كيف يتعلم الدماغ البشري؟ - علم النفس العصبي - 2025

يتعلم دماغنا من التجارب: مواجهة بيئتنا تغير سلوكنا من خلال تعديل نظامنا العصبي (كارلسون ، 2010). على الرغم من حقيقة أننا ما زلنا بعيدين عن معرفة كل من الآليات الكيميائية العصبية والفيزيائية التي تشارك في هذه العملية بالضبط وعلى جميع المستويات ، فقد جمعت الأدلة التجريبية المختلفة معرفة واسعة جدًا حول الآليات التي تنطوي عليها عملية التعلم.

يتغير الدماغ طوال حياتنا. يمكن تعديل الخلايا العصبية التي تتكون منها نتيجة لأسباب مختلفة: النمو ، والمعاناة من نوع من إصابات الدماغ ، والتعرض للتحفيز البيئي وبشكل أساسي ، كنتيجة للتعلم (BNA ، 2003).

الخصائص الأساسية لتعلم الدماغ

التعلم عملية أساسية ، إلى جانب الذاكرة ، هي الوسيلة الرئيسية التي تمتلكها الكائنات الحية للتكيف مع التغييرات المتكررة في بيئتنا.

نستخدم مصطلح التعلم للإشارة إلى حقيقة أن التجربة تنتج تغييرات في نظامنا العصبي (NS) ، والتي يمكن أن تكون طويلة الأمد وتنطوي على تعديل على المستوى السلوكي (Morgado ، 2005).

التجارب نفسها تغير الطريقة التي يدرك بها جسمنا أو يتصرف أو يفكر أو يخطط ، من خلال تعديل NS ، وتغيير الدوائر التي تشارك في هذه العمليات (كارلسون ، 2010).

بهذه الطريقة ، في نفس الوقت الذي يتفاعل فيه جسمنا مع البيئة ، ستخضع الوصلات المشبكية لدماغنا للتغييرات ، وقد يتم إنشاء روابط جديدة ، أو تلك التي تكون مفيدة في مخزوننا السلوكي المعزز أو غيرها من العناصر غير المفيدة أو الفعالة تختفي (BNA ، 2003).

لذلك ، إذا كان التعلم يتعلق بالتغييرات التي تحدث في نظامنا العصبي نتيجة لتجاربنا ، فعندما يتم توحيد هذه التغييرات ، يمكننا التحدث عن الذكريات. (كارلسون ، 2010). الذاكرة هي ظاهرة يُستدل عليها من تلك التغييرات التي تحدث في NS وتعطي إحساسًا بالاستمرارية في حياتنا (Morgado ، 2005).

نظرًا للأشكال المتعددة لأنظمة التعلم والذاكرة ، يُعتقد حاليًا أن عملية التعلم وتكوين ذكريات جديدة تعتمد على المرونة التشابكية ، وهي ظاهرة تغير من خلالها الخلايا العصبية قدرتها على التواصل مع بعضها البعض (BNA ، 2003).

أنواع تعلم الدماغ

قبل وصف آليات الدماغ المشاركة في عملية التعلم ، سيكون من الضروري وصف الأشكال المختلفة للتعلم ، والتي يمكننا من خلالها التمييز بين نوعين أساسيين على الأقل من التعلم: التعلم غير النقابي والتعلم النقابي.

- التعلم غير النقابي

يشير التعلم غير النقابي إلى التغيير في الاستجابة الوظيفية التي تحدث استجابة لعرض حافز واحد. يمكن أن يكون التعلم غير النقابي بدوره من نوعين: التعود أو التحسس (Bear et al. ، 2008).

التعود

ينتج عن العرض المتكرر للمحفز انخفاضًا في شدة الاستجابة له (Bear et al. ، 2008).

مثال: إذا كنت تعيش في منزل بهاتف واحد فقط. عندما يرن ، يركض للرد على المكالمة ، ولكن في كل مرة يفعل ، تكون المكالمة لشخص آخر. نظرًا لتكرار هذا الحدث ، سيتوقفون عن الرد على الهاتف وقد يتوقفون عن سماعه (Bear et al. ، 2008).

التحسس

ينتج عن تقديم حافز جديد أو مكثف استجابة ذات حجم متزايد لجميع المحفزات اللاحقة.

