Πώς αποθηκεύεται η γνώση στον εγκέφαλο;

Παρουσίαση με θέμα: "Πώς αποθηκεύεται η γνώση στον εγκέφαλο;"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Πώς αποθηκεύεται η γνώση στον εγκέφαλο;
ΜΑΘΗΣΗ – ΜΝΗΜΗ Πώς αποθηκεύεται η γνώση στον εγκέφαλο;

2 Τι είναι μάθηση; Ο εγκέφαλός μας είναι ένα δυναμικό σύστημα, που έχει την ικανότητα συνεχούς αλλαγής, σαν αποτέλεσμα των εμπειριών μας. Η ικανότητα αυτή ονομάζεται νευρωνική πλαστικότητα, και επιτρέπει την προσαρμοστικότητα της συμπεριφοράς, τη μάθηση και τη μνήμη. Οι αλλαγές που αντανακλούν την πλαστικότητα συμβαίνουν στις συνάψεις. ΜΑΘΗΣΗ είναι μια σειρά δομικών αλλαγών στις συνάψεις μας που συμβαίνουν βάσει των εμπειριών μας με αποτέλεσμα σχετικά μόνιμες αλλαγές στη συμπεριφορά μας. ΜΝΗΜΗ είναι η λειτουργία που διαχειρίζεται το πώς αυτές οι αλλαγές αποθηκεύονται και, στη συνέχεια πώς επανενεργοποιούνται. H μάθηση και η μνήμη είναι δύο τρόποι για να προσεγγίσουμε το ίδιο θέμα: και οι δύο έχουν να κάνουν με την ικανότητα του εγκεφάλου να τροποποιεί τη λειτουργία του, ανάλογα με τις εμπειρίες μας. Η μάθηση αναφέρεται στο πώς οι εμπειρίες προκαλούν αλλαγές στον εγκέφαλο Η μνήμη στο πώς αυτές οι αλλαγές αποθηκεύονται ώστε να μπορούν να επανενεργοποιηθόν κάτω από ορισμένες συνθήκες. Χωρίς αυτές τις ικανότητες δεν μπορεί να υπάρξει συσσώρευση γνώσης ούτε στο ατομικό ούτε στο κοινωνικό επίπεδο. To ζητούμενο, στη σημερινή διάλεξη, είναι να εξετάσουμε το ρόλο διάφορων εγκεφαλικών δομών στις δύο αυτές διαδικασίες. Η γνώση που έχουμε σχετικά με τα εγκεφαλικά κυκλώματα που υποστηρίζουν τη μάθηση-μνήμη προέρχονται από δύο βασικά ερευνητικά πεδία. Το ένα είναι η μελέτη ασθενών με διαταραχές μνήμης (αμνησίες διαφόρων τύπων) λόγω εγκεφαλικής βλάβης, δηλαδή η νευροψυχολογική έρευνα. Το δεύτερο είναι η έρευνα σε πειραματόζωα, με τη χρήση πειραματικών μοντέλων μάθησης - μνήμης.

3 Πώς συμβαίνουν οι συναπτικές αλλαγές? Η σύναψη του HEBB (1949):
Όταν ένας άξονας του νευρώνα Α είναι αρκετά κοντά σε ένα νευρώνα Β ώστε να τον διεγείρει, και να συμμετέχει κατ’ επανάληψη στην διέγερσή του τότε συμβαίνει στον ένα ή και στους δύο νευρώνες μια αλλαγή (αναπτυξιακή ή μεταβολική) που αυξάνει την ικανότητα του Α να διεγείρει τον Β

4 Πολύ αργότερα, ο Kandel (1976) μπόρεσε να δείξει ότι πράγματι η μάθηση συχνά απαιτεί τη συνδυασμένη πυροδότηση δυο νευρώνων, η οποία αυξάνει την αποτελεσματικότητα της σύναψης μεταξύ τους. Χρησιμοποίησε έναν απλό οργανισμό, την aplysia, με μικρό και πλήρως χαρτογραφημένο νευρικό σύστημα ( νευρώνες) και σχετικά λίγες και εύκολα προσβάσιμες συνάψεις.

5 ΜΗ ΣΥΝΕΙΡΜΙΚΗ ΜΑΘΗΣΗ ΣΥΝΕΙΡΜΙΚΗ ΜΑΘΗΣΗ Μάθηση συσχετίσεων
Μάθηση για μεμονωμένους ερεθισμούς Εξοικίωση Ευαισθητοποίηση ΣΥΝΕΙΡΜΙΚΗ ΜΑΘΗΣΗ Μάθηση συσχετίσεων

6 Με το μοντέλο της aplysia αναδείχθηκαν 2 τύποι απλής μάθησης:
ΜΗ ΣΥΝΕΙΡΜΙΚΗ ΜΑΘΗΣΗ Εξοικείωση = Εξασθένηση της αντίδρασης προς ένα ερέθισμα λόγω της επαναλαμβανόμενης παρουσίασης του ερεθίσματος χωρίς σημαντικές συνέπειες Ευαισθητοποίηση = Το αντίθετο της εξοικείωσης, μια ενισχυμένη αντίδραση σε ένα ερέθισμα λόγω ερεθισμών του γενικού πλαισίου.

7 Η εξασθένιση διαρκεί ως και 30 λεπτά αργότερα. ΓΙΑΤΙ;
ΕΞΟΙΚΕΙΩΣΗ Αν ερεθίσουμε το σίφωνα της aplysia με ένα πίδακα νερού, το βράγχιό της αποσύρεται για να προφυλαχθεί. Αν επαναλάβουμε τον ερεθισμό χ10, η αντίδραση απόσυρσης θα εξασθενήσει. Η εξασθένιση διαρκεί ως και 30 λεπτά αργότερα. ΓΙΑΤΙ; Δέρμα σίφωνα Κινητικός νευρων Αισθητικός νευρών Μυς 1. Μείωση εισροής ιόντων ασβεστίου μετά από πολλά Δυναμικά Ενέργειας => 2. Μείωση απελευθέρωσης νευροδιαβιβαστή προσυναπτικά 3. Μικρότερη εκπόλωση μετασυναπτ. μεμβράνης Πίδακας Για απελευθερωθεί ένας νευροδιαβιβαστής απαιτούνται ιόντα ασβεστίου στην προσυναπτική περιοχή. Στην εξοικείωση, ο επαναλαμβανόμενος ερεθισμός των διαύλων ασβεστίου από τα αλλεπάλληλα δυναμικά ενέργειας φαίνεται να μειώνει την αντίδρασή τους στα δυναμικά ενέργειας. Επομένως, λιγότερος νευροδιαβιβαστής θα επηρεάσει τη μετασυναπτική μεμβράνη, με αποτέλεσμα μικρότερα διεγερτικά μετασυναπτικά δυναμικά.

8 => Μεγαλύτερη μετασυναπτική εκπόλωση
ΕΥΑΙΣΘΗΤΟΠΟΙΗΣΗ Αν ερεθίσουμε το σίφωνα της aplysia με ένα πίδακα νερού, το βράγχιό της αποσύρεται για προφύλαξη. Με επαναλήψεις, η αντίδραση απόσυρσης εξοικειώνεται - εξασθενεί Αν συγχορηγήσουμε ένα σόκ στην ουρά, η απόσυρση του βραγχίου λόγω του πίδακα θα ενισχυθεί. ΓΙΑΤΙ; Ενδιάμεσος νευρών (ουρά) 1. Ένας ενδιάμεσος νευρώνας παίρνει πληροφορίες από έναν αισθητικό νευρώνα της ουράς μετά το σόκ Πίδακας 2. Απελευθερώνει σεροτονίνη στο νευράξονα του σίφωνα Δέρμα σίφωνα Αισθητικός νευρών Κινητικός νευρων 3. Η σεροτονίνη μειώνει την εισροή Καλίου, ΠΑΡΑΤΕΙΝΟΝΤΑΣ έτσι το Δυναμικό Ενέργειας στον άξονα του σίφωνα Μυς 4. Η παράταση του Δυναμικού Ενέργειας στον άξονα του σίφωνα αυξάνει την εισροή Ασβεστίου => αύξηση νευροδιαβιβαστή => Μεγαλύτερη μετασυναπτική εκπόλωση

9 3. ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΙΚΗ ΜΑΘΗΣΗ Μάθηση για τις ΣΥΝΕΠΕΙΕΣ της δράσης B.F.SKINNER
1. ΜΗ ΣΥΝΕΙΡΜΙΚΗ ΜΑΘΗΣΗ Μάθηση για μεμονωμένους ερεθισμούς Εξοικίωση Ευαισθητοποίηση ΣΥΝΕΙΡΜΙΚΗ ΜΑΘΗΣΗ Μάθηση συσχετίσεων 2. ΚΛΑΣΙΚΗ ΜΑΘΗΣΗ Μάθηση για το ΝΟΗΜΑ – ΣΧΕΣΗ των ερεθισμών IVAN PAVLOV 3. ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΙΚΗ ΜΑΘΗΣΗ Μάθηση για τις ΣΥΝΕΠΕΙΕΣ της δράσης B.F.SKINNER

10 ΣΥΝΕΙΡΜΙΚΗ ΜΑΘΗΣΗ Ένας πιο πολύπλοκος τύπος μάθησης (που επομένως μελετάται σε πιο πολύπλοκα νευρικά συστήματα) είναι η εγκατάσταση μιας αντίδρασης λόγω της σύνδεσης: μεταξύ ερεθισμών, ή μεταξύ αντιδράσεων και ερεθισμών-αποτελεσμάτων των αντιδράσεων αυτών: Πρίν επικεντρωθούμε στους νευρωνικούς και νευροχημικούς μηχανισμούς της συνειρμικής μάθησης, ας θυμηθούμε τα δύο βασικά συμπεριφορικά μοντέλα της μάθησης αυτής:

11 Εξαρτημένος ερεθισμός
2. ΠΑΥΛΟΒΙΑΝΗ ΕΞΑΡΤΗΜΕΝΗ ΜΑΘΗΣΗ Οι οργανισμοί μαθαίνουν τη σχέση δυο ερεθισμάτων Τεκμηριώνουμε ότι η σύνδεση έχει γίνει από το γεγονός ότι: η αντίδραση που ‘ανήκει’ αρχικά στο ένα ερέθισμα μετά τη σύνδεση των ερεθισμών προκαλείται ΚΑΙ από το άλλο (αρχικά ουδέτερο) ερέθισμα Το ‘κλασικό’ σκυλί 1. Πριν την εκπαίδευση 2. Πριν την εκπαίδευση 3. Κατα την εκπαίδευση 4. Μετά την εκπαίδευση Απόλυτος Απόλυτη Ερεθισμός Αντίδραση Αντίδραση Τροφή Σιελόρροια Κουδούνι Ουδέτερος Καμιά Ø Απόλυτη Εξαρτημένος ερεθισμός Εξαρτημένη

12 νέα, πολύπλοκη συμπεριφορά.
3. ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΙΚΗ ΜΑΘΗΣΗ Το ‘συντελεστικό’ σκυλί: Μαθαίνει να παράγει νέα, πολύπλοκη συμπεριφορά.

13

14 2. Κλασική Μάθηση Τι είναι;
Η μάθηση μιας συσχέτισης μεταξύ 2 ΕΡΕΘΙΣΜΩΝ: Επαναλαμβανόμενη σύζευξη ενός ουδέτερου και ενός Απόλυτου ερεθισμού θα μετατρέψει τον ουδέτερο ερεθισμό σε Εξαρτημένο ερεθισμό, ικανό να εκλύσει μια Εξαρτημένη Αντίδραση Δύο τύποι συσχέτισης ΕΡΕΘΙΣΜΟΥ - ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ Α) Απόλυτο αντανακλαστικό (Unconditioned) = Γενετικά προκαθορισμένο Απόλυτος Ερεθισμός -> Απόλυτη Αντίδραση (UCS -> UCR) Β) Εξαρτημένο αντανακλαστικό (Conditioned) = Αποτέλεσμα μάθησης μέσω συσχέτισης ενός απόλυτου και ενός ουδέτερου ερεθισμού Εξαρτημένος ερεθισμός -> Εξαρτημένη Αντίδραση (CS -> CR)

15 Σημαντικές παράμετροι της Κλασικής Μάθησης
Σημαντικές παράμετροι της Κλασικής Μάθησης • Ενισχυόμενες παρουσιάσεις: CS + UCS -> UCR => ΜΑΘΗΣΗ: CS -> CR Μη ενισχυόμενες παρουσιάσεις: CS + 0 -> CR => ΑΠΟΣΒΕΣΗ CS -> CR Μετά από κάποιο χρόνο: CS + 0 -> CR => ΑΥΤΟΜΑΤΗ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ • ΓΕΝΙΚΕΥΣΗ ΕΡΕΘΙΣΜΩΝ

16 Σε τι χρησιμεύει η Κλασική εξάρτηση;
Παλαιά θεώρηση: Δεν ‘χρησιμεύει’ σε κάτι, είναι απλά μια ικανότητα ΣΥΣΧΕΤΙΣΗΣ ΤΟΤΕ: Η κλασική εξάρτηση θα πρέπει να είναι πιο δυνατή οταν ο UCS και ο CS εμφανίζονται συγχρόνως Αυτό δεν συμβαίνει

17 Σε τι χρησιμεύει η Κλασική Μάθηση;
Μετεξέλιξη της θεωρίας: Ετοιμότητα (Preparation) Ευαισθησία σε έναν ερεθισμό που προειδοποιεί οτι κάτι σηματικό θα συμβεί μας επιτρέπει να προετοιμασθούμε για την έλευση του σημαντικού συμβάντος. Επομένως η βέλτιστη χρονική συσχέτιση μεταξύ CS και UCS είναι ο CS να προηγείται λίγο του UCS Αυτό συμβαίνει

18 Τι καλύπτει η Κλασική Μάθηση;
Από φυλογενετικής πλευράς: Από μαλάκια και έντομα μέχρι σημαντικές ανθρώπινες συμπεριφορές Από πλευράς συμπεριφορικής περιοχής: – Φόβο – Ο μικρός Albert και οι φοβίες – Πείνα – Σεξ ...

