Tema 6 El Aprendizaje Relacional

Tema 6. El aprendizaje relacional y la memoria declarativa

Video: Amnesia severa (Clive Wearing)

Tema 6. El aprendizaje relacional y la memoria declarativa 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Introducción Amnesia anterógrada Formación hipocampal y memoria explícita Amnesia retrógada. Aprendizaje relacional en animales Memoria de trabajo Memoria emocional

Cuestiones para reflexión • ¿qué es la memoria implícita? • ¿qué es la memoria declarativa? ¿es diferente de la explícita? • ¿para qué nos sirve la memoria declarativa?

• ¿tiene la misma base neural la memoria declarativa que la no declarativa?

Clasificación de los aprendizajes (T3) Aprendizaje relacional: forma más compleja de aprendizaje. Implica recordar relaciones entre estímulos individuales: – Capacidad para reconocer objetos (con más de una modalidad sensorial) – Aprendizaje espacial (relaciones entre objetos) – Aprendizaje episódico (recordar secuencias en las que se producen los hechos). – Establecimiento y evocación de recuerdos referentes a episodios.

Amnesia anterógrada y amnesia retrógrada Amnesia retrógrada Amnesia de los acontecimientos que precedieron a alguna alteración cerebral (traumatismo craneoencefálico o choque electroconvulsivo)

Amnesia anterógrada Amnesia de los acontecimientos que ocurren después de alguna alteración cerebral (traumatismo craneoencefálico, enfermedades cerebrales degenerativas)

TRAUMA OLVIDO

OLVIDO

Amnesia anterógrada Amnesia anterógrada

H.M.

Annese et al. 2014 Nat Commun

Amnesia anterógrada Amnesia anterógrada H.M.

Video: Paciente H.M.

Amnesia anterógrada Amnesia anterógrada: El paciente H.M. H.M.

Epilepsia

•

Ablación bilateral del lóbulo temporal

LOBECTOMIA TEMPORAL MEDIAL BILATERAL PROVOCA AMNESIA ANTERÓGRADA Video: Test de Wada

•

Conserva: – Capacidad intelectual y verbal – Reformulación de frases – No cambia de personalidad – Educado – Consciente – Realiza bien tareas repetitivas – Memoria retrógrada: remota preservada y reciente alterada No puede: Aprender nada nuevo

Amnesia anterógrada Amnesia anterógrada: El paciente H.M. H.M.

H.M. decía: “cada día es independiente de los demás, sean cuales sean las alegrías o las penas que haya tenido. Ahora mismo me pregunto ‘¿he dicho o he hecho algo incorrecto?’ Verá, en este momento todo me parece claro, pero ¿qué acaba de pasar hace un momento? Esto es lo que me preocupa. Es como despertar de un sueño; no recuerdo nada.” (Milner, 1970, p. 37)

Brenda Milner (1918-): pionera en el estudio de la Neurociencia. Su trabajo y estudios han contribuido de forma decisiva al conocimiento del cerebro y sus funciones (aprendizaje, memoria y habla). En los últimos años, además, ha definido la especialización hemisférica

Amnesia anterógrada Amnesia anterógrada: El paciente H.M. ¿Incapacidad para aprender nueva información?

CONSERVA CAPACIDADES BÁSICAS DE APRENDIZAJE: Ap. Perceptivo Ap. Estímulo-Respuesta Ap. Motor

Amnesia anterógrada Amnesia anterógrada: El paciente H.M. “Priming” o preparación: Cuando la persona percibe un estímulo, le es más fácil volver a percibirlo en el futuro. -Tarea de dibujos incompletos -Tarea de puntos unidos con líneas rectas -Reconocimiento de rostros y melodías.

Amnesia anterógrada Amnesia anterógrada: El paciente H.M.

