Apprendimento e Memoria: Fondamenti (Fisiologia 101)

Apprendimento e Memoria: Fondamenti e Meccanismi

• L'apprendimento è un processo di acquisizione di informazioni dall'ambiente, che può essere non programmato (esperienze casuali) o guidato dal ragionamento (esperimenti pianificati).
• L'esperienza porta alla sperimentazione per ottenere informazioni dall'ambiente.
• L'apprendimento porta a concetti e modelli interpretativi, permettendo di fare previsioni.
• L'informazione acquisita deve essere codificata, conservata e recuperata per essere utile, questo è il processo di memoria.

La Memoria: Codifica, Conservazione e Recupero dell'Informazione

• Codifica: Trasforma l'informazione in un formato memorizzabile (scrittura o frequenza di scarica dei potenziali d'azione).
• Conservazione: Mantenimento dell'informazione nel tempo.
• Recupero: Accesso all'informazione memorizzata per usarla.

Tipi di Apprendimento: Implicito ed Esplicito

• Apprendimento Implicito (Inconscio): Avviene tramite tentativi ed errori, senza consapevolezza delle regole sottostanti (es. risolvere un cubo di Rubik). Si basa su associazioni automatiche (es. andare in bicicletta). Ha limiti nella generalizzazione ed applicazione a nuovi problemi.
• Apprendimento Esplicito (Consapevole): Si basa sulla comprensione di regole e principi (es. imparare le mosse del cubo di Rubik tramite la teoria dei gruppi). Richiede attenzione, ragionamento e creatività. È più generalizzabile e utile per risolvere nuovi problemi.

La Memoria: Localizzazione e Funzioni

• La memoria è una funzione diffusa e localizzata nel cervello.
• Studi classici (Broca, 1850) hanno mostrato relazioni tra danni cerebrali e funzioni linguistiche.
• Studi di Penfield hanno esplorato la memoria tramite stimolazione del lobo temporale. Questi hanno permesso di comprendere meglio la memoria.
• Studio del paziente H.M.: Lesioni all'ippocampo hanno prodotto deficit nella formazione di nuovi ricordi a lungo termine, ma ha mantenuto una memoria implicita intatta.

Tipi di Memoria e Correlati Neurali

• Memoria Implicita (Non Dichiarativa): Riguarda le modalità di esecuzione di un atto e viene evocata in modo inconscio. Correlati neurali includono abitudine, sensibilizzazione, abilità procedurali.
• Memoria Esplicita (Dichiarativa): Conoscenza cosciente di fatti ed eventi, come memoria episodica (eventi personali) e semantica (concetti e modelli). Correlati neurali includono il lobo temporale mediale.

Memoria Operativa (di Lavoro)

• Funziona come la RAM di un computer, trattenendo temporaneamente informazioni necessarie per interagire con l'ambiente.
• Sistema Attenzionale: dirige l'attenzione per interpretare e indirizzare le informazioni.
• Sottosistemi: Linguistico e visuo-spaziale, elaborano informazioni specifiche.
• Meccanismo di Mantenimento: Ripetizione continua per mantenere l'informazione.

II Ruolo dei Suggerimenti nel Recupero della Memoria

• I suggerimenti migliorano il recupero dell'informazione non codificata correttamente, influenzando sia la memoria di lavoro che quella esplicita.
• La loro efficacia è potenziata in soggetti con amnesia.

Oblio e Memoria a Lungo Termine

• La memoria tende a svanire con il decadimento, soprattutto per le informazioni non utili.
• Esperimenti con la memorizzazione di sigle televisive evidenziano la riduzione della memoria nel tempo, ma la resistenza all'oblio per gli eventi lontani.

L'Ippocampo e la Memoria Esplicita

• L'ippocampo è una struttura cruciale per la formazione della memoria esplicita.
• Ha un ruolo chiave nella memoria spaziale, dimostrato da studi sui tassisti.

Struttura e Circuiti dell'Ippocampo

• Localizzato nella parte inferiore e mediale del lobo temporale.
• Componenti principali includono il giro dentato, il Corno di Ammone (CA), il Subicolo, e la corteccia entorinale.
• Presenta connessioni con diverse aree associative della corteccia cerebrale.

