảm

Sự nhạy cảm là một hình thức học tập phức tạp hơn so với thói quen, trong đó một kích thích dữ dội tạo ra phản ứng quá mức đối với tất cả các kích thích tiếp theo, ngay cả những kích thích trước đó ít hoặc không có phản ứng.

Mặc dù là một hình thức học cơ bản nhưng nó có các giai đoạn khác nhau, ngắn hạn và dài hạn. Trong khi sự nhạy cảm ngắn hạn sẽ bao hàm những thay đổi khớp thần kinh nhanh chóng và năng động, sự nhạy cảm lâu dài sẽ dẫn đến những thay đổi lâu dài và ổn định, hậu quả của những thay đổi cấu trúc sâu sắc.

Theo nghĩa này, khi có kích thích nhạy cảm (cường độ mạnh hoặc mới), sự giải phóng glutamate sẽ xảy ra, khi lượng giải phóng bởi đầu cuối trước synap quá mức, nó sẽ kích hoạt các thụ thể AMPA sau synap.

Thực tế này sẽ cho phép sự xâm nhập của Na2 + vào tế bào thần kinh sau synap, cho phép khử cực của nó cũng như giải phóng các thụ thể NMDA, mà cho đến nay đã bị chặn bởi các ion Mg2 +, cả hai sự kiện sẽ cho phép một lượng lớn Ca2 + vào tế bào thần kinh sau synap.

Nếu kích thích nhạy cảm được xuất hiện liên tục, nó sẽ gây ra sự gia tăng liên tục đầu vào Ca2 +, sẽ kích hoạt các kinaza khác nhau, dẫn đến sự biểu hiện sớm của các yếu tố di truyền và tổng hợp protein. Tất cả những điều này sẽ dẫn đến sửa đổi cấu trúc lâu dài.

Do đó, sự khác biệt cơ bản giữa hai quá trình được tìm thấy trong quá trình tổng hợp protein. Trong lần đầu tiên, trong thời gian nhạy cảm ngắn hạn, hành động của nó là không cần thiết để nó xảy ra.

Về phần mình, trong quá trình nhạy cảm lâu dài, điều cốt yếu là sự tổng hợp protein phải diễn ra để những thay đổi lâu dài và ổn định diễn ra nhằm mục đích hình thành và duy trì khả năng học mới.

Củng cố học tập trong não

Học tập và trí nhớ là kết quả của những thay đổi cấu trúc xảy ra do tính dẻo của khớp thần kinh. Để xảy ra những thay đổi cấu trúc này, cần phải diễn ra một quá trình tăng cường lâu dài, hoặc củng cố sức mạnh khớp thần kinh.

Như trong quá trình kích thích nhạy cảm lâu dài, cả quá trình tổng hợp protein và biểu hiện của các yếu tố di truyền sẽ dẫn đến những thay đổi cấu trúc là cần thiết. Để những sự kiện này xảy ra, một loạt các yếu tố phân tử phải diễn ra:

• Sự gia tăng liên tục trong quá trình xâm nhập Ca2 + ở đầu cuối sẽ kích hoạt các kinase khác nhau, dẫn đến việc bắt đầu sự biểu hiện sớm của các yếu tố di truyền và tổng hợp các protein sẽ dẫn đến việc cảm ứng các thụ thể AMPA mới sẽ được đưa vào màng và sẽ duy trì PLP.

Những sự kiện phân tử này sẽ dẫn đến sự thay đổi kích thước và hình dạng của các tua gai, với khả năng tăng hoặc giảm số lượng các gai ở một số khu vực nhất định.

Ngoài những thay đổi cục bộ này, nghiên cứu hiện tại đã chỉ ra rằng những thay đổi cũng xảy ra ở cấp độ toàn cầu, vì não hoạt động như một hệ thống thống nhất.

Do đó, những thay đổi cấu trúc này là cơ sở của việc học, ngoài ra, khi những thay đổi này có xu hướng kéo dài theo thời gian, chúng ta sẽ nói đến trí nhớ.

Người giới thiệu

1. (2008). Trong hiệp hội BN, & BNA, Khoa học thần kinh. Khoa học về não bộ. Lời giới thiệu dành cho sinh viên trẻ. Liverpool.
2. Bear, M., Connors, B., & Paradiso, M. (2008). Khoa học thần kinh: khám phá não bộ. Philadelphia: Lippincott Wiliams & Wilkings.
3. Caroni, P., Donato, F., & Muller, D. (2012). Độ dẻo của cấu trúc khi học: quy định và đấu giá. Bản chất, 13, 478-490.
4. Cơ bản của sinh lý học hành vi. (2010). Trong N. Carlson. Madrid: Pearson.
5. Mayford, M., Siegelbaum, SA, & Kandel, ER (nd). Synapses và Bộ nhớ lưu trữ.
6. Morgado, L. (2005). Sinh học tâm lý học và trí nhớ: các nguyên tắc cơ bản và những tiến bộ gần đây. Rev Neurol, 40 (5), 258-297.