Lernen & Gedächtnis

• Sensorisches Gedächtnis -> Enkodierung für das KZG

  • Musterextraktion

  • Elemente der Reize erkennen

  • Mustererkennung

  • Benennung

• KZG -> Enkodierung für das LZG

  • Chunking

  • Assoziationen

  • Organisation

• LZG

Neuronale Plastizität oder Neuroplastizität bezeichnet die Eigenschaft des Gehirns, durch Training veränderbar zu sein. Neuroplastizität ist damit die Grundvoraussetzung für jede Form des Lernens. Durch Training verändern sich die Verbindungen zwischen Nervenzellen im Gehirn, indem sie stärker oder schwächer werden.

•Höhere Verzweigung von Dendriten

•höhere Anzahl von Synapsen

•Vergrößerung der Synapsenoberfläche

•Vergrößerung spezifischer Cortexareale

• Sowohl unter genetischem Einfluss, aber vor allem unter dem Einfluss der Stimulation aus der Umwelt sterben große Teile von Zellen und Synapsen in der Entwicklung ab (je nach Hirnregion 20-80%) und begünstigen damit die Eliminierung überflüssiger Verbindungen.

• Trotzdem nimmt das Hirnvolumen bei der Entwicklung deutlich zu. Gründe sind die Vermehrung der Synapsen,

• Größenzunahme der Zellen, Dendriten und dendritischen Dornen (spines), Vermehrung (Teilung) von Zellen etc.

what fires together, wires together

• Aplysia californica verfügt über extrem große Neuronen, die sogar mit bloßem Auge zu erkennen sind.

• Einfache Formen des Lernens wie Habituation oder Sensitivierung können somit an einzelnen Ganglia der Aplysia untersucht werden.

• Elektrophysiologische Veränderungen, die von zusammenwirkenden Stimuli ausgelöst werden, können dann auf spezifische Synapsen zurückgeführt werden.

• Habituation bedeutet Gewöhnung.

• Eine Reaktion auf einen wiederholt präsentierten und sich als unbedeutend erweisenden Reiz schwächt sich allmählich ab.

• Man spricht auch von einer erlernten Verhaltensunterdrückung.

Berührt man die Atemröhre von Aplysia, den Siphon, so zieht sie ihre Kiemen in die Mantelhöhle zurück. Bei wiederholter Reizung der Atemröhre wird die Reaktion immer schwächer und hört nach 10-15 Berührungsreizen ganz auf. Die Dauer des Effektes hängt von der Häufigkeit der Reizung ab.

• Sensitivierung ist die allgemeine Zunahme der Reaktionsbereitschaft eines Organismus auf jegliche Reize, die nach einem schmerzhaften oder schädigendem Reiz auftreten.

• Die Atemröhre von Aplysia wird durch eine Berührung gereizt (konditionierter Stimulus). Diese Berührung wird mit einem schmerzhaften Elektroschock am Schwanz gekoppelt (unkonditionierter Stimulus). Man kann beobachten, dass Aplysia nun auf jede Reizung des Siphons mit einem starken Kiemenrückziehreflex reagiert. Die Dauer des Effekts hängt von der Stärke des unkonditionierten Stimulus ab.

Aplysia hat etwa 1300 Axon-Endigungen an sensorischen Neuronen.

Nach Sensitivierung sind es etwa 2800 Endigungen, nach Habitaution nur noch etwa 800.

Neuronale Verbindungen, die für klassische Konditionierung einer Abwehrreaktion bei Aplysia verantwortlich sind

Molekulare Mechanismen, die für das Erlernen einfacher Verhaltensweisen bei Aplysia verantwortlich sein könnten:

Ausschüttung von 5-HT (Serotonin) durch ein Interneuron verursacht die Schließung von Kaliumkanälen in den Synapsen des sensorischen Neurons und bewirkt damit eine Verlängerung des Aktionspotentials, verstärkten Ca-Einstrom und verstärkte Ausschüttung des Neurotransmitters.

Bei der klassischen Konditionierung lernt ein Tier oder ein Mensch eine bestimmte Reaktion (Bedingte Reaktion / CR) auf einen gewissen Reiz (Bedingter Stimulus / CS). Dazu wird der zuvor noch neutrale Reiz (NS) mit einem Reiz, der die konditionierte Reaktion natürlich auslöst kombiniert.

im Kleinhirn

Auf Zellebene:

• Die Purkinjezellen (viele Eingänge, wenig Ausgänge => für Reflexe zuständig) leiten normalerweise nur einen unkonditionierten Stimulus (US, Futter) ans Gehirn und die Kletterfasern lösen die unkonditionierte Reaktion (UR, Speichelfluss) aus.

• Wird jetzt ein neutraler Stimulus (Glocke) wiederholt gleichzeitig mit dem US dargeboten, verschalten diese sich immer weiter über Moosfasern, Golgizellen und Parallelfasern mit den Kletterfasern, die ja den UR auslösen.

• Die Verschaltung macht dann den neutralen Stimulus zum konditionierten Stimulus (CS) und die unkonditionierte Reaktion (UR) zur konditionierten Reaktion (CR). Die CR ist aber in der Regel schwächer als die UR

Bei der operanten Konditionierung lernt ein Lebewesen eine bestimmte Verhaltensweise häufiger zu zeigen, indem es dafür belohnt wird. Wenn es bestraft wird, verhält es sich seltener so.

Drogen wirken auf bereits vorhandene Neurotransmittersysteme, über direkte oder indirekte Wege aktivieren alle Drogen schließlich das Dopaminsystem

•  Opiate->Endorphine

• Psychostimulantien->Dopamin

• Nikotin->Acetylcholin

• Alkohol->GABA, Glutamat

• Cannabis->Anandamid