Amnesia anterógrada Amnesia anterógrada: El paciente H.M. Aprend Perceptivo: 1)Test de memoria explícita (activación de hipocampo y corteza prefrontal): Pacientes con AA recuerdan menos de la mitad de las palabras. 2)Test de memoria implícita (activación de corteza visual): Los AA igual rendimiento que normales

Amnesia anterógrada Amnesia anterógrada: El paciente H.M. Aprend E-R: -Respuesta de parpadeo condicionado -Condicionamiento Instrumental (discriminación visual) Aprend Motor -Dibujar una figura vista en un espejo

Amnesia anterógrada Amnesia anterógrada: El paciente H.M.

Amnesia anterógrada Amnesia anterógrada: El paciente H.M. Teniendo en cuenta los efectos de la lobectomía en la memoria del paciente H.M: -¿Qué componentes de la memoria no estaban afectados?

-¿Por qué no estarían afectados? -¿Qué conclusiones, acerca de los diferentes procesos de memoria, podríamos obtener de la información del paciente H.M.? -¿Qué papel podría tener el hipocampo?

Amnesia anterógrada Amnesia anterógrada Si el paciente H.M. tiene capacidades intactas Por tanto…

APRENDIZAJE Y MEMORIA SE REFIEREN A PROCESOS DIFERENTES CONCLUSIONES

El HIPOCAMPO - No es lugar donde se almacena la MLP y tampoco es necesario para evocar recuerdos de largo plazo - Tampoco almacena la MCP - Participa en la conversión de MCP a MLP Video: Amnesia anterograda: Jeremy

Amnesia anterógrada y amnesia retrógrada Amnesia anterógrada

HIPOCAMPO Conversión de la MCP a MLP CONSOLIDACIÓN

MCP

MLP

FUERZA DE CONEXIÓN (PLP) Conversión HIPOCAMPO MCP: memoria a corto plazo MLP: memoria a largo plazo PLP: potenciación a largo plazo

Amnesia anterógrada y amnesia retrógrada

1492307

Amnesia anterógrada y amnesia retrógrada

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Amnesia anterógrada Amnesia anterógrada Síndrome de Korsakoff Anmesia anterógrada permanente provocada por un daño cerebral resultante del alcoholismo crónico o malnutrición Déficit de Tiamina (vitamina B1) (malnutrición)

DAÑO CEREBRAL

•

• • •

Incapacidad para fijar nuevos recuerdos Conversación normal Recuerdos pasados Confabulación

Amnesia anterógrada • Amnesia anterógrada: – Pérdida para la adquisición de memorias declarativas – Conserva memorias no declarativas

ANMESIA ANTERÓGRADA: Son amnésicos por que no recuerdan lo aprendido inmediatamente.

MEMORIA no es lo mismo que APRENDIZAJE

Amnesia anterógrada MEMORIA DECLARATIVA (explícita) Memoria que puede expresarse verbalmente, como el recuerdo de acontecimientos que sucedieron en el pasado.

MEMORIA NO DECLARATIVA (implícita) Memoria cuya formación no depende de la formación hipocampal (memoria perceptiva, estímulo-respuesta y motora).

Amnesia anterógrada TAREAS PARA MEMORIA DECLARATIVA Y NO DECLARATIVA

Amnesia anterógrada AMNESIA ANTERÓGRADA

FALLO APRENDIZAJE RELACIONAL

DIFICULTAD DE ESTABLECER NUEVAS MEMORIAS DECLARATIVAS (aprendizaje verbal: p.e. biodegradable, flower child, …)

MEMORIA ESPACIAL Lóbulo temporal medial en tareas de navegación

Orientación

MEMORIA EPISÓDICA (conjunto de percepciones de sucesos, organizadas en el tiempo y dadas en un contexto)

Fallo en secuencias, Acontecimientos no vinculados

MEMORIA SEMÁNTICA (memoria de hechos e información general) Lóbulo temporal medial

Significado, ¿qué es la luna?

Formación hipocampal y memoria explícita • Memorias declarativas no son verbales (son conjuntos de percepciones): – organizados en el tiempo y – en un contexto particular HIPOCAMPO

Permite aprender relaciones entre estímulos presentados en el mismo tiempo y lugar.

La amnesia anterógrada es la pérdida de la capacidad para aprender relaciones entre estímulos

Formación hipocampal y memoria explícita

– Estructuras del lóbulo temporal, – Parte importante del sistema límbico – incluye • Hipocampo • Giro dentado • Subículo Puede incluir también:

+ Presubículo + Parasubículo + Córtex entorrinal.

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Formación hipocampal y memoria explícita ANATOMÍA DEL HIPOCAMPO • •

Corteza entorrinal (recibe información de la amígdala, corteza límbica y corteza neoasociativa) Regiones subcorticales (por el fórnix) Aferencias

HIPOCAMPO Eferencias • •

Corteza entorrinal Corpúsculos mamilares (manda información al tálamo y corteza cingulada)

Formación Hipocampal : Conexiones Corticales

Desde Campo CA1 y Subículo A través de cortezas: • Entorrinal • Perirrinal • Parahipocámpica

Regiones de la corteza asociativa

Inputs de la Formación hipocampal • Desde regiones subcorticales, a través del Fornix: – – – –

axones DA desde ATV axones NA des de locus coeruleus axones 5-HT desde Nucleo del Rafe axones ACh desde septum medial

El Fornix conecta los cuerpos mamilares con los núcleos o cuerpos amigdalinos Los cuerpos mamilares envían axones al tálamo anterior; corteza cingulada.

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Formación hipocampal y memoria explícita • Corteza sensorial de asociación • Corteza motora de asociación • Amígdala

HIPOCAMPO sabe qué sucede en el ambiente, dónde se localiza el individuo y qué respuesta debe darse

hipocampo tiene la información necesaria para colocar cualquier hecho en el contexto apropiado

Red neural que funciona como autoasociador (reconoce inputs y produce outputs para cada patrón). REDES NEURALES

Formación hipocampal y memoria explícita • EVIDENCIAS. Lesiones: – en el hipocampo (zona CA1): anoxia (receptores NMDA) – Corteza perirrinal y parahipocampal: contribuye a la Amnesia anterógrada – Corpúsculos mamilares o tálamo anterior (aprendiz. relacional) (s. De Korsakoff) – Corteza prefrontal: confabulación (lóbulo frontal evaluar la verosimilitud de una percepción ambigua)

Aprendizaje relacional en animales Recordar los lugares visitados Ratas: buena orientación y aprenden a saber dónde hay comida

Lesión en Trígono o Fórnix (altera hipocampo)

Cada ensayo un acontecimiento (memoria episódica) Similitud con los humanos Laberinto radial https://www.youtube.com/watch?v=zBNoNoEB1X0 https://www.youtube.com/watch?v=8LAvXj65JNI

Aprendizaje relacional en animales Percepción espacial y aprendizaje

H.M. nunca aprendió a orientarse en su nuevo hogar

Navegación • Laberinto de leche • Palomas mensajeras (> hipocampo) • Taxistas londinenses (> hipocampo) http://www.dailymotion.com/video/xessgy_orientacion-espacial-de-laspalomas_school

Laberinto de Morris

Laberinto de Morris • https://www.youtube.com/watch?v=LrCzSIbvSN4 • https://www.youtube.com/watch?v=KIk1uVSlUck

Aprendizaje relacional en animales Hipocampo y consolidación de la memoria -Aprendizaje espacial: actividad hipocampal -A +actividad hipocampal + aprendizaje -Hipocampo: implicado en consolidación memoria espacial por tiempo limitado (establecer memorias en corteza cerebral)

Células de lugar en formación hipocampal -Neuronas que descargan en lugares determinados -Campos receptores espaciales -Claves distales o locales (pero orientadas) -Son patrones estables de actividad: MAPAS EN HIPOCAMPO -Estudios ratas ciegas y sordas: “la gallinita ciega” -Información de la corteza entorrinal (piramidales)

Aprendizaje relacional en animales PLP y aprendizaje relacional -Ratas criadas en ambientes complejos más Potenciales de acción en Hipocampo. Experiencia =PLP -Mutaciones NMDA: -Eliminación: lentitud en el aprendizaje -Aumento receptores: aprendizaje más rápido -Podríamos ser más inteligentes? Cuidado…