19 Τι ΔΕΝ καλύπτει η Κλασική Μάθηση;
Κοιτα πώς κουμαντάρω τον Pavlov! Με το που θα σαλιάσω, θα γράψει κάτι στο βιβλιαράκι του Τη δυνατότητα των οργανισμών να επεμβαίνουν πάνω στο περιβάλλον, προκαλώντας αλλαγές μέσω της συμπεριφοράς τους

20 3. Επεμβατική ή Συντελεστική Μάθηση
Τι είναι: Μάθηση των σχέσεων μεταξύ πράξεων και σημαντικών ερεθισμών / αποτελεσμάτων όπως η ενίσχυση και η τιμωρία. Σε τι χρησιμεύει; Στο να μαθαίνουμε τι είναι αποδοτικό / αποτελεσματικό και τί όχι Κλασική Μάθηση = παθητική. Συντελεστική Μάθηση = ενεργητική – ηθελημένη.

21 ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΙΚΗ ΜΑΘΗΣΗ Οι οργανισμοί μαθαίνουν να παράγουν
Οι οργανισμοί μαθαίνουν να παράγουν νέα, πολύπλοκη συμπεριφορά. Ο νόμος του αποτελέσματος Σε μια συγκεκριμένη κατάσταση ερεθισμών, όποια συμπεριφορά παράγει ευχάριστο αποτέλεσμα σταδιακά θα αυξηθεί, ενώ αντίθετα συμπεριφορά που δεν παράγει θετικό αποτέλεσμα σταδιακά φθίνει. Edward Thorndike Αλλα, πώς; B.F. Skinner

22 Η μάθηση κατά Thorndike:
Ο νόμος του αποτελέσματος Ο Thorndike έβαλε γάτες σε ένα κουτί όπου το τράβηγμα μιας αλυσίδας τις απελευθέρωνε για να πάρουν τροφή Πρόσεξε οτι η γάτα δεν έλυνε το πρόβλημα ‘ενορατικά’ (ξαφνικά, ‘σκεπτόμενη’) Αρχιζε μια σειρά τυχαίων, διερευνητικών συμπεριφορικών αντιδράσεων Μια απ’αυτές προκαλούσε τράβηγμα της αλυσίδας -> άνοιγμα πόρτας Μετά απο αρκετές διερευνητικές δοκιμές, το συμπεριφορικό ρεπερτόριο της γάτας σταδιακά στένευε. Τελικά, έφθασε να κάνει άμεσα τη συγκεκριμένη κίνηση που ανοίγει την πόρτα Η τυχαία διερευνητική συμπεριφορά είχε στοιχεία που δεν απέδιδαν το ζητούμενο. Αυτά τα συμπεριφορικά στοιχεία σταδιακά εξαφανίσθηκαν. Τα συμπεριφορικά στοιχεία που ακολουθήθηκαν από ανταμοιβή ήταν αυτά που επιβίωσαν. Αναλογία με τη Δαρβινική θεωρία της φυσικής επιλογής. Οι σεξουαλικές επιλογές των οργανισμών παράγουν ένα σύνολο επιγόνων: μερικοί είναι δυνατοί και επιβιώνουν, άλλοι όχι Ο Skinner διατύπωσε αυτή την αναλογία μεταξυ της φυσικής επιλογής των ειδών και της φυσικής επιλογής της συμπεριφοράς και, βάσει αυτής της παρατήρησης, διεύρυνε το Νόμο του Αποτελέσματος

23 Τι κάνει έναν ερεθισμό ‘Ενισχυτή’;
Βιολογική σημαντικότητα (πρωτογενείς ενισχυτές); ΑΛΛΑ: Γλυκαντικά χωρίς θερμιδική αξία; Εθιστικές ουσίες; Η αρχή του Premack Η ενισχυτική αξία των ερεθισμών είναι σχετική, όχι απόλυτη. Αλλάζει με το χρόνο, την κατάσταση του οργανισμού, τις περιβαλλοντικές συνθήκες - Π.Χ. Οποιαδήποτε δραστηριότητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ενισχυτής μιας λιγότερο επιθυμητής δραστηριότητας. Η ενισχυτική αξία μιας δραστηριότητας αυξάνει αν απαγορευθεί η εκτέλεσή της για ένα διάστημα. Ψυχοβιολογικές συνέπειες; Olds & Milner (1954) Ηπιος ηλεκτρικός ερεθισμός περιοχών υποθαλάμου -> υψηλή ενισχυτική αξία Cardinal et aI., Berns et aI. (2001). Δραστηριότητα ντοπαμινεργικών συστημάτων -> ηδονική αξία ερεθισμών (π.χ. τροφή, μουσική, σεξ, τζόγος,εθιστικές ουσίες) 'ΚΕΝΤΡΑ ΗΔΟΝΗΣ’; Παρ'όλα αυτά, δεν είναι ακόμη σαφές αν υπάρχει βιολογικό υπόστρωμα που να ευθύνεται για τη σχετική αξία όλων των ερεθισμών που δρουν ως ενισχυτές. Ενα σημαντικό ερώτημα είναι «Τι κάνει ορισμένους ερεθισμούς ενισχυτές»; Φαινομενικά, οι πρωτογενείς ενισχυτές λειτουργούν ως τέτοιοι λόγω της βιολογικής τους σημαντικότητας. Ωστόσο αυτή η άποψη είναι ανεπαρκής, καθώς δεν εξηγεί την ενισχυτική ισχύ ορισμένων ουσιών που δεν προσφέρουν θερμιδική αξία, όπως τα γλυκαντικά, ή οι ουσιες κατάχρησης. Βάσει αυτών των παρατηρήσεων, ο David Premack τροποποίησε τον ορισμό του ενισχυτή: Πρότεινε οτι η ισχύ ενός ενισχυτή καθορίζεται από την αξία που αυτός αντιπροσωπεύει για ένα συγκεκριμένο οργανισμό μια συγκεκριμένη στιγμή. Αυτή είναι η αρχή του Premack. Η αρχή αργότερα προεκτάθηκε με την πρόταση ότι, οποιαδήποτε επιθυμητή δραστηριότητα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ενισχυτής μιας λιγότερο επιθυμητής δραστηριότητας. Παράλληλα, αποδείχθηκε οτι η ενισχυτική αξία μιας δραστηριότητας μεταβάλεται αν απαγορευθεί η εκτέλεσή της για ένα ορισμένο διάστημα. Η αρχή του Premack, λοιπόν, υποστηρίζει οτι η ενισχυτική αξία των ερεθισμών είναι σχετική, όχι απόλυτη. Εκτός από τους συμπεριφορικούς ορισμούς της έννοιας ‘ενισχυτής’, υπάρχει επίσης μια βιολογική θεώρηση του προσδιορισμού της ενισχυτικής αξίας των ερεθισμών. Οι ΟIds και Milner (1954), με τις μελέτες αυτοερεθισμού, έδειξαν ότι ήπιος ηλεκτρικός ερεθισμός ορισμένων περιοχών του υποθαλάμου δρα ως ισχυρότατη ενίσχυση, μεγαλύτερης αξίας ακόμη και από την τροφή για ένα πεινασμένο ζώο. Προτάθηκε ότι οι περιοχές αυτές αποτελούν τα 'κέντρα ηδονής' του εγκεφάλου. Αργότερα, ερευνες του Cardinal et aI. (2001; Berns et aI., 2001), έδειξαν οτι η δραστηριότητα του ντοπαμινεργικού συστήματος επίσης συσχετίζεται με την ηδονική αξία ερεθισμών όπως η τροφή, η μουσική, το σεξ, αλλα και ορισμένων εθιστικών ουσιών και του τζόγου. Παρ'όλα αυτά, δεν είναι ακόμη σαφές αν υπάρχει βιολογικό υπόστρωμα που να ευθύνεται για την αξία όλων το ερεθισμών που δρούν ως ενισχυτές.

24 ΣΥΝΟΠΤΙΚΑ: Τα βασικά στοιχεία της Συντελεστικής Μάθησης:
ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ Είναι ένα «εγχείρημα» ή «χειρισμός» (operant), με στόχο την πρόκληση μιας συνέπειας στο περιβάλλον ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ Είναι οποιοσδήποτε ερεθισμός αλλάζει την πιθανότητα ότι ένας χειρισμός θα επαναληφθεί (ΑΜΟΙΒΗ / ΤΙΜΩΡΙΑ). Θετική ενίσχυση Αρνητική ενίσχυση Ενδυναμώνουν την προηγηθείσα αντίδραση ΤΙΜΩΡΙΑ Ισχυρός τροποποιητής της συμπεριφοράς: Μειώνει την πιθανότητα εμφάνισης χειρισμών που την προκαλούν Αυξάνει την πιθανότητα εμφάνισης χειρισμών που την σταματούν (απόδραση) Αντιδράσεις Στην κλασική μάθηση, η απόλυτη (ή εξαρτημένη) αντίδραση δεν έχει άμεση επίδραση πάνω στους σχετικούς ερεθισμούς. Αντίθετα, στη συντελεστική μάθηση η αντίδραση έχει μια σαφή επίδραση πάνω στο περιβάλλον, παράγει δηλαδή μια συγκεκριμένη, σημαντική για τον οργανισμό συνέπεια. Για τον λόγο αυτό ο Σκίννερ ονόμασε την συντελεστική αντίδραση «εγχείρημα» ή ‘χειρισμό’ (operant). Ενισχυτές Οποιοσδήποτε ερεθισμός αλλάζει την πιθανότητα οτι ένας χειρισμός θα επαναληφθεί ονομάζεται ενισχυτής. Οι ενισχυτές που, από τη φύση τους, ενέχουν βιολογικά θετικές ή απωθητικές ιδιότητες, είναι δηλαδή «αμοιβές» ή «τιμωρίες», ονομάζονται πρωτογενείς ενισχυτές. Οι ενισχυτές δεν επηρεάζουν τη συμπεριφορά μόνο με την εμφάνισή τους. Τότε τα πράγματα θα ήταν απλά. Ενας «καλός» ενισχυτής (αμοιβή) κινητοποιεί προσέγγιση και αυξάνει την πιθανότητα επανεμφάνισης της αντίδρασης που τον παρήγαγε. Είναι ένας «θετικός ενισχυτής. Ενας «κακός» ενισχυτής (τιμωρία) κινητοποιεί απομάκρυνση και μειώνει την συχνότητα της αντίδρασης που τον παρήγαγε. Είναι ένας «αρνητικός ενισχυτής». Όμως, οι ενισχυτές τροποποιούν τη συμπεριφορά επίσης και δια της εξαφάνισής τους. Ετσι, η εξαφάνιση μιας «αμοιβής» κινητοποιεί απομάκρυνση και μειώνει την συχνότητα της προηγηθήσας αντίδρασης. Εδώ η αμοιβή δρά ως «αρνητικός ενισχυτής», που είναι μπερδευτικό, γιατί την αμοιβή τη συνδέουμε αυτόματα με θετικό πρόσημο. Αντίστοιχα, η εξαφάνιση μιας τιμωρίας αυξάνει την συχνότητα της προηγηθήσας αντίδρασης, που είναι μια αντίδραση δραπέτευσης. Ετσι, η τιμωρία τώρα δρά ως «θετικός ενισχυτής» της προηγηθείσας αντίδρασης απόδρασης. Επομένως: Θετικοί ενισχυτές είναι επιθυμητές εκβάσεις όπως η εμφάνιση αμοιβής Αρνητικοί ενισχυτές είναι η ακύρωση απωθητικών εκβάσεων όπως η απομάκρυνση τιμωρίας. Και οι δύο ενδυναμώνουν την προηγηθείσα αντίδραση. Μια παρεμφερής διαδικασία: ΜΑΤΑΙΩΣΗ (απογοήτευση) Η απόσυρση μιας ΑΜΟΙΒΗΣ ή η μή εμφάνιση μιας προσδοκώμενης ΑΜΟΙΒΗΣ Μειώνει την πιθανότητα εμφάνισης χειρισμών που την προκαλούν Αυξάνει την πιθανότητα εμφάνισης χειρισμών που την σταματούν (απόδραση)

25 Αυτή είναι η λειτουργία της μνήμης.
ΜΝΗΜΗ Αναφέραμε μερικούς μηχανισμούς που κωδικοποιούν μαθησιακές αλλαγές στο κεντρικό νευρικό σύστημα. Οι αλλαγές αυτές προφανώς μπορούν να καταχωριστούν μακρόχρονα στον εγκέφαλο, και να ανακληθούν κάτω από ορισμένες συνθήκες. Αυτή είναι η λειτουργία της μνήμης. Επομένως, η μνήμη απαιτεί τη δημιουργία και εγγραφή μιας ΝΟΗΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗΣ ή ΝΟΗΤΙΚΟΥ ΙΧΝΟΥΣ των εμπειριών μας.

