मानव मस्तिष्क कैसे सीखता है? - तंत्रिका - 2025

हमारा मस्तिष्क अनुभवों से सीखता है: हमारे वातावरण का सामना करना हमारे तंत्रिका तंत्र (कार्लसन, 2010) के संशोधन के माध्यम से हमारे व्यवहार को बदल देता है। इस तथ्य के बावजूद कि हम अभी भी ठीक-ठीक और हर स्तर पर इस प्रक्रिया में भाग लेने वाले प्रत्येक न्यूरोकेमिकल और भौतिक तंत्र को जानने से दूर हैं, विभिन्न प्रायोगिक सबूतों ने सीखने की प्रक्रिया में शामिल तंत्रों के बारे में काफी व्यापक ज्ञान जमा किया है।

हमारे जीवन भर मस्तिष्क बदलता रहता है। न्यूरॉन्स जो इसे बनाते हैं, उन्हें विभिन्न कारणों के परिणामस्वरूप संशोधित किया जा सकता है: विकास, मस्तिष्क की चोट के कुछ प्रकार से पीड़ित, पर्यावरण की उत्तेजना और मौलिक रूप से, सीखने के परिणामस्वरूप (बीएनए, 2003)।

मस्तिष्क सीखने की बुनियादी विशेषताएं

सीखना एक आवश्यक प्रक्रिया है, जो स्मृति के साथ मिलकर, मुख्य साधन यह है कि जीवित प्राणियों को हमारे पर्यावरण के पुनरावर्ती संशोधनों के अनुकूल होना चाहिए।

हम शब्द सीखने का उपयोग इस तथ्य को संदर्भित करने के लिए करते हैं कि अनुभव हमारे तंत्रिका तंत्र (एनएस) में परिवर्तन पैदा करता है, जो लंबे समय तक चलने वाला हो सकता है और व्यवहार स्तर पर एक संशोधन को शामिल कर सकता है (मॉर्गेडो, 2005)।

अनुभव खुद को उस तरीके से बदलते हैं जिसमें हमारा शरीर एनएस के संशोधन के माध्यम से इन प्रक्रियाओं में भाग लेने वाले सर्किट को बदल देता है, कार्य करता है, सोचता है या योजना बनाता है (कार्लसन, 2010)।

इस तरह, उसी समय जब हमारा शरीर पर्यावरण के साथ बातचीत करता है, हमारे मस्तिष्क के अन्तर्ग्रथनी कनेक्शन परिवर्तन से गुजरेंगे, नए कनेक्शन स्थापित हो सकते हैं, जो हमारे व्यवहार के प्रदर्शनों की सूची में उपयोगी होते हैं या अन्य जो उपयोगी या कुशल गायब नहीं होते हैं (BNA, 2003)।

इसलिए, यदि सीखने को हमारे अनुभवों के परिणामस्वरूप हमारे तंत्रिका तंत्र में होने वाले परिवर्तनों के साथ करना है, जब इन परिवर्तनों को समेकित किया जाता है तो हम यादों की बात कर सकते हैं। (कार्लसन, 2010)। मेमोरी एक बदलाव है जो उन परिवर्तनों से है जो एनएस में होते हैं और हमारे जीवन में निरंतरता की भावना प्रदान करते हैं (मॉर्गेडो, 2005)।

सीखने और स्मृति प्रणालियों के कई रूपों के कारण, वर्तमान में यह सोचा गया है कि सीखने की प्रक्रिया और नई यादों का निर्माण synaptic plasticity पर निर्भर करता है, एक ऐसी घटना जिसके माध्यम से न्यूरॉन्स एक दूसरे के साथ संवाद करने की अपनी क्षमता को बदलते हैं (BNA, 2003))।

मस्तिष्क सीखने के प्रकार

सीखने की प्रक्रिया में शामिल मस्तिष्क तंत्र का वर्णन करने से पहले, सीखने के विभिन्न रूपों को चिह्नित करना आवश्यक होगा, जिसके भीतर हम कम से कम दो बुनियादी प्रकार के सीखने में अंतर कर सकते हैं: गैर-सहयोगी शिक्षण और साहचर्य सीखने।