مثال: لنفترض أنك تمشي على رصيف في شارع مضاء جيدًا في الليل ، وفجأة حدث تعتيم. أي محفز جديد أو غريب يظهر ، مثل سماع خطى أو رؤية المصابيح الأمامية لسيارة تقترب ، سوف يزعجها. أدى التحفيز الحساس (التعتيم) إلى التحسس ، مما يكثف استجابته لجميع المحفزات اللاحقة (Bear et al. ، 2008).

-التعلم النقابي

يعتمد هذا النوع من التعلم على إنشاء روابط بين المحفزات أو الأحداث المختلفة. ضمن التعلم النقابي يمكننا التمييز بين نوعين فرعيين: التكييف الكلاسيكي والتكييف الآلي (Bear et al. ، 2008).

تكييف كلاسيكي

في هذا النوع من التعلم ، سيكون هناك ارتباط بين الحافز الذي يسبب استجابة (استجابة غير مشروطة أو استجابة غير مشروطة ، RNC / RI) ، ومحفز غير مشروط أو غير مشروط (ENC / EI) ، ومحفز آخر لا يثير عادة الاستجابة ، التحفيز المشروط (CS) ، وسيتطلب ذلك تدريبًا.

سيشمل العرض التقديمي المزدوج لـ CS والولايات المتحدة عرض الاستجابة المستفادة (الاستجابة المشروطة ، CR) للحافز المدرب. سيحدث التكييف فقط إذا تم تقديم المحفزات في وقت واحد أو إذا كانت CS تسبق ENC في فترة زمنية قصيرة جدًا (Bear et al. ، 2008).

مثال: محفز ENC / EC ، في حالة الكلاب ، يمكن أن يكون قطعة من اللحم. عند مشاهدة اللحوم ، ستصدر الكلاب استجابة لعابية (RNC / RI). ومع ذلك ، إذا تم تقديم الكلب كمحفز بصوت الجرس ، فلن يقدم أي استجابة معينة. إذا قدمنا ​​كلا المحفزين في وقت واحد أو أولاً صوت الجرس (CE) ثم اللحم ، بعد التدريب المتكرر. سيكون الصوت قادرًا على إثارة استجابة إفراز اللعاب ، دون وجود اللحم. كان هناك ارتباط بين الطعام واللحوم. الصوت (EC) قادر على إثارة استجابة مشروطة (CR) ، إفراز اللعاب.

تكييف آلي

في هذا النوع من التعلم ، تتعلم ربط الاستجابة (الفعل الحركي) بحافز كبير (مكافأة). لكي يحدث التكييف الآلي ، من الضروري أن يحدث التحفيز أو المكافأة بعد استجابة الفرد.

علاوة على ذلك ، سيكون الدافع أيضًا عاملاً مهمًا. من ناحية أخرى ، سيحدث نوع فعال من التكييف أيضًا إذا حصل الفرد بدلاً من المكافأة على اختفاء منبه التكافؤ المكره (Bear et al. ، 2008).

مثال: إذا أدخلنا فأرًا جائعًا في صندوق به رافعة توفر الطعام ، عند استكشاف الصندوق ، سيضغط الجرذ على الرافعة (الفعل الحركي) ويلاحظ ظهور الطعام (المكافأة). بعد أن تفعل هذا مرات عديدة ، سيربط الجرذ الضغط على الرافعة بالحصول على الطعام. لذلك ، سوف تضغط على الرافعة حتى تشعر بالرضا (Bear et al. ، 2008).

الكيمياء العصبية لتعلم الدماغ

التمكين والاكتئاب

كما أشرنا سابقًا ، يُعتقد أن التعلم والذاكرة يعتمدان على عمليات اللدونة المشبكية.

وهكذا ، أظهرت دراسات مختلفة أن عمليات التعلم (من بينها تلك المذكورة أعلاه) والذاكرة ، تؤدي إلى تغييرات في الاتصال التشابكي التي تغير القوة وقدرة الاتصال بين الخلايا العصبية.

قد تكون هذه التغييرات في الاتصال نتيجة للآليات الجزيئية والخلوية التي تنظم هذا النشاط نتيجة الإثارة العصبية والتثبيط الذي ينظم اللدونة الهيكلية.

