Sinapsele transmit semnale electrice. Svitlana Pavliuk

În primele săptămâni ale noului an, rezoluțiile sunt adesea însoțite de încercări de a învăța noi comportamente care îmbunătățesc sănătatea. Sperăm că vechile obiceiuri proaste vor dispărea și noi obiceiuri sănătoase vor deveni automate.

Dar cum poate fi reprogramat creierul nostru pentru a ne asigura că un nou obicei de sănătate poate fi învățat și reținut?

Învățarea Hebbian

În 1949, psiholog canadian Donald Hebb a propus teoria învățării Hebbian pentru a explica modul în care o sarcină de învățare este transformată într-o memorie pe termen lung. În acest fel, obiceiurile sănătoase se păstrează automat după repetarea lor continuă.

Învățarea și memoria sunt o consecință a modului în care celulele noastre cerebrale (neuronii) comunică între ele. Când învățăm, neuronii comunică prin transmisii moleculare care saltează peste sinapse producând un circuit de memorie. Cunoscut ca potențarea pe termen lung (LTP), cu cât se repetă mai des o sarcină de învățare, cu atât transmisia continuă mai des și cu atât mai puternic devine un circuit de memorie. Această capacitate unică a neuronilor de a crea și întări conexiunile sinaptice prin activare repetată este cea care conduce la învățarea Hebbian.

Memoria și hipocampul

Înțelegerea creierului necesită investigații prin diferite abordări și dintr-o varietate de specialități. Domeniul neurologiei cognitive s-a dezvoltat inițial printr-un număr mic de pionieri. Proiectele și observațiile lor experimentale au condus la fundamentul pentru modul în care înțelegem învățarea și memoria astăzi.

Contribuțiile lui Donald Hebb la Universitatea McGill rămân forța motrice pentru a explica memoria. Sub supravegherea sa, neuropsiholog Brenda Milner a studiat un pacient cu tulburări de memorie în urma unei lobectomii. Studii suplimentare cu neurochirurg Wilder Penfield a permis Milner să-și extindă studiul memoriei și al învățării la pacienții care au urmat o intervenție chirurgicală pe creier.

Descoperirea lui Milner a avut loc în timp ce studia un pacient care a suferit îndepărtarea hipocampului de pe ambele părți ale creierului, ducând la amnezie. Ea a observat că pacientul poate învăța în continuare sarcini noi, dar nu le poate transfera în memoria pe termen lung. În acest fel, hipocampus a fost identificat ca site-ul necesar pentru transferul memoriei pe termen scurt în memoria pe termen lung unde are loc învățarea Hebbian.

În 2014, la vârsta de 95 de ani, Milner a câștigat Premiul norvegian Kavli în neuroștiințe pentru descoperirea ei din 1957 a importanței hipocampului pentru memorie.

De asemenea, recompensat cu Kavli în 2014 a fost neurologul John O'Keefe, care a descoperit că și hipocampul adăpostea plasează celulele pentru a crea un hartă cognitivă permițându-ne să mergem dintr-o locație în alta prin memoria noastră. O'Keefe a primit, de asemenea, 2014 Premiul Nobel pentru medicină.

Activarea neuronală repetată în hipocampus duce de fapt la memorie a fost descoperită de neurolog Tim Bliss; pentru această cercetare, Bliss a primit Premiul Brain al Fundației Lundbeck în 2016.

Luate împreună, Milner, Bliss și O'Keefe au stabilit paradigma Hebb și faimoasa sa axiomă: „neuronii care trag împreună, se conectează”.

Memoria la animalele neumane

Progresele majore în organismele neumane ne învață despre mecanismele de memorie care pot fi aplicate oamenilor. Eric Kandel de la Universitatea Columbia a fost distins 2000 Premiul Nobel pentru medicină pentru alegerea sa inteligentă a melc de mare (Aplysia) pentru a înțelege învățarea Hebbian.

Kandel a produs dovezi concludente că memoria a fost o consecință a semnalizării repetate către un neuron care răspunde la o sarcină de învățare care ar declanșa producerea de acid ribonucleic (ARN). Rezultatul final a fost o expresie nouă a proteinelor care a dus la creșterea conexiunilor sinaptice.

{youtube}ZAIb8sC9dAo{/youtube}

Următorul salt înainte a avut loc la McGill când biolog molecular Nahum Sonenberg a descoperit un mecanism cheie care reglează formarea memoriei în hipocamp, și anume factor de inițiere a sintezei proteinelor. Descoperirea a dezvăluit că în timpul formării memoriei, factorul de inițiere a sintezei proteinelor în neuronii hipocampului este cel care afectează reprogramarea necesară pentru generarea „cablării” noilor conexiuni sinaptice.

O pastilă de memorie?

Lucrarea lui Sonenberg a zguduit lumea oamenilor de știință care lucrează la modul în care sinteza proteinelor a fost controlată. Unul dintre cei mai proeminenți în domeniu, biologul molecular Peter Walter, a fost contactat de Sonenberg. Împreună, au identificat un compus chimic pe care l-au numit ISRIB care ar afecta același factor de inițiere a sintezei proteinelor a cărui importanță a fost descoperită de Sonenberg.

Rezultatele au fost spectaculoase, cu o îmbunătățire uimitoare a memoriei la șoareci după administrarea ISRIB. Walter a extins acum acest lucru pentru a include refacerea memoriei la șoarecii care se recuperează după un traumatism cerebral.

Astăzi, orice progrese sunt examinate cu nerăbdare, deoarece tulburările de memorie la om - de la afectarea memoriei asociate vârstei până la demență până la Alzheimer - sunt la niveluri aproape pandemice la vârstnici. Organizația Mondială a Sănătății estimează că 10 milioane de pacienți pe an sunt diagnosticați numai cu demență cu un număr global total estimat la 50 de milioane.

Despre autor

John Bergeron, profesor emerit Robert Reford și profesor de medicină, Universitatea McGill. John Bergeron recunoaște cu recunoștință Kathleen Dickson ca coautor.

Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.

Cărți conexe

at InnerSelf Market și Amazon