Aprendizaje y memoria

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APRENDIZAJE
Aprendizaje
• Cualquier cambio relativamente estable en el
comportamiento como consecuencia de la
experiencia.
• Proceso mediante el cual las experiencias
modifican nuestro sistema nervioso y, por
tanto, nuestra conducta.
• Función → Desarrollar conductas que se
adapten a un entorno cambiante.
Principio de Hebb
• Si una sinapsis se activa repetidamente al
mismo tiempo que la neurona postsináptica
emite potenciales de acción, tendrán lugar
una serie de cambios en la estructura o en la
neuroquímica de la sinapsis que la reforzarán
POTENCIACIÓN A LARGO PLAZO
Plasticidad sináptica
• Cambios en la estructura o la bioquímica de
las sinapsis que alteran sus efectos sobre las
neuronas postsinápticas
• Potenciación a largo plazo → Estimulación
eléctrica de los circuitos de la formación
hipocampal que desemboca en cambios
sinápticos a largo plazo
Potenciación a largo plazo
No asociativa
Asociativa
• Estimulación de alta
frecuencia: suma de PEPs
(uno ocurre antes de que
termine el anterior)
• Principio de Hebb
• Estimulación
frecuencia
depresión
de baja
provoca
• Estimulación de sinapsis
débiles y fuertes de una
misma neurona fortalece
las sinapsis débiles
Receptor NMDA (N-metil D-aspartato)
• Establecimiento de la potenciación a largo plazo:
– Activación de las sinapsis
– Desporalización de la neurona postsináptica
• Receptor NMDA (Formación hipocampal –CA1)
Receptor NMDA (N-metil D-aspartato)

Controla canal iónico de calcio bloqueado por un ion de
magnesio (Mg2+)

Al desporalizarse se expulsa el ión de Mg2+ y pueden entrar los
iones de calcio (Ca2+)

El calcio puede entrar si se dan dos condiciones simultáneas:


Presencia de glutamato
Membrana postsináptica desporalizada

Animación 13.1
Receptores AMPA
• Transmisión en
establecidas
sinapsis
potenciales
ya
• Receptor ionotrópico glutamatérgico que
controla un canal de sodio
• Cuando está abierto produce PEPs
Espigas dendríticas
• Potenciales de acción en dendritas de algunas células
piramidales (CA1 - Hipocampal)
• Se dan cuando se desencadena un potencial de acción en el
axón de la neurona
• Cuando se da el potencial de acción entra calcio en las espinas
activas y aumenta el potencial excitatorio postsináptico
(refuerzo)
• Animación 13.2
Implicados en la LTP
Receptor NMDA (N-metil D- Receptor de glutamato que controla un canal
aspartato)
iónico de calcio.
Receptor AMPA
Receptor no-NMDA. Canales de sodio. Se
insertan más en la membrana postsináptica.
CaM-KII (calcio calmodulina
cinasa tipo II)
Enzima de las espinas dendríticas controlada
por calcio. Inserta los receptores AMPA en la
membrana.
NO (monóxido de nitrógeno Gas soluble producido por el aminoácido
u óxido nítrico)
arginina con la actividad de la enzima
monóxido de nitrógeno-sintasa. Mensajero
retrógrado.
Potenciación a largo plazo (LTP)
Cambios
potenciación a
largo plazo
Inserción de
nuevos
receptores AMPA
Nuevas
conexiones
sinápticas
Aumento de
glutamato
liberado
Reforzamiento
de la sinapsis
Animaciones 13.3 y 13.4
Depresión a largo plazo
• Estimulación de baja frecuencia en las
aferencias sinápticas
• Disminución en el número de receptores
AMPA (retirados por las vesículas que las
implantan)
• Las aferencias que no se activan con
aferencias fuertes se debilitan
Aprendizaje y LTP
• No sólo se da en la región hipocampal (CA1):
– En corteza prefrontal, piriforme, entorrinal, motora y
visual
– En tálamo y amígdala
• La alteración de la LTP altera el aprendizaje
• Interviene en el condicionamiento clásico e
instrumental
APRENDIZAJE
Aprendizaje no asociativo
• Cambio en la respuesta ante un estímulo
incondicionado por la presentación repetida
de éste.
Sensibilización
Habituación
Tipos de
aprendizaje
Perceptivo
Estímulo-respuesta
Motor
Identificar y
catalogar
estímulos
Ejecutar una
conducta ante un
estímulo
Ejecutar nuevas
conductas
Cambios en la
corteza sensorial
asociativa
Conexión circuitos
percepción movimiento
Cambio en
sistemas motores
APRENDIZAJE PERCEPTIVO
Aprendizaje perceptivo
• Aprender a percibir estímulos determinados
• Aprender acerca de las cosas, no qué hacer
cuando se presentan
• Aprender a reconocer estímulos concretos o
categorías de estímulos
Reconocimiento de estímulos visuales
Reconocimiento
de objetos
Corriente ventral
Corteza temporal
inferior
Corteza
extraestriada
Corteza parietal
posterior
Corriente dorsal
Percepción de la
localización
Visual primaria
Visual de asociación
Reconocimiento de estímulos visuales
• Aprender a reconocer se efectúa mediante
cambios en las conexiones sinápticas de la
corteza temporal inferior
• Las tareas que requieren recuerdos activan
regiones de la corteza sensorial de asociación
• El recuerdo de identidad y de localización
también estimulan las corrientes ventral y dorsal
(respectivamente)
Memoria perceptiva a corto plazo
• Reconocimiento → las aferencias sensoriales
activan las regiones de la corteza asociativa
sensorial
• Memoria a corto plazo → la actividad de las
regiones continúa en ausencia del estímulo
• Implica la corteza prefrontal en todas las
modalidades sensoriales
Corteza prefrontal y memoria a corto
plazo
• Retener memoria del estímulo muestra
mientras la corteza de asociación se encarga
de la percepción
• Asociaciones aprendidas previamente
• Permite recordar la respuesta
anteriormente ante el estímulo
dada
CONDICIONAMIENTO
Aprendizaje estímulo-respuesta
Condicionamiento clásico
• Asociación entre estímulos
• Respuestas
automáticas,
típicas dela especie
EI + EN = RI (EC=RC)
Condicionamiento
instrumental
• Asociación
entre
una
respuesta y un estímulo
• Los efectos de una conducta
aumentan o disminuyen la
probabilidad de que se
repita
• Aplica
a
conductas
aprendidas
A–B-C
Condicionamiento clásico
• El núcleo central de la amígdala forma parte
de las respuestas emocionales condicionadas
• Se dan cambios sinápticos en el núcleo lateral
de la amígdala, el cual tiene proyecciones
hacia el núcleo central
• Estos cambios se deben a potenciación a largo
plazo mediada por receptores NMDA
Condicionamiento instrumental
• Aprendizaje motor → respuesta más rápida,
fluida y automática
• Fortalecimiento de circuitos neurales que
detectan determinado estímulo con otros que
producen determinada respuesta
Ganglios basales
• Neo estriado (núcleo caudado y putamen)
– Recoge:
• Información sensorial de todas las regiones dela corteza
• Información de los lóbulos frontales sobre movimiento
– Eferencias hacia las áreas premotora y motora
suplementaria (planificación) y motora primaria
(ejecución)
• Papel en el aprendizaje automático
Corteza motora
• Planificación y ejecución de movimientos
• Área motora suplementaria
secuencias de respuestas
→
aprender
• Corteza premotora →
– Programación de movimientos complejos utilizando
información sensorial
– Objetivos de los movimientos
– En qué parte del espacio (aferencias desde la corteza
parietal)
Núcleo accumbens
• Recibe botones
dopamina
terminales
que
liberan
• Relacionado con refuerzo y atención
• Efectos reforzantes de la estimulación
eléctrica (también de drogas adictivas)
Estímulo reforzante
• Secreción de un neurotransmisor o neuromodulador
en la región de cambios sinápticos → Dopamina
• La potenciación a largo plazo es imprescindible para el
condicionamiento instrumental
– Presencia de dopamina
– Activación de receptores NMDA en el núcleo accumbens
• Dopamina modula la potenciación a largo plazo en la
corteza prefrontal y el núcleo accumbens

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