وبالتالي ، فإن إحدى الخصائص الرئيسية للمشابك المثيرة والمثبطة هي المستوى العالي من التباين في شكلها واستقرارها الذي يحدث نتيجة لنشاطها ومرور الوقت (Caroni et al. ، 2012).

يهتم العلماء المتخصصون في هذا المجال على وجه التحديد بالتغيرات طويلة المدى في القوة المشبكية ، كنتيجة لعمليات التقوية طويلة المدى (PLP) - وعمليات الاكتئاب طويلة المدى (DLP).

• تقوية طويلة المدى: هناك زيادة في قوة التشابك نتيجة التحفيز أو التنشيط المتكرر للاتصال المشبكي. لذلك ، ستظهر استجابة متسقة في وجود المثير ، كما في حالة التحسس.
• الاكتئاب طويل المدى (DLP): هناك زيادة في القوة المشبكية نتيجة لغياب التنشيط المتكرر للاتصال المشبكي. لذلك ، سيكون حجم الاستجابة للحافز أقل أو حتى صفرًا. يمكننا أن نقول أن عملية التعود تحدث.

التعود والوعي

استخدمت الدراسات التجريبية الأولى المهتمة بتحديد التغيرات العصبية التي تكمن وراء التعلم والذاكرة ، أشكالًا بسيطة من التعلم مثل التعود أو التحسس أو التكييف الكلاسيكي.

على هذه الخلفية ، ركز العالم الأمريكي إريك كاندل دراساته على انعكاس تراجع الخياشيم في Aplysia Califórnica ، بدءًا من فرضية أن الهياكل العصبية متشابهة بين هذه الأنظمة والأنظمة الأعلى.

قدمت هذه الدراسات أول دليل على أن الذاكرة والتعلم يتوسطهما مرونة الاتصالات المشبكية بين الخلايا العصبية المشاركة في السلوك ، وكشفت أن التعلم يؤدي إلى تغييرات هيكلية عميقة تصاحب تخزين الذاكرة (Mayford et al. آل ، 2012).

يخلص Kandel ، مثل Ramón y Cajal ، إلى أن الوصلات المشبكية ليست ثابتة وأن التغييرات الهيكلية و / أو التشريحية تشكل أساس تخزين الذاكرة (Mayford et al. ، 2012).

في سياق الآليات العصبية الكيميائية للتعلم ، ستحدث أحداث مختلفة لكل من التعود والتوعية.

التعود

كما ذكرنا سابقًا ، يتكون التعود من انخفاض في شدة الاستجابة ، نتيجة العرض المتكرر للمحفز. عندما تدرك الخلايا العصبية الحسية حافزًا ، يتم إنشاء إمكانات مثيرة تسمح باستجابة فعالة.

مع تكرار التحفيز ، تنخفض القدرة الاستثارة تدريجياً ، حتى تفشل أخيرًا في تجاوز الحد الأدنى من عتبة التفريغ اللازمة لتوليد جهد ما بعد المشبكي ، مما يجعل تقلص العضلات ممكنًا.

يرجع سبب انخفاض هذا الجهد الاستثاري إلى حقيقة أنه ، مع تكرار التحفيز باستمرار ، هناك زيادة في إنتاج أيونات البوتاسيوم (K ⁺) ، مما يؤدي بدوره إلى إغلاق قنوات الكالسيوم (Ca ²⁺) مما يمنع دخول أيونات الكالسيوم. لذلك ، تحدث هذه العملية بسبب انخفاض في إطلاق الغلوتامات (Mayford et al ، 2012).

التحسس

التحسس هو شكل من أشكال التعلم أكثر تعقيدًا من التعود ، حيث ينتج عن المنبه الشديد استجابة مبالغ فيها لجميع المحفزات اللاحقة ، حتى تلك التي أثارت سابقًا استجابة ضئيلة أو معدومة.

على الرغم من كونه شكلًا أساسيًا من أشكال التعلم ، إلا أنه له مراحل مختلفة ، قصيرة وطويلة المدى. في حين أن التحسيس قصير الأجل قد ينطوي على تغييرات متشابكة سريعة وديناميكية ، فإن التحسس طويل الأجل من شأنه أن يؤدي إلى تغييرات دائمة ومستقرة ، نتيجة تغييرات هيكلية عميقة.

بهذا المعنى ، في ظل وجود محفز حساس (مكثف أو جديد) ، سيحدث إطلاق للجلوتامات ، عندما تكون الكمية التي يطلقها الطرف قبل المشبكي مفرطة ، فإنه سينشط مستقبلات AMPA بعد المشبكي.

ستسمح هذه الحقيقة بدخول Na2 + في الخلايا العصبية ما بعد المشبكي ، مما يسمح بإزالة الاستقطاب وكذلك إطلاق مستقبلات NMDA ، والتي تم حظرها حتى الآن بواسطة أيونات Mg2 + ، سيسمح كلا الحدثين بدخول هائل لـ Ca2 + في الخلايا العصبية بعد المشبكي.

إذا تم تقديم المنبه التحسسي بشكل مستمر ، فسوف يتسبب في زيادة مستمرة في مدخلات Ca2 + ، والتي ستنشط كينازات مختلفة ، مما يؤدي إلى بدء التعبير المبكر عن العوامل الوراثية وتخليق البروتين. كل هذا سيؤدي إلى تعديلات هيكلية طويلة المدى.

لذلك ، تم العثور على الاختلاف الأساسي بين العمليتين في تخليق البروتين. في أولها ، في التوعية قصيرة المدى ، لا يكون عملها ضروريًا لحدوثها.

من جانبها ، في التوعية طويلة المدى ، من الضروري أن يتم تخليق البروتين بحيث تحدث تغييرات دائمة ومستقرة تهدف إلى تكوين والحفاظ على التعلم الجديد.

توطيد التعلم في الدماغ

التعلم والذاكرة هما نتيجة التغيرات الهيكلية التي تحدث نتيجة لدونة التشابك العصبي. من أجل حدوث هذه التغييرات الهيكلية ، من الضروري إجراء عملية تعزيز طويلة الأجل ، أو تدعيم قوة التشابك.

كما هو الحال في تحريض التحسس طويل المدى ، من الضروري تركيب البروتين والتعبير عن العوامل الوراثية التي ستؤدي إلى تغييرات هيكلية. لكي تحدث هذه الأحداث ، يجب أن تحدث سلسلة من العوامل الجزيئية:

• ستؤدي الزيادة المستمرة في دخول Ca2 + في الجهاز إلى تنشيط كينازات مختلفة ، مما يؤدي إلى بدء التعبير المبكر عن العوامل الوراثية وتخليق البروتينات التي ستؤدي إلى تحريض مستقبلات AMPA الجديدة التي سيتم إدخالها في غشاء وسيحافظ على PLP.

ستؤدي هذه الأحداث الجزيئية إلى تغيير الحجم والشكل التغصني ، مع إمكانية زيادة أو تقليل عدد الأشواك التغصنية في مناطق معينة.

بالإضافة إلى هذه التغييرات الموضعية ، أظهرت الأبحاث الحالية أن التغييرات تحدث أيضًا على المستوى العالمي ، حيث يعمل الدماغ كنظام موحد.

لذلك ، فإن هذه التغييرات الهيكلية هي أساس التعلم ، بالإضافة إلى ذلك ، عندما تميل هذه التغييرات إلى الاستمرار بمرور الوقت ، سنتحدث عن الذاكرة.

المراجع

1. (2008). في جمعية BN ، و BNA ، علوم الأعصاب. علم الدماغ. مقدمة للطلاب الصغار. ليفربول.
2. Bear ، M. ، Connors ، B. ، & Paradiso ، M. (2008). علم الأعصاب: استكشاف الدماغ. فيلادلفيا: Lippincott Wiliams & Wilkings.
3. كاروني ، بي ، دوناتو ، إف ، ومولر ، د. (2012). اللدونة الهيكلية عند التعلم: التنظيم والتشكيلات. الطبيعة ، 13 ، 478-490.
4. أساسيات علم وظائف الأعضاء السلوكي. (2010). في N. Carlson. مدريد: بيرسون.
5. Mayford، M.، Siegelbaum، SA، & Kandel، ER (nd). المشابك وتخزين الذاكرة.
6. مورغادو ، ل. (2005). علم النفس البيولوجي للتعلم والذاكرة: الأساسيات والتطورات الحديثة. القس نيورول، 40 (5) ، 258-297.