-नहीं-सहयोगी शिक्षा

गैर-साहचर्य अधिगम कार्यात्मक प्रतिक्रिया में परिवर्तन को संदर्भित करता है जो एकल उत्तेजना की प्रस्तुति के जवाब में होता है। बदले में गैर-साहचर्य सीखने के दो प्रकार हो सकते हैं: आवास या संवेदीकरण (भालू एट अल।, 2008)।

आदी होना

एक उत्तेजना की बार-बार प्रस्तुति इसकी प्रतिक्रिया की तीव्रता में कमी पैदा करती है (भालू एट अल।, 2008)।

उदाहरण: यदि आप केवल एक फोन के साथ एक घर में रहते थे। जब यह बजता है, तो वह कॉल का जवाब देने के लिए दौड़ता है, हालांकि हर बार जब वह करता है, तो कॉल किसी और के लिए होता है। जैसे ही यह घटना बार-बार होती है, वे फोन पर प्रतिक्रिया देना बंद कर देंगे और सुनने में भी रुक सकते हैं (बेयर एट अल।, 2008)।

संवेदीकरण

एक नई या तीव्र उत्तेजना की प्रस्तुति बाद के सभी उत्तेजनाओं के लिए बढ़े हुए परिमाण की प्रतिक्रिया पैदा करती है।

उदाहरण: मान लीजिए कि आप रात में एक अच्छी तरह से रोशनी वाली सड़क पर एक फुटपाथ पर चल रहे हैं, और अचानक एक ब्लैकआउट होता है। कोई भी नया या अजीब उत्तेजना जो प्रकट होता है, जैसे कि नक्शेकदम को सुनना या एक अप्रोच कार की हेडलाइट्स को देखकर परेशान हो जाएगा। संवेदनशील उत्तेजना (ब्लैकआउट) ने संवेदीकरण का नेतृत्व किया, जो सभी बाद की उत्तेजनाओं के प्रति उनकी प्रतिक्रिया को तेज करता है (भालू एट अल।, 2008)।

-समाज शिक्षा

इस प्रकार की शिक्षा विभिन्न उत्तेजनाओं या घटनाओं के बीच संघों की स्थापना पर आधारित है। साहचर्य सीखने के भीतर हम दो उपप्रकारों को अलग कर सकते हैं: शास्त्रीय कंडीशनिंग और वाद्य कंडीशनिंग (भालू एट अल।, 2008)।

क्लासिकल कंडीशनिंग

इस प्रकार के सीखने में एक उत्तेजना के बीच एक जुड़ाव होगा, जो एक प्रतिक्रिया का कारण बनता है (बिना प्रतिक्रिया या बिना प्रतिक्रिया, RNC / RI), बिना शर्त या बिना शर्त उत्तेजना (ENC / EI), और एक अन्य उत्तेजना जो आम तौर पर प्रतिक्रिया को उत्तेजित नहीं करती है। वातानुकूलित प्रोत्साहन (सीएस), और इसके लिए प्रशिक्षण की आवश्यकता होगी।

सीएस और यूएस की युग्मित प्रस्तुति में प्रशिक्षित प्रोत्साहन के लिए सीखी गई प्रतिक्रिया (वातानुकूलित प्रतिक्रिया, सीआर) की प्रस्तुति शामिल होगी। कंडीशनिंग केवल तभी होगी जब उत्तेजनाओं को एक साथ प्रस्तुत किया जाता है या यदि सीएस बहुत ही कम समय के अंतराल में ईएनसी से पहले आता है (भालू एट अल, 2008)।

उदाहरण: कुत्तों के मामले में एक ईएनसी / ईसी उत्तेजना, मांस का एक टुकड़ा हो सकता है। मांस को देखने पर, कुत्ते एक लार प्रतिक्रिया (आरएनसी / आरआई) का उत्सर्जन करेंगे। हालांकि, अगर एक घंटी की आवाज़ से एक कुत्ते को उत्तेजना के रूप में प्रस्तुत किया जाता है, तो यह कोई विशेष प्रतिक्रिया नहीं पेश करेगा। यदि हम बार-बार प्रशिक्षण के बाद दोनों उत्तेजनाओं को एक साथ या पहले घंटी (सीई) और फिर मांस की आवाज पेश करते हैं। ध्वनि बिना नमक की प्रतिक्रिया को भड़काने में सक्षम होगी, बिना मांस मौजूद होने के। भोजन और मांस के बीच एक संबंध रहा है। ध्वनि (ईसी) एक सशर्त प्रतिक्रिया (सीआर), उत्तेजना को भड़काने में सक्षम है।

वाद्य की कंडीशनिंग

इस प्रकार की सीख में, आप एक प्रतिक्रिया (मोटर एक्ट) को एक महत्वपूर्ण उत्तेजना (एक इनाम) के साथ जोड़ना सीखते हैं। इंस्ट्रूमेंटल कंडीशनिंग होने के लिए, यह आवश्यक है कि उत्तेजना या इनाम व्यक्ति की प्रतिक्रिया के बाद होता है।

इसके अलावा, प्रेरणा भी एक महत्वपूर्ण कारक होगी। दूसरी ओर, एक वाद्य प्रकार का कंडीशनिंग भी होगा यदि इनाम के बजाय, व्यक्ति एक प्रतिवर्ती वैलेंस उत्तेजना (बीयर एट अल।, 2008) के लापता होने को प्राप्त करता है।

उदाहरण: यदि हम एक लीवर के साथ एक बॉक्स में भूखे चूहे को पेश करते हैं जो भोजन प्रदान करेगा, बॉक्स की खोज के दौरान चूहा लीवर (मोटर अधिनियम) को दबाएगा और निरीक्षण करेगा कि भोजन दिखाई देता है (इनाम)। जब आप इसे अधिक बार करते हैं, तो चूहा भोजन प्राप्त करने के साथ लीवर को दबाएगा। इसलिए, आप लीवर को तब तक दबाएंगे जब तक आप संतुष्ट न हों (भालू एट अल।, 2008)।

मस्तिष्क सीखने की तंत्रिका विज्ञान

सशक्तीकरण और अवसाद

जैसा कि हमने पहले उल्लेख किया है, सीखने और स्मृति को सिनैप्टिक प्लास्टिसिटी प्रक्रियाओं पर निर्भर माना जाता है।

इस प्रकार, विभिन्न अध्ययनों से पता चला है कि सीखने की प्रक्रियाएं (जिनमें से ऊपर वर्णित हैं) और स्मृति, synaptic कनेक्टिविटी में परिवर्तन को जन्म देती हैं जो न्यूरॉन्स के बीच ताकत और संचार क्षमता को बदल देती हैं।

कनेक्टिविटी में ये परिवर्तन आणविक और सेलुलर तंत्र का परिणाम होगा जो इस गतिविधि को न्यूरोनल उत्तेजना और अवरोध के परिणामस्वरूप नियंत्रित करता है जो संरचनात्मक प्लास्टिसिटी को नियंत्रित करता है।

इस प्रकार, उत्तेजक और निरोधात्मक सिनैप्स की मुख्य विशेषताओं में से एक उनकी आकारिकी और स्थिरता में परिवर्तनशीलता का उच्च स्तर है जो उनकी गतिविधि और समय बीतने के परिणामस्वरूप होता है (कारोनी एट अल।, 2012)।

इस क्षेत्र में विशेष रूप से लंबे समय तक पोटेंशिएन (पीएलपी) - और लंबी अवधि के अवसाद (डीएलपी) प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप, इस क्षेत्र में विशेष रूप से दीर्घकालिक परिवर्तन में रुचि रखते हैं।

• दीर्घकालिक पोटेंशिएशन: सिनैप्टिक कनेक्शन में उत्तेजना या बार-बार सक्रियण के परिणामस्वरूप सिनैप्टिक ताकत में वृद्धि होती है। इसलिए, उत्तेजना की उपस्थिति में एक सुसंगत प्रतिक्रिया दिखाई देगी, जैसे कि संवेदीकरण के मामले में।
• दीर्घकालिक अवसाद (डीएलपी): सिनैप्टिक कनेक्शन में बार-बार सक्रियण की अनुपस्थिति के परिणामस्वरूप सिनैप्टिक ताकत में वृद्धि होती है। इसलिए, उत्तेजना की प्रतिक्रिया का परिमाण कम या शून्य भी होगा। हम कह सकते हैं कि आवास की एक प्रक्रिया होती है।

आदत और जागरूकता

सीखने और स्मृति को रेखांकित करने वाले तंत्रिका परिवर्तनों की पहचान करने में रुचि रखने वाले पहले प्रायोगिक अध्ययनों ने सीखने के सरल रूपों जैसे वास, संवेदीकरण या शास्त्रीय कंडीशनिंग का उपयोग किया।

इस पृष्ठभूमि के खिलाफ, अमेरिकी वैज्ञानिक एरिक कंदेल ने अपने अध्ययन पर ध्यान केंद्रित करते हुए Aplysia Californiaórnica के गिल रिट्रेक्शन रिफ्लेक्स पर ध्यान केंद्रित किया, इस आधार से शुरू हुआ कि तंत्रिका संरचनाएं इन और उच्च प्रणालियों के बीच अनुरूप हैं।

इन अध्ययनों ने पहला सबूत दिया कि व्यवहार में शामिल न्यूरॉन्स के बीच सिनैप्टिक कनेक्शन की प्लास्टिसिटी से स्मृति और सीखने की मध्यस्थता होती है, जिससे पता चलता है कि सीखने से मेमोरी स्टोरेज (मेफ़ोर्ड एट) के साथ संरचनात्मक परिवर्तन होते हैं अल।, 2012)।

रामोन वाई काजल की तरह कंदेल ने निष्कर्ष निकाला कि सिनैप्टिक कनेक्शन अपरिवर्तनीय नहीं हैं और यह कि संरचनात्मक और / या संरचनात्मक परिवर्तन मेमोरी स्टोरेज (मेफोर्ड एट अल।, 2012) का आधार बनते हैं।

सीखने के न्यूरोकेमिकल तंत्र के संदर्भ में, अभ्यस्त और संवेदीकरण दोनों के लिए अलग-अलग घटनाएं होंगी।

आदी होना

जैसा कि हमने पहले उल्लेख किया है, अभ्यस्त में प्रतिक्रिया की तीव्रता में कमी होती है, एक उत्तेजना की दोहराया प्रस्तुति का परिणाम है। जब एक उत्तेजना संवेदी न्यूरॉन द्वारा माना जाता है, तो एक उत्तेजक क्षमता उत्पन्न होती है जो एक प्रभावी प्रतिक्रिया की अनुमति देती है।

जब उत्तेजना को दोहराया जाता है, तो उत्तेजक क्षमता उत्तरोत्तर कम हो जाती है, जब तक कि अंत में एक पोस्टसिनेप्टिक एक्शन पोटेंशिअल उत्पन्न करने के लिए आवश्यक न्यूनतम डिस्चार्ज थ्रेशोल्ड को पार करने में विफल रहता है, जो मांसपेशियों के संकुचन को संभव बनाता है।

इस उत्तेजक क्षमता में कमी का कारण इस तथ्य के कारण है कि, चूंकि उत्तेजना लगातार दोहराई जाती है, पोटेशियम आयनों (के ⁺) का उत्पादन बढ़ रहा है, जो बदले में कैल्शियम चैनलों को बंद करने का कारण बनता है (सीए ²⁺), जो कैल्शियम आयनों के प्रवेश को रोकता है। इसलिए, यह प्रक्रिया ग्लूटामेट (मेफोर्ड एट अल, 2012) की रिहाई में कमी के कारण होती है।

संवेदीकरण

संवेदीकरण अधिवास का अधिगम का एक अधिक जटिल रूप है, जिसमें एक गहन उत्तेजना बाद की सभी उत्तेजनाओं के लिए अतिरंजित प्रतिक्रिया पैदा करती है, यहां तक ​​कि उन पर जो पहले से ही कम या कोई प्रतिक्रिया नहीं देते थे।

सीखने का एक मूल रूप होने के बावजूद, इसकी अलग-अलग अवस्थाएँ हैं, छोटी और लंबी अवधि। जबकि अल्पकालिक संवेदीकरण में तेजी से और गतिशील सिनैप्टिक परिवर्तन शामिल होंगे, दीर्घकालिक संवेदीकरण लंबे समय तक चलने और स्थिर परिवर्तन, गहरा संरचनात्मक परिवर्तनों का परिणाम होगा।