Funzioni dell'Ippocampo e Studi Sperimentali

• Memoria spaziale: importante per apprendimento e navigazione spaziale.
• Studi sui tassisti mostrano una correlazione tra la dimensione dell'ippocampo e l'esperienza nella navigazione.
• L'ippocampo sinistro è più coinvolto nella memoria verbale.

Altre aree corticali coinvolte nella memoria

• Agnosie associative: compromettono l'identificazione visiva degli oggetti, ma non la loro riproduzione.
• Lesioni prefrontali: possono causare difficoltà nella memoria episodica in quanto si perde la capacità di ricordare eventi personali.
• Conservazione delle nozioni semantiche (significato delle parole), ma perdita del contesto.

Processi Indispensabili per la Memoria a Lungo Termine

• Codificazione: interpretazione attiva.
• Consolidamento: stabilizzazione delle tracce di memoria.
• Conservazione: meccanismi per mantenere le memorie..
• Recupero: richiamo delle informazioni salvate.

Fattori che Influenzano la Memoria Esplicita

• Contributo attivo e creatività migliorano la memorizzazione.
• Associazione di idee aiuta a creare collegamenti.
• Sintesi e dettagli: un'integrazione per una comprensione completa.
• Esperienza specifica: la precedente conoscenza influenza.
• Motivazione: l'incentivo e il desiderio di studiare è importante.

Memoria Implicita: Un Sistema di Apprendimento Inconscio

• Memoria Implicita Non Associativa: Regola le risposte agli stimoli ripetuti, come l'abituazione (risposte diminuite) e la sensibilizzazione (risposte aumentate).
• Memoria Implicita Associativa: Condiziona risposte basandosi su stimoli che precedono o accompagnano lo stimolo che normalmente provoca la risposta. Si divide in condizionamento classico o pavloviano e condizionamento operante o skinneriano.

Specificità Stimolo-Risposta nel Condizionamento

• Non tutti gli stimoli possono condizionare tutte le risposte, alcune associazioni sono innate.
• Il ruolo dell'apprendimento implicito è importante nel testare i rapporti causa-effetto.

Emozioni e Apprendimento Implicito

• Le emozioni sono considerate come rinforzi positivi o negativi.
• Aree cerebrali coinvolte: corteccia orbitofrontale, amigdala, ipotalamo, nucleo accumbens, cingolo anteriore.
• Amigdala legata al condizionamento della paura, processi legati a LTP nei circuiti amigdalici. - Empatia: l'amigdala si attiva in risposta alle emozioni altrui.

Misurazione dell'Attenzione e Ruolo dell'Amigdala

• Movimenti oculari indicano il focus attentivo.
• Lesioni all'amigdala possono alterare l'elaborazione delle espressioni emotive.

Meccanismi Cellulari della Memoria: Dalla Sinapsi al Comportamento

• Spiegano i meccanismi sinaptici alla base della memoria (implicita ed esplicita).
• Si focalizzano sul come le modifiche sinaptiche influenzano i comportamenti.

Memoria Implicita Non Associativa: Abitudine e Sensibilizzazione

• Esplora i meccanismi di apprendimento non associativo, usando la lumaca di mare come modello semplice.
• Abituazione e sensibilizzazione a livello sinaptico.

Memoria Esplicita e Potenziamento a Lungo Termine (LTP)

• LTP associativo postsinaptico è fondamentale per la memoria esplicita, richiede la cooperazione tra terminali pre- e post-sinaptici.
• Recettori AMPA e NMDA, depolarizzazione, ingresso di calcio provocano una cascata biochimica.
• LTP nell'ippocampo è un esempio di plasticità sinaptica, mostrando diversi tipi di LTP (pre e postsinaptico).

Studi Sperimentali sull'Ippocampo e la LTP

• Potenziamento delle fibre muscoidi e del collaterale di Shaffer, studiato tramite stimolazione ad alta frequenza, e implica un aumento del rilascio di neurotrasmettitore.
• LTP associativo: stimolazioni simultanee di più vie contribuisce al potenziamento della memoria.
• Importanza dei recettori NMDA e della calcio-calmodulina chinasi nell'apprendimento spaziale.
• Deficit nell'apprendimento spaziale in topi con mutazioni della calcio/calmodulina chinasi.