APRENDIZAJE Y MEMORIA.. Se revisan tres temáticas: 1.Los mecanismos biológicos básicos para el almacenamiento a largo plazo de recuerdos en el SN. 2.¿Cuáles.

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1 APRENDIZAJE Y MEMORIA.

2 Se revisan tres temáticas: 1.Los mecanismos biológicos básicos para el almacenamiento a largo plazo de recuerdos en el SN. 2.¿Cuáles son los mecanismos de almacenamiento de diferentes duraciones.? 3.¿Qué mecanismos modulan (facilitan e inhiben) el aprendizaje y la formación de memoria.?

3 I. Los mecanismos biológicos básicos para el almacenamiento a Largo Plazo de recuerdos en el SN  El entrenamiento y la experiencia formal de entornos variados conducen a cambios en la neuroquímica y neuroanatomía del cerebro de los roedores. Condiciòn TìpicaCondiciòn enriquecidaCondiciòn empobrecida 3 animales 10-12 animales Objetos estimulantes Mayor nivel de AChE Mayor peso cortical que en condición empobrecida: Mayor grosor cortical y número de espinas dendríticas. Células piramidales. En el Occipital 1 animal La mera experiencia de ser entrenado causaba cambios en el nivel de actividad de la enzima acetilcolinesterasa (AChE) en la Corteza cerebral.

4  Efectos de la experiencia en la sinapsis. Hay mayor número de espinas dendríticas en la situación enriquecida. Las experiencias enriquecidas conducen al desarrollo de un mayor número de contactos sinápticos y redes intracorticales más ricas y complejas. El aprendizaje hace que se desarrollen ramificaciones dendríticas mayores Los animales se equipan con circuitos de procesamiento de información más elaborados a partir de la experiencia enriquecida Mayor engrosamiento postsinàptico en situación enriquecida; las células piramidales son más grandes, con un núcleo más grande para soportar el mayor árbol dendrítico.

5  Los posibles mecanismos de almacenamiento de memoria. Existen cambios en las sinapsis que ya existen y, también cambios en el número de sinapsis Cambios fisiológicos en la sinapsisCambios estructurales El aprendizaje puede alterar la respuesta pre o postsinàptica o ambas. Hay dos posibilidades: 1ª Aumento en el número de moléculas de neurotransmisor liberadas en el impulso nervioso (presináptica: modificaciones químicas de los botones terminales ), lo que altera la respuesta de la neurona postsinàptica. 2ª La responsibidad de las terminaciones postsinàpticas también se puede modificar; por ejemplo aumento en el número de moléculas receptoras; así la misma cantidad de neurotransmisor liberado, inicia un efecto mayor. Puede haber un aumento de terminales en las vías usadas o hacer que una vía más usada tome posesión de terminaciones ocupadas por un competidos más activo.

6 Limitaciones de los modelos sinápticos de memoria. 1º Las sinapsis aisladas son diminutas y subordinadas a sistemas neurales; las conductas dependen de circuitos no de una sola neurona. 2ª Es difícil encontrar correlaciones conductuales examinando respuestas de unidades celulares. 3º El aprendizaje y la memoria pueden romper contactos con otros circuitos.

7 Se presupone que hay procesos neurales distintos en cada tipo de memoria, ya que las alteraciones pueden ocurrir de manera separada. II. Los mecanismos de formación de memoria de diferentes duraciones. Diferentes proceso neuroquímicos pueden mediar el almacenamiento de memoria en diferentes periodos temporales: MLP, MCP, MMP Esto lleva al concepto de procesos neuroquímicos secuenciales en la formación de memoria. El mismo agente químico o farmacológico puede ayudar a la formación de memoria bajo determinadas condiciones y alterarlo en otras. Lo cual conlleva al concepto de modulación en la formación de memoria.

8 Existe la Hipótesis de que la formación de memoria a largo plazo requiere del incremento en la síntesis de proteínas durante unos minutos (horas) despuès de la adquisición de conocimientos.  COMPROBACIÒN DE LA HIPÒTESIS DE LA SÌNTESIS DE PROTEÌNAS EN LA FORMACIÒN DE MLP. En experimentos con pollitos se ha comprobado un aumento en el nivel de síntesis de proteínas despuès de aprender. Pero ¿Por qué no se da por concluyente esta hipótesis? 1º Los fármacos que inhiben la síntesis de proteínas también tienen otros efectos, no sólo en la formación de MLP. 2º Los inhibidores de síntesis de proteínas alteran más la recuperación, que la formación de memoria.

9 Hay sin embargo hallazgos importantes: Hay antibióticos con cualidades amnésicas que inhiben la formación de memoria: Puromicina--- Su inyección bilateral en la corteza temporal bloquea en ratones la retención del entrenamiento del laberinto “Y” La puromicina provoca actividad eléctrica anormal en el hipocampo y es tóxica. Ansiomicina es un efectivo agente amnésico en dosis bajas y puede darse en dosis repetidas. Se comprobó que la síntesis de proteínas puede tener lugar horas despuès del entrenamiento, si durante este tiempo se mantiene la inhibición. Con entrenamiento más intenso puede ser necesario un periodo aun mayor de inhibición de la síntesis de proteínas

10 Normalmente la síntesis de proteínas relacionada con el almacenamiento de memoria ocurre durante los minutos que siguen al entrenamiento. Cuanto mayor sea la duración de la inhibición más elevado era el porcentaje de amnesia. La formación de MLP requiere incremento en la síntesis de proteínas en el periodo de postentrenamiento, es decir, que el entrenamiento causa incremento en la síntesis de proteínas en determinadas regiones encefálicas y que el bloqueo de las de proteínas impide la formación de MLP en muchas situaciones.

11 MECANISMOS DE LA MCP Y LA MMP. Para estas memorias no se requiere a síntesis de proteínas. ¿ Cuáles son los mecanismos neurales que las mantienen? Hipòtesis: Hay tres estadios bioquímicos ligados secuencialmente, esto se basa en que muchos efectos de agentes químicos o farmacológicos sobre la memoria pueden ser separados en tres periodos temporales

12  Un breve estadio no especificado en términos químicos; pero puede ser abolido por una descarga electroconvulsiva.  Ocurre el primer estadio químico relacionado con hiperpolarizaciòn de neuronas causada por un cambio en la conductancia del K+. MCP mantiene la memoria por 10-15 min. Abolido o incrementado por agentes que alteren la conductancia del K+  Es el segundo estadio químico. MMP dura 30 min. Parece estar en relación con una hiperpolarizaciòn causada por cambios en la actividad de la bomba de sodio-potasio.  Tercer estadio que se caracteriza por la síntesis de proteínas que requiere la MLP

13 Es probable que estos estadios sean secuencialmente dependientes, la abolición de un estado elimina el siguiente. Se utilizaron fármacos que abolieron los procesos durante periodos diferentes, y también hay agentes que pueden incrementar la memoria en cada uno de los estadios, lo que proporciona apoyo adicional a este modelo de formación de memoria en 3 estadios.

14 III. Modulación (facilitan e inhiben) el aprendizaje y la formación de memoria. Hay otros factores que afectan los procesos de formación de memoria:  El Estado general de activación del organismo, el estado moderado es óptimo para la formación de memoria.  El estado emocional que acompaña a la experiencia de aprendizaje.  Otros agentes como los estimulantes (anfetamina y cafeína), los depresores ( fenobarbital y el clorhidrato), los neurolépticos, llamados neuromoduladores que afectan la actividad o “ganancia” de las neuronas (como los neurotransmisores acetilcolina y noradrenalina); también fármacos que afectan el sistema transmisor colinérgico o las catecolaminas, péptidos, opiáceos y hormonas.

15 Modulaciòn significa ajuste o adaptación a circunstancias particulares DOS TIPOS DE MODULADORES QUÌMICOS: A)NEUROMODULADORES B) HORMONAS

16 A) NEUROMODULADORES Algunas fibras envían axones a muchas regiones cerebrales y afectan la actividad y los umbrales de las neuronas sobre las que influyen. Por ejemplo las FIBRAS COLINÈRGICAS que se extienden principalmente por la Corteza cerebral y el hipocampo. Una fuente principal de estas fibras moduladoras colinérgicas es el NÙCLEO DE MEYNERT (implicado en el Alzheimer), ya que los axones del sistema modulador colinérgico se ramifican desde este núcleo.

17 Las fibras moduladoras NORADRENÈRGICAS se propagan a partir del Locus Coeruleus, y parecen inervar tiras longitudinales de la CC, que se extienden desde la C. Frontal hasta la C. Occipital. Los agentes que afectan el sistema colinérgico y noradrenèrgico afectan la formación de memoria. Modulaciòn Colinèrgica.Modulaciòn CatecolaminèrgicaModulaciòn por Opiàceos. Escopolamina : Bloquea receptores colinérgicos muscarìnicos y afecta la MLP, PERO no la de CP. Agentes que aumentan la acción colinérgica mejoran la formación de la MLP en humanos Son trasmisores que suelen ser activos por periodos largos cuando son liberados o inyectados. La inyección postensayo en los ventrículos cerebrales en ratones ayuda a la formación de memoria. Cuando se inyectan fármacos postensayo,que disminuyen los niveles de catecolaminas, se altera posteriormente la memoria Los externos o endógenos alteran la retención. Los antagonistas de los opiáceos pueden incrementar la retención. También afectan la formación de memoria inhibiendo la liberación de Noradrenalina y acetilcolina.

18 B) MODULACIÒN HORMONAL. Varias Hrm afectan la memoria, aunque se administren en el cuerpo y no en el cerebro. LA ACTH, LOS PÉPTIDOS OPIÁCEOS, LA VASOPRESINA Y LA OXITOCINA. La ACTH y la vasopresina pueden tener efectos facilitadores o perturbadores sobre la memoria, en función de la dosis. La oxitocina y opiáceos endógenos como encefalina y endorfina parecen ser consistentemente amnèsicos Se sugiere que éstas Hrm amnésicas proporcionan un mecanismo para impedir el almacenamiento de una cantidad excesiva de información; pero también hay Hrm que aumentan la retención. LAS HRM MODULAN EN CUALQUIER DIRECCIÒN:AUMENTAN O DISMINUYEN

19  Mecanismos de modulación. Hay tres hipòtesis Los fármacos estimulantes y depresores que modulan la memoria pueden en realidad alterar las tasas de síntesis de proteínas. Ya sea directamente o a través de su interacción con la ansiomicina. Las pruebas excluyen estas posibilidades, no tienen efectos sobre la síntesis de proteínas. