TAAK 3: CONSOLIDATION, PLASTICITY, LTP
LEERDOEL 1: Hoe word een herinnering gepresenteerd op neurale basis
LEERDOEL 2: Hoe ervaren we levendige herinneringen opnieuw
LEERDOEL 3: Welke hersengebieden zijn betrokken bij alles.
LEERDOEL 4: Wat is consolidatie en long term potentiation
LEERDOEL 5: wat is memory trace ?
LEERDOEL 6: wat zijn place fields en waarom zijn ze belangrijk
, BOEK A: GLUCK LEARNING AND MEMORY CHAPTER 2:
LEREN EN SYNATISCHE PLASTICITEIT
De neuronen in de hersenen kunnen hun functie veranderen en de manier waarop de
informatie verwerken wijzigen (plastische neuronen). Deze veranderingen zijn de basis van
leren in de hersenen.
De neuron
De neuronen bestaan uit de 3 hoofdcomponenten: (1) dendrieten, (2)
cellichaam – soma (3) de axonen, die de informatie doorstuurt naar de
andere neuron via de synaps. De informatie gaat altijd maar een
richting op van dendriet axon.
Er zijn nog meer soorten cellen in de hersenen zoals gliacellen, deze
ondersteunen de neuronen op functioneel en structureel vlak.
Oligodendrocyten maken myeline aan voor de neuron.
De Synaps: waar neuronen verbinden
Neuronen raken elkaar net niet aan, maar vormen eerder een spleet
tussen elkaar dit is de synaps. De synaps die signaal gaat doorgeven aan
de volgende is de presynaptische neuron, en degene die ontvangt is de
postsynaptische neuron. Sturen boodschap door via vrijlating van
neurotransmitters, die binden aan
de receptor van de
postsynaptische neuron als een sleutel slot principe.
Verschillende receptoren voor verschillende
neurotransmitters. Neuron kan maar 1 soort
neurotransmitter vrijlaten maar meerdere soorten
ontvangen (transmitters van verschillende neuronen)
aangezien hij wel meerdere soorten receptoren heeft.
Doordat de transmitter bind aan de receptor kunnen er
ionen naar binnen die de cel positiever maken. Als de
lading van binnen de drempelwaarde bereikt, zal deze
neuron vuren (alles of niets principe) en zo weer het signaal doorgeven naar de volgende
neuron.
Synaptische plasticiteit
Leren kan leiden tot meerdere fysieke veranderingen in een neuron. De makkelijkst te
observeren is de verandering met betrekking tot vorm of grootte, maar er kunnen ook
veranderingen zijn in ondersteunende structuren zoals gliacellen.
Meest op gefocust Synaptische plasticiteit: de mogelijkheid van een synaps om te
veranderen als een resultaat van leren.
,Cajal het idee dat connecties tussen neuronen veranderen door leren werd eerste
voorgesteld door hem. Leren heeft betrekking tot verandering in de synaps, versterken of
verzwakken van het doorgeven van de boodschap naar de volgende neuron.
Hebb ‘’neurons that fire together wire together’’ als twee neuronen vaak gelijktijdig
vuren, dan zullen de synapsen tussen hun versterkt worden. daarom zal neuron B vuren als
A vuurt naarmate de tijd. (zie ander boek, diepere uitleg Hebb).
Hebb De hersenen weten welke connecties ze moeten versterken en welke ze moeten
verzwakken. Dit gebeurt automatisch aan de hand van hun onderlinge activiteit.
Long-Term Potentiation
Lomo onderzoek 2 neuronen die een synaps deelden, neuron A had een stimulerende
electrode, neuron B had een recording electrode. Een bepaalde stimulatie zou een bepaalde
respons produceren: één enkele zwakke stimulatie in A zou zorgen voor een lage respons in
B. Een sterke uitbarsting van hoge frequentie stimulatie in A zou
zorgen voor een krachtige respons in B.
Lomo vond dat de hoge frequentie stimulatie in A zorgden
voor een blijvende verandering in B, zodat B zou over
reageren bij zwakke stimulatie van A. Deze verandering kan
uren duren.
Een sterke stimulatie kan een neuron versterken (potentiate),
waardoor het meer waarschijnlijk zal reageren op iedere volgende
stimulus. Dit effect waarin synaptische transmissie meer effectief
word door recente activiteit = Long term potentiation neuronen
veranderen dus hun activiteit als een functie van ervaring.
Associative LTP = LTP die alleen een effect heeft op de synaps tussen de 2 coactieve
neuronen. Ander synapsen aan dezelfde postsynaptische neuron veranderen niet. Dus
neurons that fire together wire together !
Hoe is LTP geïmplementeerd in een neuron
Er word nog veel nagedacht over wat er zou kunnen gebeuren in de neuron tijdens zo een
LTP. Er zouden op zijn minst 3 componenten kunnen zijn (dit zijn ideeën)
1. Postsynaptische receptoren zouden kunnen veranderen om meer responsief te zijn
voor volgende input.
2. De presynaptische neuron zou kunnen veranderen. Een soort teruggaande
Messenger die vrijgelaten word door de postsynaptische neuron en zich verplaatst
door de synaptische spleet naar de presynaptische neuron en zo het aantal
neurotransmitter die vrijgelaten word in de toekomst verhoogd. Dit zou betekenen
dat toekomstig vuren in A leid tot verhoogd vuren in B (door verhoogd aantal
transmitters)
, 3. Structurele veranderingen in de postsynaptische neuron, het versterken van een
bestaande synaps, of zelfs het bouwen van nieuwe synapsen.
De relatie tussen LTP en Leren
LTP is betrokken bij memory formation. Het beste bewijs hiervoor tot nu toe is
- Drugs dat LTP blokkeert kan een dier zijn mogelijkheid om te leren beschadigen of
verminderen
- Ratten die genetisch gefokt zijn om betere LTP te hebben, laten vaak beter leren zien
dan normale ratten
Long-term Depression
LTP is alleen effectief bij het versterken van nuttige synapsen als er een tegengesteld proces
is die de sterkste van de synapsen die niet nuttig zijn kan verlagen. = Long term depression.
Dit komt voor wanneer synaptische transmissie minder effectief word als een resultaat van
recente activiteit. Bijvoorbeeld: presynaptische neuron is herhaaldelijk actief maar de
postsynaptische neuron reageert niet. Neuronen die niet samen vuren worden vrij gemaakt
van elkaar. Dit is het tegenovergestelde dan fire together wire together.
BOEK B: CHAPRER 18 LEARNING AND MEMORY: NEURAL
MECHANISMES
Verandering in synapsen zouden mechanismes kunnen zijn in geheugen
opslag.
een theorie is dat de circuits de zijkanten lokaliseren van geheugen opslag in een of
meerdere plastische synapsen. (figuur 18.1). de simpelste vorm – monosynaptische neurale
circuit – kan leren vertonen (18.1a). ze zeggen dat leren een intrinsieke verandering teweeg
brengt in het circuit.
Vele simpele neurale circuits ontvangen input van
overkoepelende circuits ‘’Modulatory circuits’’
bijvoorbeeld reflexen worden gemoduleerd door
hoger orde circuits in bijvoorbeeld de hersenstam.
Vele vormen van leren hebben een oprichting nodig
van relatief complexe netwerken van neuronen ‘’Cell
assemblies – samenkomst’’ in 18.1c zie je
verschillende plastische synapsen die helpen om een
neurale netwerk te vormen.
LEERDOEL 1: Hoe word een herinnering gepresenteerd op neurale basis
LEERDOEL 2: Hoe ervaren we levendige herinneringen opnieuw
LEERDOEL 3: Welke hersengebieden zijn betrokken bij alles.
LEERDOEL 4: Wat is consolidatie en long term potentiation
LEERDOEL 5: wat is memory trace ?
LEERDOEL 6: wat zijn place fields en waarom zijn ze belangrijk
, BOEK A: GLUCK LEARNING AND MEMORY CHAPTER 2:
LEREN EN SYNATISCHE PLASTICITEIT
De neuronen in de hersenen kunnen hun functie veranderen en de manier waarop de
informatie verwerken wijzigen (plastische neuronen). Deze veranderingen zijn de basis van
leren in de hersenen.
De neuron
De neuronen bestaan uit de 3 hoofdcomponenten: (1) dendrieten, (2)
cellichaam – soma (3) de axonen, die de informatie doorstuurt naar de
andere neuron via de synaps. De informatie gaat altijd maar een
richting op van dendriet axon.
Er zijn nog meer soorten cellen in de hersenen zoals gliacellen, deze
ondersteunen de neuronen op functioneel en structureel vlak.
Oligodendrocyten maken myeline aan voor de neuron.
De Synaps: waar neuronen verbinden
Neuronen raken elkaar net niet aan, maar vormen eerder een spleet
tussen elkaar dit is de synaps. De synaps die signaal gaat doorgeven aan
de volgende is de presynaptische neuron, en degene die ontvangt is de
postsynaptische neuron. Sturen boodschap door via vrijlating van
neurotransmitters, die binden aan
de receptor van de
postsynaptische neuron als een sleutel slot principe.
Verschillende receptoren voor verschillende
neurotransmitters. Neuron kan maar 1 soort
neurotransmitter vrijlaten maar meerdere soorten
ontvangen (transmitters van verschillende neuronen)
aangezien hij wel meerdere soorten receptoren heeft.
Doordat de transmitter bind aan de receptor kunnen er
ionen naar binnen die de cel positiever maken. Als de
lading van binnen de drempelwaarde bereikt, zal deze
neuron vuren (alles of niets principe) en zo weer het signaal doorgeven naar de volgende
neuron.
Synaptische plasticiteit
Leren kan leiden tot meerdere fysieke veranderingen in een neuron. De makkelijkst te
observeren is de verandering met betrekking tot vorm of grootte, maar er kunnen ook
veranderingen zijn in ondersteunende structuren zoals gliacellen.
Meest op gefocust Synaptische plasticiteit: de mogelijkheid van een synaps om te
veranderen als een resultaat van leren.
,Cajal het idee dat connecties tussen neuronen veranderen door leren werd eerste
voorgesteld door hem. Leren heeft betrekking tot verandering in de synaps, versterken of
verzwakken van het doorgeven van de boodschap naar de volgende neuron.
Hebb ‘’neurons that fire together wire together’’ als twee neuronen vaak gelijktijdig
vuren, dan zullen de synapsen tussen hun versterkt worden. daarom zal neuron B vuren als
A vuurt naarmate de tijd. (zie ander boek, diepere uitleg Hebb).
Hebb De hersenen weten welke connecties ze moeten versterken en welke ze moeten
verzwakken. Dit gebeurt automatisch aan de hand van hun onderlinge activiteit.
Long-Term Potentiation
Lomo onderzoek 2 neuronen die een synaps deelden, neuron A had een stimulerende
electrode, neuron B had een recording electrode. Een bepaalde stimulatie zou een bepaalde
respons produceren: één enkele zwakke stimulatie in A zou zorgen voor een lage respons in
B. Een sterke uitbarsting van hoge frequentie stimulatie in A zou
zorgen voor een krachtige respons in B.
Lomo vond dat de hoge frequentie stimulatie in A zorgden
voor een blijvende verandering in B, zodat B zou over
reageren bij zwakke stimulatie van A. Deze verandering kan
uren duren.
Een sterke stimulatie kan een neuron versterken (potentiate),
waardoor het meer waarschijnlijk zal reageren op iedere volgende
stimulus. Dit effect waarin synaptische transmissie meer effectief
word door recente activiteit = Long term potentiation neuronen
veranderen dus hun activiteit als een functie van ervaring.
Associative LTP = LTP die alleen een effect heeft op de synaps tussen de 2 coactieve
neuronen. Ander synapsen aan dezelfde postsynaptische neuron veranderen niet. Dus
neurons that fire together wire together !
Hoe is LTP geïmplementeerd in een neuron
Er word nog veel nagedacht over wat er zou kunnen gebeuren in de neuron tijdens zo een
LTP. Er zouden op zijn minst 3 componenten kunnen zijn (dit zijn ideeën)
1. Postsynaptische receptoren zouden kunnen veranderen om meer responsief te zijn
voor volgende input.
2. De presynaptische neuron zou kunnen veranderen. Een soort teruggaande
Messenger die vrijgelaten word door de postsynaptische neuron en zich verplaatst
door de synaptische spleet naar de presynaptische neuron en zo het aantal
neurotransmitter die vrijgelaten word in de toekomst verhoogd. Dit zou betekenen
dat toekomstig vuren in A leid tot verhoogd vuren in B (door verhoogd aantal
transmitters)
, 3. Structurele veranderingen in de postsynaptische neuron, het versterken van een
bestaande synaps, of zelfs het bouwen van nieuwe synapsen.
De relatie tussen LTP en Leren
LTP is betrokken bij memory formation. Het beste bewijs hiervoor tot nu toe is
- Drugs dat LTP blokkeert kan een dier zijn mogelijkheid om te leren beschadigen of
verminderen
- Ratten die genetisch gefokt zijn om betere LTP te hebben, laten vaak beter leren zien
dan normale ratten
Long-term Depression
LTP is alleen effectief bij het versterken van nuttige synapsen als er een tegengesteld proces
is die de sterkste van de synapsen die niet nuttig zijn kan verlagen. = Long term depression.
Dit komt voor wanneer synaptische transmissie minder effectief word als een resultaat van
recente activiteit. Bijvoorbeeld: presynaptische neuron is herhaaldelijk actief maar de
postsynaptische neuron reageert niet. Neuronen die niet samen vuren worden vrij gemaakt
van elkaar. Dit is het tegenovergestelde dan fire together wire together.
BOEK B: CHAPRER 18 LEARNING AND MEMORY: NEURAL
MECHANISMES
Verandering in synapsen zouden mechanismes kunnen zijn in geheugen
opslag.
een theorie is dat de circuits de zijkanten lokaliseren van geheugen opslag in een of
meerdere plastische synapsen. (figuur 18.1). de simpelste vorm – monosynaptische neurale
circuit – kan leren vertonen (18.1a). ze zeggen dat leren een intrinsieke verandering teweeg
brengt in het circuit.
Vele simpele neurale circuits ontvangen input van
overkoepelende circuits ‘’Modulatory circuits’’
bijvoorbeeld reflexen worden gemoduleerd door
hoger orde circuits in bijvoorbeeld de hersenstam.
Vele vormen van leren hebben een oprichting nodig
van relatief complexe netwerken van neuronen ‘’Cell
assemblies – samenkomst’’ in 18.1c zie je
verschillende plastische synapsen die helpen om een
neurale netwerk te vormen.