Modulación de las funciones hipocampales (Monoaminas y Ach) -5-HT: efecto supresor sobre PLP en hipocampo -NA: facilita PLP en circunvolución dentada -DA: efectos excitadores sobre PLP (hipocampo) -ACh (área septal media): aferencia modulatoria -Responsable ondas Theta en hipocampo (PLP) -Ritmo Theta en sueño REM (¿aprendizaje?) -Ritmo Theta: explorar, caminar, husmear, … (adquisición de información sensorial)

Aprendizaje relacional en animales Explicaciones teóricas del funcionamiento hipocampal - El hipocampo combina la representación de eventos estímulo elementales para construir representaciones únicas, y permitir la formación de asociaciones entre las distintas representaciones (Sutherland y Rudy, 1989).

- El hipocampo en un primer momento tenía la función de ayudar al animal a aprender a guiarse en el ambiente.

- Hipocampo importante para distinguir situaciones que difieren en términos de tiempo

Memoria de trabajo TIPOS DE MEMORIA Memoria a Largo Plazo Memoria a Corto Plazo Memoria de trabajo Memoria no declarativa Memoria Declarativa Memoria episódica Memoria semántica

Memoria de trabajo (working memory): lugares visitados Laberinto radial Memoria de trabajo vs. m. de referencia 7 elementos

Cerebro y memoria

Memoria emocional Lesión en amígdala: alteración del establecimiento de respuestas emocionales condicionadas sencillas.

Lesión en hipocampo: alteración del establecimiento de secuencias.

Memoria emocional

Cerebro emocional

Enfermedad de Alzheimer S. XXI: aumento esperanza de vida: a principios de siglo XX: entorno a los 40 años, actualmente alrededor de los 80. ENVEJECIMIENTO NORMAL •

Percepción

•

Atención

•

Procesos Cognitivos superiores

•

Lenguaje

•

Memoria

ENVEJECIMIENTO PATOLÓGICO

Demencia: “Síndrome de etiología orgánica y multicausal que implica un deterioro global de las funciones cognitivas y de la personalidad, y que conlleva a una invalidez funcional en el ámbito sociolaboral en ausencia de una alteración del grado de conciencia” (DSM-IV) ALZHEIMER: 70% demencias

“El paso del tiempo produce más arrugas en nuestra mente que en nuestra cara” Montaigne, 1588

Enfermedad de Alzheimer Clasificación etiológica DEMENCIAS, según presencia de síntomas corticales, subcorticales o mixtos •

Demencias corticales (Alzheimer y Pick)

•

Demencias subcorticales (Parkinson, vasculares...)

•

Demencias con disfunción mixta (multiinfarto...)

Enfermedad de Alzheimer Diagnóstico: autopsia o biopsia cerebral. Criterios clínicos y de laboratorio: demencia probable (fiabilidad 90%).

Criterios diagnósticos: - pérdida lenta y progresiva memoria a corto plazo (amnesia). - deterioro de, al menos, dos funciones cognitivas: como el lenguaje (afasia) y la percepción (agnosia), habilidades motoras (apraxias), capacidad para consolidar nuevos aprendizajes, solución de problemas, pensamiento abstracto y fluido.

Enfermedad de Alzheimer Alteraciones cerebrales Macroscópicas Primeras lesiones es estructuras del lóbulo temporal medial (hipocampo) neuronas piramidales de la corteza de asociación: corteza entorrinal.

Hipocampo: área CA1 neuronas colinérgicas de la base del cerebro anterior. Lóbulos frontales.

Cuestiones para finalizar • ¿qué es la memoria implícita? • ¿qué es la memoria declarativa? • ¿cuántos tipos de memoria declarativa hay? • ¿para qué nos sirve la memoria declarativa? • ¿tiene la misma base neural la

memoria declarativa que la no declarativa?

Conclusiones • ¿se podrán borrar los recuerdos? (estrés posttraumático)

• ¿cómo potenciar la memoria?

• ¿cómo luchar contra el Alzheimer?

Bibliografía • Carlson, N.R. (2008). Fisiología de la conducta (pp. 498-529)

PRÁCTICA: APRENDIZAJE RELACIONAL