इस अर्थ में, संवेदीकरण उत्तेजना (तीव्र या नया) की उपस्थिति में, ग्लूटामेट की एक रिहाई होगी, जब प्रीसिनैप्टिक टर्मिनल द्वारा जारी की गई राशि अत्यधिक होती है, तो यह पोस्टसिनेप्टिक एएमपीए रिसेप्टर्स को सक्रिय करेगा।

यह तथ्य Na2 + को पोस्टसिनेप्टिक न्यूरॉन में प्रवेश करने की अनुमति देगा, इसके विध्रुवण के साथ-साथ NMDA रिसेप्टर्स की रिहाई की अनुमति देगा, जो अब तक Mg2 + आयनों द्वारा अवरुद्ध किया गया था, दोनों घटनाएँ पोस्टइनएप्टिक न्यूरॉन में Ca2 + के बड़े पैमाने पर प्रवेश की अनुमति देंगी।

यदि संवेदीकरण उत्तेजना को लगातार प्रस्तुत किया जाता है, तो यह सीए 2 + इनपुट में लगातार वृद्धि का कारण बनेगा, जो विभिन्न किनेसेस को सक्रिय करेगा, जिससे आनुवांशिक कारकों और प्रोटीन संश्लेषण की प्रारंभिक अभिव्यक्ति की शुरुआत होगी। यह सब दीर्घकालिक संरचनात्मक संशोधनों को जन्म देगा।

इसलिए, प्रोटीन संश्लेषण में दो प्रक्रियाओं के बीच मूलभूत अंतर पाया जाता है। उनमें से पहले में, अल्पकालिक संवेदीकरण में, इसके लिए इसकी क्रिया आवश्यक नहीं है।

दूसरी ओर, दीर्घकालिक संवेदीकरण में यह आवश्यक है कि एक प्रोटीन संश्लेषण होता है ताकि स्थायी और स्थिर परिवर्तन हो सकें जो नए सीखने के गठन और रखरखाव के उद्देश्य से हैं।

मस्तिष्क में सीखने का समेकन

सीखना और स्मृति संरचनात्मक परिवर्तनों का परिणाम है जो सिनैप्टिक प्लास्टिसिटी के परिणामस्वरूप होता है। होने वाले इन संरचनात्मक परिवर्तनों के लिए, यह आवश्यक है कि एक दीर्घकालिक वृद्धि प्रक्रिया, या सिनैप्टिक शक्ति समेकन हो।

लंबी अवधि के संवेदीकरण की प्रेरण में, प्रोटीन संश्लेषण और आनुवांशिक कारकों की अभिव्यक्ति दोनों जो संरचनात्मक परिवर्तनों को जन्म देंगे, आवश्यक हैं। इन घटनाओं के होने के लिए, आणविक कारकों की एक श्रृंखला होनी चाहिए:

• टर्मिनल में सीए 2 + के प्रवेश में लगातार वृद्धि से विभिन्न किनेसेस सक्रिय हो जाएंगे, जिससे आनुवांशिक कारकों की प्रारंभिक अभिव्यक्ति और प्रोटीन के संश्लेषण की शुरुआत होगी, जो नए एएमपीए रिसेप्टर्स को शामिल करने की ओर ले जाएगा, जिन्हें डाला जाएगा झिल्ली और PLP को बनाए रखेगा।

इन आणविक घटनाओं के परिणामस्वरूप डेंड्रिटिक आकार और आकार में परिवर्तन होगा, कुछ क्षेत्रों में डेंड्राइट स्पाइन की संख्या में वृद्धि या कमी होने की संभावना के साथ।

इन स्थानीय परिवर्तनों के अलावा, वर्तमान शोध से पता चला है कि परिवर्तन वैश्विक स्तर पर भी होते हैं, क्योंकि मस्तिष्क एक एकीकृत प्रणाली के रूप में कार्य करता है।

इसलिए, ये संरचनात्मक परिवर्तन सीखने का आधार हैं, इसके अलावा, जब ये परिवर्तन समय के साथ होते हैं, तो हम स्मृति के बारे में बात करेंगे।

संदर्भ

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