APRENDIZAJE Aprendizaje Cualquier cambio relativamente estable en el
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 –CA 1)
Receptor NMDA (N-metil D-aspartato) � Controla canal iónico de calcio bloqueado por un ion de magnesio (Mg 2+) � Al desporalizarse se expulsa el ión de Mg 2+ y pueden entrar los iones de calcio (Ca 2+) � El calcio puede entrar si se dan dos condiciones simultáneas: Presencia de glutamato � Membrana postsináptica desporalizada � � Animación 13. 1
Receptores AMPA • Transmisión en sinapsis potenciales ya establecidas • 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 (CA 1 - 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. Ca. M-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 (CA 1): – 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 • Corteza premotora → → aprender – 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 terminales que liberan dopamina • 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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