26 Επεισοδιακή Θυμαμαι όταν...
Βραχεία Μακρά ΤΥΠΟΙ / ΣΤΑΔΙΑ ΜΝΗΜΗΣ Έκδηλη Συνειδητή Άδηλη Μη συνειδητή Σημασιολογική Θυμαμαι ότι... Επεισοδιακή Θυμαμαι όταν... Αισθητηριακή ‘Ενεργός’

27 Βασικές διεργασίες μνήμης
Τρεις διεργασίες για τη μετατροπή μιας πληροφορίας σε μνημονική εμπειρία: Εγχάραξη (κωδικοποίηση): ‘μετάφραση’ σε μορφή συμβατή με το μνημονικό σύστημα (ΚΩΔΙΚΕΣ) Οπτικοί, οσφρητικοί, απτικοί ... σημασιολογικοί κώδικες (π.χ, όνομα => ηχητικά κύματα => ακουστικοί κώδικες -> μνημονικό σύστημα.) Αποθήκευση (καθήλωση): διατήρηση-αποθήκευση της πληροφορίας στη μνήμη. Ανάκληση: αναζήτηση πληροφορίας στις μνημονικές αποθήκες, εντοπισμός και εισαγωγή στο συνειδητό πεδίο. Η ανάκληση γίνεται με δύο τρόπους: µε πρόθεση (συνειδητά), χωρίς πρόθεση (αυτόματα), με κάποιο έναυσμα

28 α. Αισθητηριακή μνήμη (< 1 sec. = αντίληψη)
Πληροφορίες στους αισθητηριακούς καταγραφείς -> ανάλυση / αναγνώριση, βάσει προηγούμενων καταγραφών στη μνήμη μακράς διάρκειας). Εφαρμόζεται έλεγχος των εισερχομένων από την επιλεκτική προσοχή Αν δεν επιτραπεί περαιτέρω επεξεργασία, τα ίχνη εξαφανίζονται

29 Το σύστημα ενεργού μνήμης είναι ΙΔΙΑΙΤΕΡΑ ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ διότι:
β. Βραχείας διάρκειας μνήµη (ενεργός μνήμη) Εδώ, πληροφορίες από την αισθητηριακή µνήµη υπόκεινται σε οργάνωση / επεξεργασία. Χρησιμοποιούνται κώδικες διαφορετικών αισθήσεων, με προτίμηση στον ακουστικό κώδικα (που ευνοεί την επανάληψη = συγκράτηση) Διάρκεια αποθήκευσης (χωρίς επανάληψη) < 20 sec Εύρος 7±2 πληροφορίες (επεκτείνεται με στρατηγικές) Το σύστημα ενεργού μνήμης είναι ΙΔΙΑΙΤΕΡΑ ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ διότι: Επιτρέπει την συνεχή, σε πραγματικό χρόνο, αναπροσαρμογή του «µοντέλου του περιβάλλοντος» (αντιπροσώπευση του παρόντος). Δίνει έτσι τη δυνατότητα αποθήκευσης, οργάνωσης και χωροχρονικής απαρτίωσης γεγονότων. Επομένως, αποτελεί τη βάση για τις επιτελικές (εκτελεστικές) λειτουργίες (σκέψη, λήψη αποφάσεων, επίλυση προβληµάτων)

30 Eνεργός Mνήµη: Ο νοητικός ‘Ζογκλέρ’
Κρατάμε (διατηρούμε) τις μπάλες Παράλληλα τις χρησιμοποιούμε (διαχειριζόμαστε) Οταν ακούμε μια ιστορία ΠΡΕΠΕΙ: 1: Να θυμόμαστε τη σειρά των γεγονότων (οι πληροφορίες αποθηκεύονται) 2: Να παρακολουθούμε το νόημα της ιστορίας (οι πληροφορίες αναλύονται) Αυτό μας το επιτρέπει η Eνεργός Mνήµη, τo «δραστήριο» μέρος της μνήμης μας. Κάνει βραχεία χρήση της μνημονικής ικανότητας και της ικανότητας προσοχής Μας επιτρέπει να κρατάμε πληροφορίες στο μυαλό μας ενώ παράλληλα χρησιμοποιούμε τις ίδιες πληροφορίες για να εκτελέσουμε ένα έργο. Είναι η βάση των ΕΠΙΤΕΛΙΚΩΝ λειτουργιών (προσοχή, επίλυση προβλημάτων, λήψη αποφάσεων, σχεδιασμός δράσης) ΔΙΟΤΙ: Για να κάνεις οποιοδήποτε «σχέδιο» πρέπει: να διατηρεις το «στόχο» στο μυαλό σου ενώ συγχρόνως αναλύεις πληροφορίες, αναχαιτίζεις περισπασμούς, αναστέλλεις παρορμητικές αντιδράσεις Αν η ενεργός μνήμη δεν λειτουργεί φυσιολογικά, δεν μπορείς να «προγραμματίσεις» τη συμπεριφορά σου.

31 Πώς μελετάμε τη μνημονική λειτουργία
Οι νευρωνικές δομές και κυκλώματα που υποστηρίζουν τη μάθηση / μνήμη έχουν μελετηθεί: Νευροψυχολογικά, σε περιπτώσεις όπου η μνήμη εμφανίζεται ελλειμματική (αμνησίες) σαν συνέπεια εκφυλισμού ή τραύματος στο κεντρικό νευρικό σύστημα 2) Με βασική έρευνα σε πειραματόζωα, βάσει πειραματικών αναλόγων (μοντέλων) μάθησης / μνήμης.

32 Νευροψυχολογικά Ευρήματα: Οι τύποι Αμνησίας με τους οποίους θα ασχοληθούμε:
Αμνησία Έσω Κροταφικού Λοβού Αμνησία Συνδρόμου Korsakoff Αμνησία νόσου Alzheimer Αμνησία λόγω εγκεφαλικού τραύματος / διάσεισης

33 Απώλεια γνώσης που αποκτήθηκε πριν από τη βλάβη =
Όταν εξετάζουμε τις επιπτώσεις εγκεφαλικής βλάβης στη μνήμη ασχολούμεθα με δύο τύπους απώλειας: Απώλεια γνώσης που αποκτήθηκε πριν από τη βλάβη = Αναδρομική ή οπισθόδρομη Αμνησία (Retrograde) Απώλεια ικανότητας σχηματισμού νέων μνημών μετά από τη βλάβη = Προδρομική ή εμπροσθόδρομη Αμνησία (Anterograde) Όταν εξετάζουμε τις επιπτώσεις εγκεφαλικής βλάβης στη μνήμη ασχολούμεθα με δύο τύπους απώλειας: Απώλεια (ανικανότητα ανάκλησης) γνώσεων που αποκτήθηκαν πρίν από την εγκεφαλική βλάβη. Τότε αναφερόμαστε στην αναδρομική ή οπισθόδρομη αμνησία (retrograde amnesia). Απώλεια ικανότητας σχηματισμού νέων μνημών μετά από από την εγκεφαλική βλάβη. Τότε αναφερόμαστε στην προδρομική ή εμπροσθόδρομη Αμνησία (anterograde amnesia) 33 33

34 Ο H.M. – 27χρονος ασθενής με επιληψία (κροταφικές εστίες αμφο)
Η Brenda Milner - νευροψυχολόγος που ανέλυσε την απώλεια μνήμης του H.M. Ο H.M. Έπασχε από σοβαρή επιληψία (με κροταφικές εστίες αμφοτερόπλευρα) Υποβλήθηκε σε αφαίρεση των έσω τμημάτων των κροταφικών λοβών του Οι επιληπτικές κρίσεις μειώθηκαν δραστικά Αλλά επίσης μειώθηκε δραστικά η ικανότητα σχηματισμού μνήμης μακράς διάρκειας Σήμερα θα γνωρίσετε τον ΗΜ, μια κεντρική φιγούρα στη μελέτη της μνήμης. Θα τον συναντήσετε συχνά στις σπουδές σας. Ηταν ένας νεαρός με σοβαρότατη επιληψία που δεν ελεγχόταν από αντιεπιληπτικά φάρμακα. Ετσι, σε ηλικία 27 ετών, υποβλήθηκε σε μια επέμβαση αφαίρεσης των έσω τμημάτων των κροταφικών λοβών του, απ’όπου ξεκινούσαν οι κρίσεις του. Ηταν ο πρώτος που υπέστει αμφοτερόπλευρη εκτομή κροταφικού λοβού, που περιλάμβανε το μεγαλύτερο μέρος του ιπποκάμπου, της αμυγδαλής και του παρακείμενου φλοιού (11.1). Θα γνωρίσετε επίσης μια πολύ σημαντική νευροψυχολόγο, τη Μπρέντα Μίλνερ, που ανέλυσε πολύ διεισδυτικά τα νευροψυχολογικά παρελκόμενα της εγχείρησης του ΗΜ. Η λοβεκτομή του Η.Μ. ήταν πλήρως επιτυχημένη από πλευράς επιληψίας. Οι γενικευμένες κρίσεις σχεδόν εξαλείφθηκαν και η συχνότητα των ηπιότερων κρίσεων μειώθηκε σημαντικά. Επιπλέον, ο Η.Μ. διατήρησε τις φυσιολογικές αντιληπτικες και κινητικές ικανότητες και την υψηλή νοημοσύνη που είχε προχειρουργικά. Μάλιστα το IQ του αυξήθηκε από 104 σε 118. Ομως, η εγχείρηση είχε, περάλληλα, καταστρεπτικές επιπτώσεις στη μνήμη του.

35 Τί έχασε, τί διατήρησε και τι κέρδισε ο Η.Μ:
Κέρδισε: Σημαντικότατη ανακούφιση από την επιληψία 14 μονάδες IQ (104 -> 118) Διατήρησε: Αντιληπτικες και κινητικές ικανότητες Μνήμη βραχείας διάρκειας (μέχρι 6 στοιχεία) Προχειρουργική μακρόχρονη μνήμη (με μικρες απώλειες 2 τελευταίων ετών) Η πρώτη νευροψυχολογική εξέταση του Η.Μ. μετεγχειριτικά έδειξε, λοιπόν: Αλώβητη και μάλιστα βελτιωμένη γενική διανοητική ικανότητα (IQ από 104 -> 118) Φυσιολογική μνήμη για προεγχειρητικά γεγονότα, με εξαίρεση μια ήπια αναδρομική αμνησία για τα τελευταία 2 χρόνια. Βραχυπρόθεσμη μνήμη κοντά στο μέσο όρο, με εύρος έξι αριθμητικών ψηφίων. ΟΜΩΣ, παρατηρήθηκε σοβαρότατη προδρομική αμνησία, για μάθηση που αποκτούσε μετά την επέμβαση. Αν σταματούσε να σκέφτεται ένα νέο συμβάν, το ξεχνούσε. Εχασε: Τους έσω κροταφικούς λοβούς του (+ ιππόκαμπο-αμυγδαλή) Τη (μεταχειρουργική) μακρόχρονη μνήμη του => Προδρομική Αμνησία 35

36 Η αρχική εικόνα της αμνησίας ΗΜ:
Εξέταση Μνηµονικού Εύρους Σημαντικά μειωμένη Λεκτική μνήμη Αριθµητικά Ψηφία + 1 (φυσιολογικό: 15 ψηφία μετά από 25 επαναλήψεις) Σημαντικά μειωμένη Οπτικοχωρική μνήμη 9 κύβοι -> άγγιγμα με ορισμένη σειρά (φυσιολογικό: 5 κύβοι, αυξανόμενο με επαναλήψεις) Ας δούμε τις νευροψυχολογικές δοκιμασίες στις οποίες υποβλήθηκε ο Η.Μ. για την αξιολόγηση της πρόδρομης αμνησίας του. Δοκιµασία μνηµονικού εύρους Αριθµητικών Ψηφίων + 1 (λεκτική μνήμη) Ο εξεταζόμενος πρέπει να επαναλάβει 5 ψηφία που απαγγέλονται ανα 1 δευτερόλεπτο. Κατόπιν του ζητείται να επαναλάβει την ίδια ακολουθία, με ένα πρόσθετο ψηφίο στο τέλος. Η νέα ακολουθία 6 ψηφίων επαναλαμβάνεται ώσπου να εμπεδωθεί. Κατόπιν προστήθεται ένα ακόμα ψηφίο κ.ο.κ. Φυσιολογικοί άνθρωποι μπορούν να επαναλάβουν περίπου 15 ψηφία μετά από 25 επαναλήψεις. Ο ΗΜ επανέλαβε σωστά την αρχική ακολουθία. Ωστόσο, μετά απο 25 προσπάθειες δεν κατάφερε να επαναλάβει σωστά την ακολουθία 8 ψηφίων. Δοκιµασία μνηµονικού εύρους µε Κύβους (οπτική / χωρική μνήμη) Το 1971 η Milner έδειξε ότι η αμνησία του Η.Μ. δεν περιοριζόταν σε λεκτικές ικανότητες. Ζητήθηκε απο τον Η.Μ. να αγγίξει μια σειρά 9 κύβων με τη σειρά που του έδειξε ο νευροψυχολόγος. Η επίδοση του Η.Μ. ήταν καλή για 5 κύβους, επίδοση που τον κατατάσσει κοντά στο μέσο όρο. Ωστόσο δε μπόρεσε να μάθει σωστά μια αλληλουχία 6 κύβων ακόμα και μετά από 12 επαναλήψεις. Το συμπέρασμα της Milner ήταν οτι η αμφοτερόπλευρη καταστροφή του έσω κροταφικού λοβού προκαλεί καθολική προδρομική αμνησία, δηλαδή αμνησία για κάθε μορφή αισθητηριακής πληροφορίας. ΑΡΧΙΚΟ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ: Καταστροφή έσω κροταφικών λοβών προκαλεί καθολική προδρομική αμνησία σε κάθε μορφή αισθητηριακής πληροφορίας. 36

37 Αλλα με περαιτέρω ανάλυση:
Φυσιολογική ανάκληση νέων Αισθητικοκινητικών δεξιοτήτων Δοκιµασία κατοπτρικής σχεδίασης (10 φορές, 3 συνεχόμενες μέρες) Σημαντική βελτίωση ΑΛΛΑ Καμία ανάκληση προηγούμενων προσπαθειών ή νευροψυχολόγου Δοκιµασία περιστρεφόμενου τροχού (9 συνεχόμενες μέρες) Σημαντική βελτίωση Καμία ανάκληση προηγούμενων προσπαθειών ή νευροψυχολόγου Δοκιµασία κατοπτρικής Σχεδίασης (μνήμη αισθητικοκινητικών δεξιοτήτων Ωστόσο, άρχισαν να προκύπτουν ευρήματα οτι η πρόδρομη αμνησία του Η.Μ. δεν ήταν καθολική, αφού άρχισαν να εμφανίζονται αποδείξεις οτι ο ΗΜ μπορούσε να διατηρήσει μακροπρόθεσμη μνήμη ορισμένων νέων γνώσεων. Η Milner (1965) υπέβαλε τον Η.Μ. σε εκπαίδευση σχεδιασμού ενός άστρου παρακολουθώντας το χέρι του μέσα από καθρέπτη (10 ημερίσιες προσπάθειες για 3 μέρες). Η επίδοσή του βελτιώθηκε σημαντικά στο τριήμερο, που δείχνει συγκράτηση της εκπαίδευσης. Ομως, παρά την εμφανή βελτίωση, ο Η.Μ. δεν είχε ανάκληση της εκπαίδευσης, ούτε του νευροψυχολόγου που τη χορήγησε. 2. Η Δοκιμασία του περιστρεφόμενου τροχού Παρόμοια βελτίωση επέδειξε ο ΗΜ στη δοκιμασία αυτή , οπου ο εξεταζόμενος καλείται να κρατήσει ένα στυλώ σε επαφη με ένα περιστρεφόμενο στόχο. Παρατηρήθηκε θεαματική βελτίωση μετά από 9 ημέρες εξάσκησης χωρίς ο Η.Μ. πάλι να θυμάται την εκπαίδευση ή τον εκπαιδευτή. Οι δύο παραπάνω δοκιμασίες δείχνουν οτι η ικανότητά του ΗΜ να σχηματίσει μακροπροθεσμες μνήμες είχε διατηρηθεί μόνο στις αισθητικοκινητικές δεξιότητες. ΝΕΟ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ: Καταστροφή έσω κροταφικών λοβών προκαλεί συνολική προδρομική αμνησία με εξαίρεση την μάθηση νέων αισθητικοκινητικών δεξιοτήτων. 37

38 ΝΕΑ ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΣΗ ΑΠΟΨΕΩΝ
Συγκράτηση οπτικής μνήμης αντικειμένων και Κλασικής Εξάρτησης Ο Η.Μ. επέδειξε και διατήρησε βελτίωση σε: Δοκιμασία Συμπλήρωσης Εικόνων (αναγνώριση ασυµπλήρωτων σκίτσων αντικειμένων σε διαφορετικό βαθμό ολοκλήρωσης: Milner et al., 1968). Κλασική Εξάρτηση (Ηχος + ριπή αέρα -> κλείσιμο ματιού, Ηχος > κλείσιμο ματιού: Woodruf-Pak, 1993) Πάντα μη ενθυμούμενος ότι είχε υποβληθεί στην εκπαίδευση. Το νέο αυτό συμπέρασμα αμφισβητήθηκε ξανά, όταν προέκυψαν νέα δεδομένα που τεκμηρίωναν οτι ο ΗΜ μπορούσε να συγκρατήσει μακρόχρονες οπτικές μνήμες αντικειμένων. Η Δοκιμασία Συμπλήρωσης Εικόνων Η δοκιμασία περιλαμβάνει 5 σετ από 20 ασυµπλήρωτα σκίτσα. Τα 5 σετ έχουν τα ίδια αντικείµενα, και διαφέρουν μόνο σε βαθµό ολοκλήρωσης του σκίτσου. Ζητείται από τον εξεταζόµενο να αναγνωρίσει τα 20 αντικείµενα από τα σκίτσα του πρώτου σετ. Όσα αντικείµενα δεν αναγνωρίστηκαν σωστά παρουσιάζονται στην επόµενη λιγότερο ατελή εκδοχή τους, µέχρι να αναγνωριστούν όλα. Ο Η.Μ. έδειξε σημαντική βελτίωση μετα από 1 ώρα άσκησης (Milner et al., 1968). Πάλι, παρά τη βελτίωση, ο Η.Μ. δεν µπορούσε να θυµηθεί ότι είχε ήδη εκτελέσει αυτή τη δοκιµασία. Εξαρτημένη μάθηση Πολύ αργότερα (Woodruf-Pak, 1993) ο Η.Μ. υποβλήθηκε σε απλή Παβλοβιανή μάθηση. Ενας ηχος προηγούνταν µίας ριπής αέρα στα µάτια του, µέχρι που ο τόνος, από µόνος του, προκαλούσε το κλείσιµο των βλεφάρων. Ο Η.Μ. έµαθε να ανοιγοκλείνει τα µάτια του με την παρουσίαση του εξαρτημένου ερεθισμού, αν και µε κάποια βραδύτητα Δύο χρόνια µετά, διατηρούσε αυτή την εξαρτηµένη αντίδραση σχεδόν τέλεια. Πάλι, δεν είχε καµία συνειδητή ανάµνηση της εκπαίδευσης που προηγήθηκε. ΝΕΑ ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΣΗ ΑΠΟΨΕΩΝ σχετικά με τις επιπτώσεις της απώλειας του έσω κροταφικού λοβού στην μακρόχρονη μνήμη: 38 38

39 Θεωρητικές προεκτάσεις της περίπτωσης Η.Μ.
ΝΕΥΡΟΑΝΑΤΟΜΙΚΟ ΕΠΙΠΕΔΟ Προηγούμενη άποψη: Οι µνηµονικές λειτουργίες είναι διάχυτες σ' ολόκληρο τον εγκέφαλο. Μετά τον Η.Μ.: Οι έσω κροταφικοί λοβοί έχουν ΙΔΙΑΙΤΕΡΟ ρόλο στη μνήμη Η συνεισφορά των στοιχείων της περίπτωσης Η.Μ. στη µελέτη της νευρωνικής βάσης της µνήµης υπήρξε τεράστια. Ας δούμε τις θεωρητικές προεκτάσεις, κατ’αρχή στο νευροανατομικό επίπεδο: Μέχρι τότε, η επικρατούσα άποψη ήταν ότι οι µνηµονικές λειτουργίες είναι διάχυτες σ' ολόκληρο τον εγκέφαλο. Ομως, η περίπτωση του ΗΜ έδειξε ότι οι έσω κροταφικοί λοβοί έχουν έναν ιδιαίτερα σηµαντικό ρόλο στη µνήµη. Ετσι, ξεκίνησε νέα προσπάθεια συσχέτισης συγκεκριµένων εγκεφαλικών δοµών µε ειδικές µνηµονικές διεργασίες. -> Προσπάθεια συσχέτισης εγκεφαλικών δοµών µε ειδικές µνηµονικές διεργασίες. 39

40 Συμπεράσματα από την αξιολόγηση του H.M. ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΙΚΟ ΕΠΙΠΕΔΟ
Η μακράς και βραχείας διάρκειας μνήμη είναι διακριτές ως προς το νευροανατομικό υπόστρωμά Μπορεί να απωλεσθεί η ικανότητα μεταφοράς πληροφοριών από το ένα σύστημα στο άλλο (πρόβλημα παγίωσης – consolidation) Σύστημα βραχείας διάρκειας Σύστημα μακράς διάρκειας Ας δούμε πώς τα δεδομένα του ΗΜ τροποποίησαν τη συμπεριφορική θεώρηση της μνημονικής λειτουργίας. Διαχωρισμός συστημάτων μνήμης βραχείας και μακράς διάρκειας Με τον ΗΜ αποδείχθηκε ότι η αµφοτερόπλευρη εκτοµή έσω κροταφικών λοβών: κατήργησε την ικανότητα σχηματισμού συγκεκριµένου είδους µακροπρόθεσµης µνήµης, χωρίς ωστόσο να θίγεται η ικανότητά εκτέλεσης δοκιµασιών που βασίζονται στη βραχυπρόθεσµη µνήµη Το εύρημα στήριξε τη θεωρία ότι, αφού η βραχείας και μακράς διάρκειας μνήμη έχουν διακριτό νευροανατομικό υπόστρωμα, υπάρχουν διαφορετικοί µηχανισµοί αποθήκευσης για τη βραχυπρόθεσµη και µακροπρόθεσμη μνήμη. Προτάθηκε οτι το πρόβλημα του Η.Μ. είναι μια δυσκολία στην παγίωση της μνήμης, δηλαδή στη μεταφορά βραχυπρόθεσμων μνημών στις αποθήκες της μακροπρόθεσμης μνήμης. Διαχωρισμός συστημάτων άδηλης και έκδηλης μνήμης Η περίπτωση του Η.Μ. επίσης κατέδειξε μπορεί να τεκμαίρεται η ανάμνηση μιας εμπειρίας μέσω βελτίωσης στην επίδοση ενός ατόμου σε ορισμένες δοκιμσίες, χωρίς το άτομο να ανακαλεί την προηγηθείσα εμπειρία. Ετσι, έγινε ο διαχωρισμός μεταξύ ενός συστήματος συνειδητής ή έκδηλης μνήμης, και ένος ξεχωριστού συστήματος άδηλης μνήμης που εκφράζεται με αλλαγές επιδόσεων χωρίς να υπάρχει συνειδητη επίγνωση προηγηθείσας εκπαίδευσης. Αποδείχτηκε ότι η διαταραχή της έκδηλης μνήμης παράλληλα με τη διατήρηση άδηλης μνήμης γα το ίδιο γεγονός αποτελεί κύριο σύμπτωμα της αμνησίας τύπου ΗΜ, όπως και άλλων αμνησιακών διαταραχών. Μνήμες μπορεί να υπάρχουν αλλά να μην έχουμε συνείδηση οτι υπάρχουν (δεν μπορούν να ανακληθούν: ο H.M. δεν γνωρίζει οτι απέκτησε νέες δεξιότητες) Μη συνειδητή ΑΔΗΛΗ μνήμη Συνειδητή ΕΚΔΗΛΗ μνήμη

41 Αμνησία έσω κροταφικού λοβού
Ασθενείς με: καλή διανοητική κατάσταση μνημονικά νευροψυχολογικά ελλείμματα αποδεδειγμένη βλάβη έσω κροταφικού λοβού Βασικό σύμπτωμα: Διατήρηση ικανότητας σχηματισμού άδηλης μακροπρόθεσμης μνήμης Δυσκολία σχηματισμού έκδηλης μακροπρόθεσμης μνήμης Γιατί δύο παράλληλα μνημονικά συστήματα; "ευελιξία''. Ασθενείς (ή πίθηκοι) με αμνησία ΕΚΛ μαθαίνουν να εκτελούν μία άδηλη μαθησιακή εργασία ΑΛΛΑ δεν την χρησιμοποιούν με διαφορετικό τρόπο ή σε διαφορετικό πλαίσιο Η εξέλιξη του συστήματος έκδηλης μνήμης παρέχει δυνατότητα χρήσης της πληροφορίας, ανάλογα με τις συνθήκες. (Reber, Κnowlton & Squire, Buckley & Gaffan, 1998) Αμνησία εσω κροταφικού λοβού Ασθενείς με αποδεδειγμένη βλάβη του έσω κροταφικού λοβού θεωρείται οτι πάσχουν από αμνησία εσω κροταφικού λοβού εφόσον έχουν: καλή διανοητική κατάσταση και νευροψυχολογικά ελλείμματα στη μνήμη όπως αυτά του Η.Μ., δηλαδή δυσκολία στο σχηματισμό έκδηλης μακροπρόθεσμης μνήμης με παράλληλη διατήρηση της ικανότητας σχηματισμού άδηλης μακροπρόθεσμης μνήμης για τα ίδια γεγονότα. Η εκτίμηση της άδηλης μακροπρόθεσμης μνήμης έχει συμβάλλει σημαντικά στη μελέτη της μνήμης στον άνθρωπο. Προφανώς, η ανακάλυψη ότι υπάρχουν δύο παράλληλα, ανεξάρτητα μνημονικά συστήματα για τα ίδια γεγονότα - ένα έκδηλο και ένα άδηλο - θέτει ένα σημαντικό ερώτημα: Γιατί να έχουμε δύο και όχι ένα σύστημα; Μπορούμε να υποθέσουμε οτι το απλούστερο, άδηλο σύστημα, που δεν απαιτεί την εμπλοκή της συνείδησης, εξελίχθηκε πρώτο. Τι περισσότερο μας προσφέρει η ύπαρξη ενός δεύτερου, συνειδητού συστήματος; Δύο μελέτες, μία σε ασθενείς με αμνησία (Reber, Κnowlton & Squire, 1996) και μία σε πιθήκους με προκλητή αμνησία μετά από πειραματική βλάβη του έσω κροταφικού λοβού (Buckley & Gaffan, 1998), δείχνουν ότι η απάντηση είναι "ευελιξία''. Και στις δύο μελέτες, τα υποκείμενα που έπασχαν από αμνησία έμαθαν να εκτελούν μία άδηλη μαθησιακή εργασία όπως και η ομάδα ελέγχου. Ωστόσο, εάν τους ζητούνταν να χρησιμοποιήσουν την άδηλη αυτή γνώση με ένα διαφορετικό τρόπο ή σε ένα διαφορετικό πλαίσιο, αποτύγχαναν, σε αντίθεση με την ομάδα ελέγχου. Θεωρητικά, η εξέλιξη του συστήματος της έκδηλης μνήμης παρέχει την ευχέρεια χρήσης μιας πληροφορίας όχι μόνο στο πλαίσιο που αυτή αποκτήθηκε, αλλά και σε νέες ανάλογες συνθήκες. 41

42 Αμνησία ΕΚΛ και διαχωρισμός Εκδηλης Μνήμης
Αμνησία ΕΚΛ και διαχωρισμός Εκδηλης Μνήμης Η απώλεια μακρόχρονης έκδηλης μνήμης δεν είναι πάντα τόσο συνολική όσο στο ΗΜ. Δύο τύποι έκδηλης μακρόχρονης μνήμης, ανάλογα με το περιεχόμενο (Rubin, 2006, Whishaw & Wallace, 2003). ΑΜΝΗΣΙΑ ΕΚΛ: Σημασιολογική μνήμη Εκδηλη μνήμη για γεγονότα ή πληροφορίες γενικού ενδιαφέροντος Χωρίς χωροχρονικό πλαίσιο: ΘΥΜΑΜΑΙ ΟΤΙ... Μνήμη επεισοδίων (αυτοβιογραφική) Εκδηλη μνήμη για συγκεκριμένα προσωπικά γεγονότα ή εμπειρίες Με χωροχρονικές αναφορές: ΘΥΜΑΜΑΙ ΟΤΑΝ... Σηµασιολογική μνήµη και μνήµη Επεισοδίων Η απώλεια μακρόχρονης έκδηλης μνήμης στον Η.Μ. ήταν σχεδόν ολοσχερής. Αλλά πολλοί άλλοι ασθενείς με αμνησία του έσω κροταφικού λοβού δεν έχουν τόσο συνολικό έλλειμμα. Η μελέτη αυτών των ασθενών μας έχει δείξει ότι υπάρχουν δύο κατηγορίες έκδηλης μνήμης ανάλογα με το περιεχόμενό τους, και οτι πολλοί αμνησιακοί ασθενείς έχουν μεγαλύτερες δυσκολίες στη μία κατηγορία. Η μια κατηγορία είναι η έκδηλη μνήμη για γεγονότα ή πληροφορίες γενικού ενδιαφέροντος. Αυτή ονομάσθηκε σημασιολογική μνήμη. Η δεύτερη είναι είναι αυτοβιογραφική έκδηλη μνήμη για συγκεκριμένα προσωπικά γεγονότα ή εμπειρίες, και ονομάσθηκε μνήμη επεισοδίων. Οι ασθενείς με αμνησία του έσω κροταφικού λοβού έχουν ιδιαίτερη δυσκολία με τη μνήμη επεισοδίων, ενώ η σημασιολογική μνήμη μπορεί να βρίσκεται σε φυσιολογικά πλαίσια. Θυμούνται λίγα γεγονότα από τη ζωή τους αλλά πολλές γενικές πληροφορίες. Δε μπορούν να θυμηθούν που ήτα χθές, αλλα θυμούνται Ιστορία, γλώσσα, γραφή κλπ. Η σημαντική διαφορά μεταξύ σημασιολογικής μνήμης και μνήμης επεισοδίων είναι το ότι η σημασιολογική μνήμη δεν έχει χωροχρονικό πλαίσιο, ενώ αντίθετα η μνήμη επεισοδίων είναι ένα νοητικό ταξίδι στο χρόνο και τις εµπειρίες του παρελθόντος. Ατομα με βλάβη του έσω κροταφικού φλοιού αδυνατούν να κάνουν αυτό το ταξείδι στο παρελθόν. Εχει αποδειχθεί επίσης οτι είναι ανίκανοι να φανταστούν μελλοντικές εξελίξεις. Θα δούμε οτι αυτή η αδυναμία φαινεται να οφείλεται στη δυσλειτουργία του ιπποκάμπου. Ο ασθενής με αμνησία ΕΚΛ δεν μπορεί να ταξιδέψει στο χρόνο, παρελθόντα ή μελλοντικό. ΓΙΑΤΙ; Ο ΡΟΛΟΣ ΤΟΥ ΙΠΠΟΚΑΜΠΟΥ

43 Αμνησία και ισχαιμικές βλάβες στον ιππόκαμπο: Η περίπτωση του R.B.
Η λοβεκτομή του ΗΜ περιέλαβε τον ιππόκαμπο. Ο ιππόκαμπος είναι ιδιαίτερα ευαίσθητος στην υποξία (ισχαιμία) Μετά απο εγκεφαλική ισχαιμία, ορισμένα άτομα εμφανίζουν συμπτώματα αμνησίας ΕΚΛ π.χ ο ασθενής R.B. (Zola-Morgan κ.σ.,1986) Βιοψία: βλάβη εντοπίστηκε στην πυραµιδοειδη στιβάδα του πεδίου CA1 του ιπποκάμπου. Βασικά μέρη του Ιπποκάμπου Ο ρόλος του ιπποκάμπου στην αμνησία ΕΚΛ Η λοβεκτομή του ΗΜ περιέλαβε την μερική αφαίρεση δύο δομών που ανοίκουν στο μεταιχμιακό σύστημα: τον ιππόκαμπο και την αμυγδαλή. Ο ιππόκαμπος είναι ένα μέρος του εγκεφάλου ιδιαίτερα ευαίσθητο στην υποξία - ισχαιμία. Ασθενείς που υπέστησαν υποξία κατά τη διάρκεια μιας επέμβασης, όπως ο R.B. (Zola-Morgan, Squire & Amaral, 1986) συχνά εμφανίζουν συμπτώματα αµνησίας έσω κροταφικού λοβού. Η αμνησία του R.B. ήταν παρόμοια με του ΗΜ αλλά όχι τόσο σοβαρή. Μεταθανάτια εξέταση έδειξε οτι η βλάβη του R.B. περιοριζόταν στον ιππόκαμπο, και μάλιστα στη στιβάδα των πυραµιδοειδών κυττάρων του πεδίου CA1. Το αρχικό συμπέρασμα ήταν οτι η βλάβη του ιπποκάµπου και µόνο, µπορεί να προκαλέσει αµνησία έσω κροταφικού λοβού. Αυτό το συμπέρασμα έδωσε μια πρωτοκαθεδρία στον ιππόκαμπο σε σχέση με τη μνήμη, αλλά αυτό το συµπέρασµα αργότερα αμφισβητήθηκε, όπως θα δούμε. Συμπέρασμα: βλάβη του ιπποκάµπου και µόνο, µπορεί να προκαλέσει αµνησία ΕΚΛ: Η ΑΠΟΨΗ ΑΡΓΟΤΕΡΑ ΑΜΦΙΣΒΗΤΗΘΗΚΕ 43

44 => Αμνησία Συνδρόμου Korsakoff
Η αμνησία ΕΚΛ ανέδειξε τη συμμετοχή - έσω κροταφικού λοβού και - ιπποκάμπου στο κύκλωμα που υποστηρίζει μάθηση -μνήμη. Μελέτη άλλων αμνησιών προσθέτει και άλλες δομές στο κύκλωμα: Η αμνησία ΕΚΛ κατέδειξε τη συμμετοχή του έσω κροταφικού λοβού και ιπποκάμπου, στο κύκλωμα που υποστηρίζει μάθηση-μνήμη. Μελέτη άλλων αμνησιών προσθέτει και άλλες δομές στο κύκλωμα: Αµνησία του Συνδρόµου Kοrsakoff => Αμνησία Συνδρόμου Korsakoff 44

45 Αμνησία Συνδρόμου Korsakoff Διάφορες δομές έχουν ενοχοποιηθεί
Αλκοολισμός + έλλειψη θειαμίνης Συνοδεύεται από βλάβες στον έσω θάλαμο και έσω υποθάλαμο (έσω διεγκέφαλο) Αμνησία Σύγχυση Αλλαγή προσωπικότητας Πρώϊμα στάδια: Θυμίζει αμνησία έσω κροταφικού λοβού Πρόδρομη αμνησία για μνήμη επεισοδίων Οψιμα στάδια: Διαφοροποιείται Σοβαρή ανάδρομη αμνησία Διάχυτη νευροπαθολογία -> δυσκολίες μελέτης – αξιολόγησης: Διάφορες δομές έχουν ενοχοποιηθεί Αµνησία του Συνδρόµου Kοrsakoff Το σύνδροµο Korsakoff είναι µια διαταραχή της µνήµης που συνδέεται με βαρύ αλκοολισμό, και αποδίδεται στην έλλειψη θειαµίνης που συχνά τον συνοδεύει. Στα προχωρηµένα στάδια του συνδρόµου συναντούµε: Πολλές αισθητικές κινητικές διαταραχές, έντονη σύγχυση, αλλαγές στην προσωπικότητα Στα πρώϊμα στάδιά της, η αµνησία Korsakoff µοιάζει κάπως µε την αµνησία έσω κροταφικού λοβού. Αρχικά, εμφανίζεται πρόδροµη αµνησία για έκδηλη µνήµη επεισοδίων ως κύριο σύµπτωµα. Αργότερα, αναπτύσσεται σοβαρή ανάδροµη αµνησία, µέχρι και τα γεγονότα της παιδικής ηλικίας.

46 Νευροπαθολογία Korsakoff
Μεταθανάτια εξέταση: Βλάβες στον έσω διεγκέφαλο (έσω θάλαμο και έσω υποθάλαμο) Διάχυτες βλάβες σε νεοφλοιό, ιππόκαμπο, παρεγκεφαλίδα Λόγω ΔΙΑΧΥΤΗΣ ΒΛΑΒΗΣ, πολλαπλές νευροπαθολογικές υποθέσεις: 1: Τα μαστία του Υποθάλαμου Όχι: Υπάρχουν περιπτώσεις Korsakoff’s χωρίς βλάβη στα μαστία 2: Έσω ραχιαίοι πυρήνες θαλάµου Πιθανόν: βλαβες ακομη και όταν δεν υπάρχουν βλάβες στα μαστία Ωστόσο, δεν θεωρείται πια πιθανόν ότι οι διαταραχές µνήµης στην Korsakoff οφείλονται σε βλάβη µεµονωµένων διεγκεφαλικών δοµών. 46 46

47 Εσω διεγκεφαλική αµνησία Μπορεί να προκληθεί από
Αμνησία µε βλάβες στον έσω διεγκέφαλο ονομάζεται ΕΣΩ ΔΙΕΓΚΕΦΑΛΙΚΗ ΑΜΝΗΣΙΑ. Μπορεί να προκληθεί από Korsakoff Αγγειακό εγκεφαλικό επεισόδιο Μικρές ισχαιµικές βλάβες στους έσω ραχιαίους πυρήνες του θαλάµου Τεκμηριώνει τη συμμετοχή του έσω διεγκεφάλου στο νευροανατομικό υπόστρωμα μάθησης - μνήμης Η αµνησία που σχετίζεται µε βλάβες στον έσω διάµεσο εγκέφαλο λέγεται έσω διεγκεφαλική αµνησία. Μπορεί να προκληθεί από το σύνδροµο Korsakoff, αλλα και από άλλες αιτίες, όπως αγγειακά εγκεφαλικά επεισόδια ή µικρές ισχαιµικές βλάβες στους έσω ραχιαίους πυρήνες του θαλάµου. Η αμνησία αυτή τεκμηριώνει τη συμμετοχή του έσω διεγκεφάλου, και ιδιαίτερα των έσω ραχιαίων πυρήνων του θαλάμου, στο νευροανατομικό υπόστρωμα μάθησης – μνήμης. 47

48 Αμνησία νόσου Alzheimer
Λόγω των ΓΕΝΙΚΕΥΜΕΝΩΝ βλαβών στην ανοϊκή φάση της διαταραχής, το νευροανατομικό υπόστρωμα των διαταραχών μνήμης μελετάται στα ΠΡΟΑΝΟΪΚΑ στάδια. Ακόμα και στην πρώϊμη φάση της, η νόσος περιλαμβάνει πολύ πιο γενικευμένες απώλειες μνήμης από τις αμνησίες έσω κροταφικού λοβού και έσω διεγκεφάλου. Εναρξη: ήπια έκπτωση της µνήµης Γενικές απώλειες σε προανοϊκή AD Διαταραχή στη μνήμη βραχείας διαρκείας Σημαντική ανάδρομη και πρόδρομη αμνησία (έκδηλη μνήμη) Διαταραχή σε ορισμένους τύπους άδηλης μνήμης (λεκτική / αντιληπτική ) Άδηλη αισθητικοκινητική μνήμη είναι αλώβητη Αμνησία της νόσου Alzheimer Η νόσος Alzheimer είναι άλλη µια βασική αιτία αµνησίας. Το πρώτο σηµείο της νόσου είναι συχνά µία ήπια έκπτωση της µνήµης. Ωστόσο, η διαταραχή εξελίσσεται προοδευτικά. Τελικά αναπτύσσεται άνοια η οποία είναι τόσο σοβαρή, που ο ασθενής αδυνατεί να εκτελέσει ακόµα και απλές δραστηριότητες, όπως να φάει, να µιλήσει, να αναγνωρίσει οικείους. Λογω των ΓΕΝΙΚΕΥΜΕΝΩΝ βλαβών στην ανοϊκή φάση, το νευροανατομικό υπόστρωμα των διαταραχών μνήμης μελετάται στα ΠΡΟΑΝΟΪΚΑ στάδια. Οι διαταραχές µνήµης αυτών των ασθενών είναι περισσότερο γενικευµένες από εκείνες που παρατηρούνται µετά από βλάβη του έσω κροταφικού λοβού, βλάβη του έσω διάµεσου εγκεφάλου ή το σύνδροµο Korsakoff. Παρατηρείται σοβαρή πρόδροµη και ανάδροµη αµνησία που αφορούν στην έκδηλη µνήµη Συχνά εμφανίζονται ελλείµµατα στη βραχυπρόθεσµη µνήµη Ορισμένοι τύποι άδηλης µνήµης, όπως η λεκτική και αντιληπτική άδηλη μνήµη, είναι συχνά ελλειµµατικοί, Η άδηλη µνήµη που αναφέρεται στην αισθητικοκινητική µάθηση δεν φαίνεται να επηρεάζεται. 48

49 Νευροανατομικά δεδομένα
Έντονος εκφυλισµός βασικού πρόσθιου εγκέφαλου (κύρια πηγή ακετυλοχολίνης) => Αποδόθηκε αρχικά στην έλλειψη ακετυλοχολίνης Σημαντικός αλλά ΟΧΙ ΜΟΝΑΔΙΚΟΣ εκλυτικός παράγων ΔΙΟΤΙ: Η εγκεφαλική βλάβη στη νόσο είναι εξαιρετικά διάχυτη. Εμπλέκονται: ο έσω κροταφικός λοβός ο προµετωπιαίος φλοιός Οι περιοχές αυτές έχουν σημαντικότατο ρόλο στην µνήµη Παρατηρείται έντονος εκφυλισµός του βασικού πρόσθιου εγκέφαλου (πυρήνα του Meynert, µια περιοχή της µέσης γραµµής ακριβώς επάνω από τον υποθάλαµο). Εγκεφαλικά επεισόδια στην περιοχή του βασικού πρόσθιου εγκέφαλου µπορούν επίσης να προκαλέσουν αµνησία. Ο βασικός πρόσθιος εγκέφαλος είναι η κύρια πηγή ακετυλοχολίνης στον εγκέφαλο. Τα επίπεδα της ακετυλοχολίνης είναι σηµαντικά µειωµένα στον εγκέφαλο των ασθενών µε νόσο Alzheimer. Ετσι, διαμορφώθηκε η άποψη οτι η έλλειψη ακετυλοχολίνης ευθύνεται για την αµνησία της νόσου Alzheimer. Το έλλειµµα ακετυλοχολίνης δεν φαίνεται να είναι ο µοναδικός εκλυτικός παράγοντας αµνησίας Alzheimer. Η εγκεφαλική βλάβη που σχετίζεται µε τη νόσο είναι εξαιρετικά διάχυτη και περιλαµβάνει πολλές περιοχές που διαδραµατίζουν σηµαντικό ρόλο στην µνήµη όπως ο έσω κροταφικός λοβός ο προµετωπιαίος φλοιός. Επίσης, βλάβη δομών βασικού πρόσθιου εγκεφάλου οδηγεί σε ελλείµµατα προσοχής που εύκολα συγχέονται με µνηµονικά προβλήµατα. Η αμνησία πιθανόν οφείλεται σε συνδυασμό χαμηλής AcH και νευροεκφυλιστικών νευροανατομικών καταστροφών

50 Αναφέραμε κάποιες εγκεφαλικές δομές που εμπλέκονται στη μνημονική λειτουργία, σύμφωνα με νευροψυχολογικά δεδομένα μετά από τραυματισμό ή εκφυλισμό τους. Ενα βασικό θεωρητικό ερώτημα είναι: Πώς ΠΑΓΙΩΝΕΤΑΙ η μνήμη; Πώς γίνεται η μετάβαση πληροφοριών από το ευάλωτο σύστημα βραχείας μνήμης στο σταθερότερο, μακρόχρονο σύστημα; Στοιχεία για την Παγίωση της μνήμης: Μετατραυµατική Αµνησία (μετά από διάσειση / κώμα) Σοβαρά χτυπήµατα στο κεφάλι που προκαλούν διάσειση ή και κώμα μπορεί να προκαλέσουν αµνησία, που ονομάζεται μετατραυματική αμνησία. Η περίοδος μετατραυματικής αμνησίας δείχνει ότι το τραύμα μπορεί να προκαλέσει μια προσωρινή διαταραχή στη διαδικασία ΠΑΓΙΩΣΗΣ (consolidation) της μνήμης. Η μελέτη της μετατραυματικής αμνησίας έχει προσφέρει στοιχεία σχετικά με τη διαδικασία παγίωσης. Στοιχεία για την Παγίωση της μνήμης: Μετατραυµατική Αµνησία (μετά από διάσειση / κώμα) Αναφέραμε εγκεφαλικές δομές που εμπλέκονται στη μνημονική λειτουργία, σύμφωνα με νευροψυχολογικά δεδομένα μετά από τραυματισμό ή εκφυλισμό τους. Ενα βασικό θεωρητικό ερώτημα που προκύπτει είναι: Πώς γίνεται η μετάβαση πληροφοριών από το ευάλωτο σύστημα βραχείας μνήμης στο σταθερότερο, μακρόχρονο σύστημα; Πώς ΠΑΓΙΩΝΕΤΑΙ η μνήμη; Στοιχεία για την Παγίωση της μνήμης έχουν προκύψει από τη μελέτη της Μετατραυµατικής Αµνησίας Xτυπήµατα στο κεφάλι αρκετά σοβαρά ώστε να προκαλέσουν διάσειση ή και κώμα μπορεί να προκαλέσουν αµνησία, που ονομάζεται µετατραυµατική αµνησία. Η περίοδος μετατραυματικής αμνησίας δείχνει οτι μπορεί να υπάρχει μια προσωρινή διαταραχή στη διαδικασία ΠΑΓΙΩΣΗΣ (consolidation) της μνήμης μετά από τραύμα. Η μελέτη της μετατραυματικής αμνησίας έχει αποφέρει στοιχεία σχετικά με τη διαδικασία παγίωσης. 50

51 Η παγίωση της μνήμης (consolidation)
Η Μετατραυµατική Αµνησία χαρακτηρίζεται από: Αναδρομική αμνησία για την περίοδο που προηγείται του χτυπήματος Ένα βαθμό προδρομικής αμνησίας για τα γεγονότα που ακολουθούν Η έκταση της αμνησίας συσχετίζεται με τη διάρκεια του κώματος Η περίοδος της αναδρομικής αμνησίας έχει θεωρηθεί ένδειξη προσωρινής αδυναμίας παγίωσης μνημών. Το γεγονός ότι η διάσειση προσβάλλει επιλεκτικά την πρόσφατη μνήμη υποδεικνύει ότι η αποθήκευση των παλαιότερων αναμνήσεων έχει ήδη ολοκληρωθεί ή παγιωθεί. Η χρονική πορεία / διαβάθμιση της προδρομικής μετατραυματικής αμνησίας προσφέρει πληροφορίες για την παγίωση της μνήμης. Σε περίπτωση κώματος μετά από σοβαρό χτύπημα, όταν ο ασθενής ανακτήσει συνείδηση, ακολουθεί µια περίοδος σύγχυσης. Νευροψυχολογική εξέταση συνήθως δείχνει µόνιµη ανάδροµη αµνησία για τα γεγονότα αμέσως πρίν το συµβάν, και µόνιµη πρόδροµη αµνησία για πολλά από τα γεγονότα που συνέβησαν στην περίοδο που ακολούθησε το χτύπηµα. Η χρονική διαβάθμιση (βαθμίδωση) της ανάδρομης μετατραυματικής αμνησίας προσφέρει σημαντικές πληροφορίες για την πορεία παγίωσης της μνήμης. Το γεγονός, ότι η διάσειση προσβάλλει επιλεκτικά την πρόσφατη μνήμη υποδεικνύει ότι η αποθήκευση των παλαιότερων αναμνήσεων έχει ήδη ολοκληρωθεί ή παγιωθεί. 51 51

52 Θεωρίες Παγίωσης Μνήμης
Η άποψη οτι η μετατραυματική ανάδρομη αμνησία οφείλεται στη διαταραχή της αποθήκευσης ή παγίωσης πρόσφατων μνημών ήταν συμβατή με τη θεωρία του Hebb που πρότεινε ότι: Πρόσφατες μνήμες αποθηκεύονται προσωρινά με τη μορφή ανακυκλούμενης νευρωνικής δραστηριότητας σε κλειστά κυκλώματα. Παρέμβαση στη δραστηριότητα αυτή (π.χ. διάσειση, ηλεκτροσοκ) παρεμποδίζει την παγίωση της μνήμης, διότι σταματά την επαγωγή ορισμένων δομικών αλλαγών στις εμπλεκόμενες συνάψεις Χωρίς παρεμβολή, αυτές οι συναπτικές αλλαγές κωδικοποιούν τη μακρόχρονη αποθήκευση του μνημονικού ίχνους. ΑΛΛΑ: Χρονική διαβάθμιση της ανάδρομης αμνησίας Η επικρατέστερη θεωρία για την παγίωση της μνήμης υπήρξε η θεωρία του Hebb, που υποστήριξε ότι: Οι μνήμες αποθηκεύονται στη βραχύχρονη μνήμη μέσω μιας ανακυκλούμενης νευρωνικής δραστηριότητας εντός κλειστών κυκλωμάτων. Αυτή η ανακυκλούμενη νευρωνική δραστηριότητα είναι εύκολο να αποδιοργανωθεί από χτύπημα στο κεφάλι ή ηλεκτροσοκ. Αν δεν διαταραχθεί, τελικά επάγει δομικές αλλαγές στις εμπλεκόμενες συνάψεις Οι αλλαγές αυτές παρέχουν σταθερή, μακροπρόθεσμη αποθήκευση της μνήμης. Η ανακυκλούμενη νευρωνική δραστηριότητα που περιέγραψε ο Hebb δεν μπορεί να διαρκεί για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Επομένως, η παραπάνω άποψη περι παγίωσης της μνήμης είναι συμβατή με ένα σύντομο χρονικό «παράθυρο», κατα το οποίο μπορεί να διαταραχθεί η παγίωση έτσι ώστε να προκληθεί ανάδρομη αμνησία. Τα σχετικά δεδομένα είναι διχασμένα: Η ανακυκλούμενη νευρωνική δραστηριότητα που περιέγραψε ο Hebb δεν μπορεί να διαρκεί για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Επομένως, η παραπάνω άποψη περί παγίωσης της μνήμης είναι συμβατή με ένα σύντομο χρονικό «παράθυρο», κατά το οποίο μπορεί να διαταραχθεί η παγίωση έτσι ώστε να προκληθεί ανάδρομη αμνησία. 52 52

53 Χρονική διαβάθμιση ανάδρομης αμνησίας μετά από ECT
Τα σχετικά δεδομένα είναι διχασμένα: Αρχικές έρευνες σε επίμυες (πχ Pinel, 1969) έδειξαν οτι επίμυες που έλαβαν ECT ως και 10 λεπτά μετά την εκμάθηση μιας δεξιότητας επέδειξαν ανάδρομη αμνησία. Αντίθετα, επίμυες που έλαβαν ECT μετά την πάροδο 10 λεπτών δεν διέφεραν στην ανάκληση από την ομάδα ελέγχου που δεν έλαβε ECT μετά την εκμάθηση. Αυτή η χρονική πορεία της παγίωσης είναι συμβατή με τη θεωρία του HEBB. Ωστόσο, αργότερες έρευνες σε ανθρώπους (π.χ. Squire, Slater, Chace 1975) διερεύνησαν την ανάκληση τηλεοπτικών εκπομπών μετά από ECT που έγινε 1 έως 10 χρόνια μετά την (μοναδική) προβολή τους. Εδειξαν ότι άτομα που έλαβαν ECT ως και 3 χρόνια μετά την παρακολούθηση μιας εκπομπής επέδειξαν ανάδρομη αμνησία. Αυτά τα δεδομένα είναι ασύμβατα με την άποψη HEBB Η µακρά χρονική διαβάθμιση της ανάδροµης αµνησίας μετά από ECT δείχνει ότι η παγίωση της µνήµης µπορεί να συνεχίζεται για ένα πολύ µεγάλο διάστηµα µετά την µάθηση, ίσως και επ' αόριστον. Η µακρά χρονική διαβάθμιση της ανάδροµης αµνησίας μετά από ECT δείχνει ότι η παγίωση της µνήµης µπορεί να συνεχίζεται για µεγάλο διάστηµα µετά την µάθηση, ίσως και επ' αόριστον.

54 Θεωρία Επαναπαγίωσης, που προτείνει ότι:
Την ασυμβατότητα μεταξύ παλαιότερων θεωριών ΠΑΓΙΩΣΗΣ και των ευρημάτων πρόδρομης αμνησίας μεγάλο διάστημα μετά από την αρχική εγγραφή επιχείρησε να αντιμετωπίσει η Θεωρία Επαναπαγίωσης, που προτείνει ότι: Κάθε φορά που µία µνήµη ανακαλείται από την µακροπρόθεσµη αποθήκευσή της, κρατείται προσωρινά στην ευαίσθητη και ευµετάβλητη βραχυπρόθεσµη µνήµη Εκεί, είναι και πάλι ευάλωτη σε µετατραυµατική αµνησία, πριν επαναπαγιωθεί. Το ενδιαφέρον για τη θεωρία επαναπαγίωσης αναζωπυρώθηκε από δεδομένα των Nader, Schafe και Ledoux (2000): Επίµυες εκπαιδεύτηκαν σε μια εξαρτημένη αντίδραση φόβου. Μετά από µέρες, τους προκλήθηκε ανάκληση της φοβικής συγκυρίας Ακολούθησε έγχυση ανισοµυκίνης (αναστολέα πρωτεϊνοσύνθεσης) στην αµυγδαλή. Η έγχυση προκάλεσε ανάδροµη αµνησία για το φοβικό ερέθισµα. Ωστόσο, υπάρχουν ευρήµατα σύµφωνα µε τα οποία δε µπορούν όλα τα είδη µνήµης να υποστούν επαναπαγίωση, αλλά μόνο η εξαρτημένη αντίδραση φόβου Biedenkapp & Rudy (2004). Την ασυμβατότητα μεταξύ της παλαιότερης θεωρίας ΠΑΓΙΩΣΗΣ και των ευρημάτων πρόδρομης αμνησίας μεγάλο διάστημα μετά από την αρχική εγγραφή πληροφοριών επιχείρησε να αντιμετωπίσει η Θεωρία Επαναπαγίωσης, που προτείνει ότι: Κάθε φορά που µία µνήµη ανακαλείται από την µακροπρόθεσµη αποθήκευσή της, κρατείται προσωρινά στην ευαίσθητη και ευµετάβλητη βραχυπρόθεσµη µνήµη. Εκεί, είναι και πάλι ευάλωτη σε µετατραυµατική αµνησία, πριν επαναπαγιωθεί. Το ενδιαφέρον για τη θεωρία επαναπαγίωσης αναζωπυρώθηκε από δεδομένα των Nader, Schafe και Ledoux (2000): Επίµυες εκπαιδεύτηκαν σε μια εξαρτημένη αντίδραση φόβου. Μετά από µέρες, αναγκάστηκαν να ανακαλέσουν στην µνήµη τους τη φοβική κατάσταση. Ακολούθησε έγχυση ενός αναστολέα πρωτεϊνοσύνθεσης (ανισοµυκίνη) στην περιοχή της αµυγδαλής. Η έγχυση προκάλεσε ανάδροµη αµνησία για το φοβικό ερέθισµα. Ωστόσο, υπάρχουν ευρήµατα σύµφωνα µε τα οποία δε µπορούν όλα τα είδη µνήµης να υποστούν επαναπαγίωση, αλλά μόνο η εξαρτημένη αντίδραση φόβου Biedenkapp & Rudy (2004). 54 54

55 Ο ιππόκαµπος και η Παγίωση Μνήµης
Βάσει των αρχικών νευροψυχολογικών ευρημάτων του ΗΜ, ο ιππόκαμπος θεωρήθηκε κεντρική δομή στο νευροανατομικό υπόστρωμα του μηχανισμού Παγίωσης Μνήμης. Scoville και Milner (1957) ‘Κλασική’ θεωρία παγίωσης (standard consolidation theory) Ο H.M. εφάνισε χρονικά διαβαθµιζόµενη ανάδροµη αµνησία (για 2 έτη προεγχειρητικά) Η θεωρία προτείνει οτι ο ιππόκαμπος αποθηκεύει μνήμες προσωρινά, προτού αυτές µεταφερθούν σε ένα πιό σταθερό σύστηµα αποθήκευσης στο ΦΛΟΙΟ Η θεωρία υποστηρίχθηκε από πειράµατα σε ζωα: οι βλάβες έσω κροταφικού λοβού προκαλούν µια χρονικά διαβαθµιζόµενη ανάδροµη αµνησία. (π.χ., Hanson, Bunsey, & Riccio, 2002). Αλλα είναι ασύμβατη με τη µακρά χρονική διαβάθμιση της ανάδροµης αµνησίας. Διάφορες εναλλακτικές θεωρίες παγίωσης προσπάθησαν να ενσωματώσουν τη μακρά χρονική πορεία της παγίωσης: Nadel & Moscovitch 1997 Η θεωρία των πολλαπλών ιχνών (multiple-trace theory) Ο ιππόκαμπος (και το σχετικό κύκλωμα) αποθηκεύει μνήμες όχι προσωρινά αλλά μόνιμα Τα αρχικά ίχνη ή ‘εγγράμματα’ ενδυναμώνονται με το χρόνο, καθώς συσσωρεύονται και διασυνδέονται πολλαπλά παρόμοια εγγράμματα, με παρόμοιες εμπειρίες ή με ανάκληση του πρωταρχικού εγγράμματος. Ο ρόλος του ιπποκάμπου στην παγίωση της Μνήµης Ο Η.Μ. έδειξε µία χρονικά διαβαθµιζόµενη ανάδροµη αµνησία κυρίως για τις αναµνήσεις που είχαν αποκτηθεί ακριβώς πριν εισαχθεί στο χειρουργείο, με ηπιότερες απώλειες ως και 2 χρόνια μετά. Οι Scoville και Milner (1957) πρότειναν ότι ο ιππόκαµπος και οι δοµές µε τις οποίες συνδέεται, έχουν σημαντικό ρόλο στην παγίωση της µνήµης. Συγκεκριμένα πρότειναν ότι οι µνήµες αποθηκεύονται προσωρινά στην περιοχή του ιπποκάµπου, και κατόπιν μεταφέρονται σε πιο σταθερό σύστηµα αποθήκευσης, στο φλοιό. Αυτή είναι η κλασική θεωρία παγίωσης και έχει υποστηριχτεί από πειράµατα σε ζωα, που δείχνουν ότι οι βλάβες στον έσω κροταφικό λοβό προκαλούν µια χρονικά διαβαθµιζόµενη ανάδροµη αµνησία. Ωστόσο, όπως είδαμε, αυτή η θεωρία προσκρούει στα ευρήματα της μακρόχρονης πορείας της αναδρομικής αμνησίας. Ετσι, διατυπώθηκαν εναλλακτικές θεωρίες για την παγίωση της µνήµης, όπως η θεωρία των πολλαπλών ιχνών των Nadel & Moscovitch (1997). Η θεωρία προτείνει ότι ο ιππόκαµπος και άλλες δοµές που εµπλέκονται στην αποθήκευση της µνήµης αποθηκεύουν τις µνήµες για όσο καιρό αυτές συνεχίζουν να υπάρχουν, και όχι µόνο κατά την περίοδο αµέσως µετά την µάθηση. Όταν µια εµπειρία είναι συνειδητή, κωδικοποιείται γρήγορα και διαχέεται σ' ολόκληρο τον ιππόκαµπο και στις άλλες δοµές που συµµετέχουν στο κύκλωµα. Οι αποκτηθείσες µνήµες γίνονται προοδευτικά πιο ανθεκτικές σε βλάβη στον ιππόκαµπο, γιατί κάθε φορά που εµφανίζεται µια παρόµοια εµπειρία ή ανακαλείται η αρχική µνήµη, εγκαθίσταται ένα νέο έγγραµµα και συνδέεται µε το αρχικό. Μ' αυτό τον τρόπο γίνεται πιο εύκολη η ανάκληση της µνήµης και το αρχικό έγγραµµα γίνεται λιγότερο ευάλωτο. 55 55

56 Η ανάγκη για πειραματικά μοντέλα Μνήμης - Αμνησίας
Η ανάγκη για πειραματικά μοντέλα Μνήμης - Αμνησίας Η μελέτη ασθενών με αμνησία παρουσιάζει σημαντικούς περιορισμούς, λόγω της πολυπλοκότητας του νευροπαθολογικού υποστρώματος. Διαφάνηκε η ανάγκη προσπέλασης του νευρωνικού υποστρώματος της αμνησίας μέσω ελεγχόμενων πειραμάτων με: Ακριβείς και περιχαρακωμένες βλάβες σε ποικίλες δομές Ελεγχόμενο χρόνο και είδος των εισερχομένων πληροφοριών – «μνημών» Ελεγχόμενο χρόνο και τρόπο εξέτασης της συγκράτησης των πληροφοριών. -> ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ ΠΟΥ ΝΑ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΟΥΝ ΣΤΗΝ ΑΝΘΡΩΠΙΝΗ ΑΜΝΗΣΙΑ Οι αρχικές προσπάθειες αναπαραγωγής Αμνησίας Εσω Κροταφικού Λοβού ήταν άκαρπες, για 2 λόγους: Η πρόδρομη αμνησία του Η.Μ. χαρακτηρίστηκε πλήρως 40 χρόνια αργότερα (έλλειμμα έκδηλης μακροπρόθεσμης μνήμης με διατήρηση άδηλης μνήμης δεξιοτήτων / κλασικής μάθησης) Οι περισσότερες δοκιμασίες μνήμης σε πειραματόζωα ήταν δοκιμασίες άδηλης μνήμης (συντελεστικής και εξαρτημένης μάθησης). Οι επιπτώσεις στην αμνησία του έσω κροταφικού λοβού είχαν, εσφαλμένα, αποδοθεί κυρίως σε βλάβη του ιπποκάμπου. Επομένως, οι προσπάθειες ανάπτυξης πειραματικών μοντέλων αμνησίας έσω κροταφικού λοβού εστίασαν στην πρόκληση βλαβών στον ιππόκαμπο. Η ανάγκη για πειραματικά μοντέλα Μνήμης - Αμνησίας Η μελέτη ασθενών με αμνησία παρουσιάζει σημαντικούς περιορισμούς, λόγω της πολυπλοκότητας του νευροπαθολογικού υποστρώματος που υποκρύπτεται πίσω από τα νευροψυχολογικά ευρήματα. Ετσι, σταδιακά διαφάνηκε η ανάγκη προσπέλασης του νευρωνικού υποστρώματος της αμνησίας μέσω ελεγχόμενων πειραμάτων με: Ακριβείς και περιχαρακωμένες βλάβες σε συγκεκριμένες δομές Ελεγχόμενο χρόνο και είδος των εισερχομένων πληροφοριών – «μνημών» Ελεγχόμενο χρόνο και τρόπο εξέτασης της συγκράτησης των πληροφοριών. Εγινε αποδεκτό οτι έπρεπε να εξελιχθούν πειραματικα ανάλογα (μοντελα) που να αντιστοιχουν στην ανθρωπινη αμνησια. Οι αρχικές προσπάθειες αναπαραγωγής της αμνησίας του έσω κροταφικού λοβού υπήρξαν άκαρπες αρχικές, για δύο βασικούς λόγους: 1. Όπως είδαμε, η πρόδρομη αμνησία του Η.Μ. χαρακτηρίστηκε πλήρως 40 χρόνια αργότερα. Μόνο τότε έγινε αποδεκτό οτι το μνημονικό έλλειμμα επικεντρώνεται στην έκδηλη μακροπρόθεσμη μνήμη, ενώ η άδηλη μνήμη δεξιοτήτων καθώς και η κλασική μάθηση ουσιαστικά διατηρείται. Παράλληλα, οι περισσότερες δοκιμασίες μνήμης σε πειραματόζωα ήταν δοκιμασίες άδηλης μνήμης (συντελεστικής και εξαρτημένης μάθησης). 2. Η αμνησία του έσω κροταφικού λοβού είχε, εσφαλμένα, αποδοθεί κυρίως σε βλάβη του ιπποκάμπου. Επομένως, οι προσπάθειες ανάπτυξης πειραματικών μοντέλων αμνησίας έσω κροταφικού λοβού εστίασαν στην πρόκληση βλαβών στον ιππόκαμπο.

57 ΤΕΛΙΚΑ: Καθυστερούμενη απόρριψη δείγματος:
Το μοντέλο αμνησίας Εσω Κροταφικού Λοβού ΕΛΛΕΙΜΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΩΝ Τελικά, αναπτύχθηκε ένα πειραματικό μοντέλο της διαταραχής του Η.Μ. Αυτό είναι η δοκιμασία καθυστερημένης απόρριψης δείγματος: Το πειραματόζωο έρχεται σε επαφή με ένα αντικείμενο το οποίο υποκρύπτει μια ανταμοιβή. Οταν σηκώσει το αντικείμενο, αποκτά πρόσβαση στην ανταμοιβή. Το αντικείμενο αυτό είναι το «δείγμα». Σε μια δεύτερη φάση, που μπορεί να ακολουθήσει άμεσα ή μετά από μια ελεγχόμενη καθυστέρηση, το πειραματόζωο βλέπει το αντικείμενο ‘δείγμα’ και ένα νέο αντικείμενο, το οποίο τώρα υποκρύπτει την ανταμοιβή. Αν θυμηθεί το ΄δείγμα΄, το απορρίψει και επιλέξει το νέο αντικείμενο, τότε βρίσκει την ανταμοιβή, αλλοιώς την χάνει. Σε διαφορετικά εργαστήρια οι Gaffan (1974) και οι Mishkin & Delacour (1975) έδειξαν ότι πίθηκοι που είχαν υποστεί αμφοτερόπλευρη λοβεκτομή του έσω κροταφικού λοβού είχαν σημαντικό πρόβλημα στο σχηματισμό μακροπρόθεσμης μνήμης για τα αντικείμενα με τα οποία έρχονται σε επαφή στη δοκιμασία καθυστερημένης απόρριψης δείγματος. Οι Mumby, Pinel, & Wood (1989) ανέπτυξαν ένα αντίστοιχο μοντέλο για επίμυες. 57 57

58 Καθυστερούμενη απόρριψη δείγματος
Στον άνθρωπο με βλάβη Έσω Κροταφικού Λοβού: Κανονική απόδοση με καθυστέρηση δευτερολέπτων Σοβαρό έλλειμμα με καθυστέρηση λεπτών Στον φυσιολογικό πίθηκο: Κανονική απόδοση (90% επιτυχία) με καθυστέρηση λεπτών Στον πίθηκο με αμφοτερόπλευρη καταστροφή ΕΚΛ: (Squire & Zola Morgan, 1985). Στον φυσιολογικό επίμυ Επιτυχής απόδοση με καθυστέρηση μεχρι 1 λεπτού Στον επίμυ με αμφοτερόπλευρη καταστροφή ΕΚΛ: Κανονική απόδοση με καθυστέρηση ελαχίστων δευτερολέπτων Σοβαρό έλλειμμα με μεγαλύτερη καθυστέρηση (Mumby, Pinel, & Wood, 1989). Στον άνθρωπο με βλάβη έσω κροταφικού λοβού, παρατηρείται κανονική απόδοση (ψηλή επιτυχία) στη δοκιμασία απόρριψης δείγματος, αν υπάρξει καθυστέρηση λίγων δευτερολέπτων. Ομως, καθυστέρηση λίγων λεπτών μεταξύ της επίδειξης του δείγματος και της ανάκλησης / απόρριψής του προκαλεί σοβαρό έλλειμα με αποτέλεσμα σημαντική πτώση της επιτυχίας στη δοκιμασία. Στον φυσιολογικό πίθηκο, η απόδοση είναι επίσης πολύ καλή (90% επιτυχία) με καθυστέρηση αρκετών λεπτών. Σε πιθήκους με αμφοτερόπλευρη καταστροφή έσω κροταφικού λοβού η απόδοση παραμένει κανονική με καθυστέρηση λίγων δευτερολέπτων, αλλά εμφανίζεται σοβαρό έλλειμα με καθυστέρηση λίγων λεπτών (Squire & Zola Morgan, 1985). Στον φυσιολογικό επίμυ υπάρχει επιτυχής απόδοση με καθυστέρηση μεχρι 1 λεπτού. Στον επίμυ με αμφοτερόπλευρη καταστροφή έσω κροταφικού λοβού η απόδοση μένει κανονική με καθυστέρηση ελαχίστων δευτερολέπτων, ενώ έστω και μικρές επι πλέον καθυστερήσεις προκαλούν σοβαρό έλλειμα (Mumby, Pinel, & Wood, 1989). 58 58

59 Νευροανατομικό Υπόστρωμα Διαταραχών στη Μνήμη Αναγνώρισης Αντικειμένων
Το μοντέλο Καθυστερούμενης Απόρριψης Δείγματος Η σύγκριση ελλειμμάτων πιθήκου / επίμυ (διαφορετικές «παράπλευρες» βλάβες κατά την αφαίρεση του ιπποκάμπου) επέτρεψαν την συγκριτική αξιολόγηση της συνεισφοράς των τριών δομών του Εσω Κροταφικού Λοβού (ιπποκάμπου, αμυγδαλής, ρινικού φλοιού) στην μνήμη αντικειμένων -> ΑΜΦΙΣΒΗΤΗΣΗ ΤΗΣ ΠΡΩΤΟΚΑΘΕΔΡΙΑΣ ΤΟΥ ΙΠΠΟΚΑΜΠΟΥ Αμφοτερόπλευρη αφαίρεση ρινικού φλοιού -> σοβαρές, μόνιμες διαταραχές μνήμης Αντίθετα, αμφοτερόπλευρη αφαίρεση ιπποκάμπου -> μέτρια ή και καθόλου ελλείμματα Αμφοτερόπλευρη καταστροφή αμυγδαλής -> καμία απολύτως επίπτωση. Το μοντέλο Καθυστερούμενης Απόρριψης Δείγματος και τα δεδομένα που παρήγαγε μας έδωσαν πρόσβαση στη μελέτη του νευροανατομικού υποστρώματος των διαταραχών στη μνήμη Αναγνώρισης Αντικειμένων. Κατ’αρχή επέτρεψε τη λεπτομερή αξιολόγηση του ρόλου του ιπποκάμπου, που δεν ήταν εφικτή στις νευροψυχολογικές μελέτες, αφού υπήρχαν πάντα και ‘παράπλευρες’ απώλειες νευροανατομικών δομών. Ομως, η ιπποκαμπεκτομή στον πίθηκο και τον επίμυ, λόγω της διαφορετικής θέσης του ιπποκάμπου, προκαλεί και διαφορετικές παράπλευρες βλάβες. Αυτό επέτρεψε τη συγκριτική αξιολόγηση της συνεισφοράς των τριών δομών του Εσω Κροταφικού Λοβού, του ιπποκάμπου, της αμυγδαλής και του ρινικού φλοιού, στην μνήμη αντικειμένων. Τα συγκριτικά ευρήματα οδήγησαν στην αμφισβήτηση της πρωτοκαθεδρίας του ιπποκαμπου στη μνήμη, που ήταν η αρχική τοποθέτηση βάσει των νευροψυχολογικών ευρημάτων. Αποδείχθηκε οτι η αμφοτερόπλευρη αφαίρεση του ιπποκάμπου προκάλεσε μέτρια ή και καθόλου ελλείμματα στη μνήμη αντικειμένων. Επίσης, η αμφοτερόπλευρη καταστροφή της αμυγδαλής δεν είχε καμία απολύτως επίπτωση. Αντίθετα, η αμφοτερόπλευρη αφαίρεση του ρινικού φλοιού επέφερε σοβαρές, μόνιμες διαταραχές στη μνήμη αντικειμένων.

60 Πώς συμβιβάζονται οι δύο εικόνες?
Το παράδοξο: Ολική εκτομή του ιπποκάμπου προκαλεί ήπια ελλείμματα στην αναγνώριση αντικειμένων Ωστόσο μικρές βλάβες στον ιππόκαμπο (π.χ. R.B., ισχαιμική βλάβη στην πυραμιδοειδή στοιβάδα της CA1 αλλά και ανάλογες καταστροφές σε ζώα) προκαλούν σημαντικότατα μνημονικά ελλείμματα. Πώς συμβιβάζονται οι δύο εικόνες? Εδώ όμως υπάρχει ένα παράδοξο. Αν θυμηθούμε την περίπτωση του R.B., που έδωσε μεγάλη στήριξη στην πρωτοκαθεδρία του ιπποκάμπου στην αμνησία του έσω κροταφικού φλοιού, εκεί παρατηρήθηκε σοβαρή αμνησία ανάλογη με του ΗΜ με εστιασμένη βλάβη μόνο στη στιβάδα πυραμιδοειδών του πεδίου CA1 του ιπποκάμπου. Πώς λοιπόν μπορουν οι βλάβες που προκαλούνται από ισχαιμία σε ένα μικρό μέρος του ιπποκάμπου να συσχετίζονται με σοβαρά ελλείμματα, ενώ τα ελλείμματα που προκαλούνται από την ολική αφαίρεση του ιπποκάμπου είναι περιορισμένα; Ο Mumby και συνεργάτες (1996) πρότειναν ότι αυτό συμβαίνει διότι η ισχαιμία οδηγεί σε υπερδραστηριότητα της ευαίσθητης περιοχής CA1 με πιθανό αποτέλεσμα την παραγωγή διεγερτικών αμινοξέων ως αποτέλεσμα της κυτταρικής βλάβης. Οι παράγοντες αυτοί μπορεί να προκαλούν βλάβες σε εξωιπποκάμπιους νευρώνες. Οι βλάβες αυτές μπορεί να μην ειναι ιστολογικά ανιχνεύσιμες, αλλά να ευθύνονται για τα ελλείμματα στη μνήμη αναγνώρισης αντικειμένων που προκαλεί η εγκεφαλική ισχαιμία. Mumby και συνεργάτες (1996) πρότειναν ότι: (1) η υπερδραστηριότητα της CA1 μετά από ισχαιμία προκαλεί βλάβη σε εξωιπποκάμπιους νευρώνες (διεγερτικά αμινοξέα?) (2) η εξωιπποκάμπια βλάβη δεν είναι ιστολογικά ανιχνεύσιμη (3) η βλάβη αυτή κυρίως ευθύνεται για τα ελλείμματα στη μνήμη αναγνώρισης αντικειμένων που προκαλεί η εγκεφαλική ισχαιμία. 60 60

61 Στήριξη για την υπόθεση Mumby
Πρόκληση εγκεφαλικής ισχαιµίας σε επίµυες (προσωρινή περίδεση καρωτίδων). Αµφοτερόπλευρη εκτομή του ιπποκάμπου: Οµάδα 1 µία ώρα αργότερα, Οµάδα 2 µία εβδομάδα αργότερα Οµάδα 3 ο ιππόκαμπος παρέµεινε άθικτος. Μετά την ανάρρωση, οι οµάδες 2 και 3 εµφάνισαν σοβαρά ελλείµµατα στη µνήµη αναγνώρισης αντικειµένων. Δεν παρατηρήθηκε το ίδιο στην πρώτη οµάδα που ο ιππόκαµπός τους είχε αφαιρεθεί γρήγορα (1 ώρα) µετά το ισχαιµικό επεισόδιο. Την υπόθεση αυτή στήριξαν ο Mumby και συνεργάτες (1996) με ένα ενδιαφέρον πείραμα σε επιμυες. Προκάλεσαν εγκεφαλική ισχαιµία σε επίµυς με προσωρινή περίδεση των καρωτίδων. Κατόπιν, τους χώρισαν σε τρείς ομάδες. Στην ομάδα ελέγχου, ο ιππόκαμπος περέμεινε άθικτος. Στη δεύτερη ομάδα, τα ζώα υπέστησαν αµφοτερόπλευρη εκτοµή του ιπποκάμπου µία ώρα μετά την ισχαιμία. Στην τρίτη ομάδα, η αµφοτερόπλευρη εκτοµή του ιπποκάμπου έγινε µία εβδομάδα αργότερα. Μετά την ανάρρωση, η ομάδα ελέγχου και η ομάδα της μιας εβδομάδας εµφάνισαν σοβαρά ελλείµµατα στη µνήµη αναγνώρισης αντικειµένων. Αντίθετα, η οµάδα όπου ο ιππόκαµπός είχε αφαιρεθεί 1 ώρα µετά το ισχαιµικό επεισόδιο δεν εμφάνισε αμνησία. 61 61

62 Ο ιππόκαμπος και η χωρική μνήμη
Το γεγονός οτι ο περιρινικός φλοιός έχει σημαντικότερο ρόλο από τον ιππόκαμπο στην αναγνώριση αντικειμένων, δε σημαίνει ότι ο ιππόκαμπος δεν έχει σημαντική συνεισφορά στη μνήμη. Ο ιππόκαμπος φαίνεται να έχει πρωταρχικό ρόλο στη μνήμη των θέσεων των αντικειμένων στο χώρο Πολλοί νευρώνες του ιππόκαμπου είναι νευρώνες ανίχνευσης θέσης (Bilkey & Clearwater, 2005, Fenton, 2007), δηλαδή αντιδρούν μόνον όταν το υποκείμενο βρίσκεται (ή νομίζει ότι βρίσκεται) σε ένα συγκεκριμένο μέρος του χώρου Καταστροφή του ιπποκάμπου προκαλεί μεγάλα ελλείμματα στον υδάτινο κλωβό Morris και στον ακτινωτό λαβύρινθο Είδαμε οτι ο ιππόκαμπος δεν φαίνεται να έχει σημαντικό ρόλο στη μνήμη - αναγνώριση αντικειμένων, ενώ αντίθετα ο ρόλος του ρινικού φλοιού εμφανίζεται σημαντικότατος. Αυτό δε σημαίνει οτι ο ιππόκαμπος δεν έχει σημαντική συνεισφορά στη μνήμη γενικότερα. Πειράματα που εστίασαν σε ένα άλλο τύπο μνήμης, τη χωρική μνήμη (μνήμη της θέσης αντικειμένων στό χώρο), έδειξαν οτι ο ιππόκαμπος έχει πρωταρχικό ρόλο. Η καταστροφή του ιπποκάμπου προκαλεί μεγάλα ελλείματα στον υδάτινο κλωβό Morris και στον ακτινωτό λαβύρινθο, οπου η επιτυχία στις δοκιμασίες εξαρτάται από την μνήμη της θέσης ενός αντικειμένου μέσα σε ένα πολύπλοκο περιβάλλον. Επιπλέον αποδείχθηκε πρόσφατα (Bilkey & Clearwater, 2005, Fenton, 2007) οτι πολλοί νευρώνες του ιππόκαμπου είναι νευρώνες ανίχνευσης θέσης, δηλαδή αντιδρούν μόνον όταν το υποκείμενο βρίσκεται (ή νομίζει οτι βρίσκεται) σε ένα συγκεκριμένο μέρος του χώρου 62 62

63 ΕΠΟΜΕΝΩΣ: Που αποθηκεύονται οι μνήµες;
Τα σύγχρονα δεδοµένα δείχνουν ότι κάθε µνήµη αποθηκεύεται διάχυτα σε όλες τις δοµές που συµµετείχαν στην αρχική δηµιουργία μιας εµπειρίας και στη βίωση της (Miyashita, 2004, Weinberger, 2004, Pasternak & Greenlee, 2005). Υπάρχουν, ωστόσο, δομές που φαίνονται να έχουν ιδιαίτερα σημαντική συμμετοχή στη μνήμη. Συναντήσαμε ήδη 4 τέτοιες δομές: Τον ιππόκαμπο (χωρική μνήμη) Τον περιρινικό φλοιό (αναγνώριση αντικειμένων) Τον έσω ραχιαίο πυρήνα θαλάμου (έσω διεγκεφαλική αμνησία – Korsakoff) Το βασικό πρόσθιο εγκέφαλο (αμνησία νόσου Alzheimer) 63 63

64 Εγκεφαλικές δομές που συμμετέχουν ειδικά στη μνήμη
Πέντε άλλες περιοχές φαίνονται επίσης να έχουν ειδικό ρόλο: Ο κάτω κροταφικός φλοιός Η αµυγδαλή Ο προµετωπιαίος φλοιός Η παρεγκεφαλίδα Το ραβδωτό σώµα.

65 Αλλες δομές βλάβη των οποίων προκαλεί μνημονικά ελλείμματα:
Αλλες δομές βλάβη των οποίων προκαλεί μνημονικά ελλείμματα: Ο κάτω κροταφικός φλοιός φαίνεται να εµπλέκεται στην οπτική αντίληψη των αντικειµένων και να συµµετέχει, µαζί µε τον περιρινικό φλοιό, στην αποθήκευση της οπτικής µνήµης ενώ δείχνει αλλαγές δραστηριότητας κατά τη διάρκεια ανάκλησης οπτικών μνημών Η Αµυγδαλή παίζει ρόλο στη µνήµη εµπειριών µε συναισθηµατική αξία βλάβες στην αµυγδαλή αναστέλουν την εκδήλωση φοβικής αντίδρασης που προέρχεται από κλασική μάθηση φόβου 65 65

66 Προµετωπιαίος Φλοιός συχνά εμφανίζουν δύο ειδών µνηµονικά ελλείμματα:
Μεγάλη, ετερογενής δοµή, με πολλές, ανατοµικά διακριτές περιοχές, µε διαφορετικές συνδέσεις και διαφορετικές λειτουργίες -> Δυσκολία προσδιορισμού συμμετοχής στη μνημονική λειτουργία. Ασθενείς µε προµετωπιαία βλάβη δεν παρουσιάζουν σηµαντική αµνησία ΩΣΤΟΣΟ: συχνά εμφανίζουν δύο ειδών µνηµονικά ελλείμματα: ελλείµµατα για τη χρονική αλληλουχία των γεγονότων (αν και θυµούνται τα ίδια τα γεγονότα) ελλείµµατα στην ενεργό µνήµη (την ικανότητα να διατηρούν µία µνήµη σχετικά µε κάποια εργασία, ενόσω την εκτελούν) Ως συνέπεια, οι ασθενείς αυτοί έχουν δυσκολία στην εκτέλεση εργασιών που απαιτούν µια σειρά αποκρίσεων Π.χ. Η μαγείρισσα που δεν μπορούσε να μαγειρέψει (η αδελφή του Wilder Penfield) 66 66

67 Παρεγκεφαλίδα και Ραβδωτό Σώμα
Η έκδηλη μνήμη γεγονότων θεωρείται ότι αποθηκεύεται στα κυκλώματα που συμμετείχαν στην αρχική αντίληψή τους Αντίστοιχα, η έκδηλη μνήμη της αισθητικοκινητικής μάθησης θεωρείται ότι αποθηκεύεται σε αισθητικοκινητικά κυκλώματα, ιδιαίτερα στην παρεγκεφαλίδα και το ραβδωτό σώμα Η παρεγκεφαλίδα θεωρείται ότι αποθηκεύει μνήμες για μαθημένες αισθητικοκινητικές δεξιότητες (π.χ. εξαρτημένο κλείσιμο βλεφάρου στο κουνέλι) Το ραβδωτό σώμα θεωρείται ότι αποθηκεύει μνήμες σχέσεων μεταξύ ερεθισμών και αντιδράσεων - μνήμη που αναπτύσσεται αθροιστικά με επαναλήψεις – ή «διαμόρφωση έξεων». 67 67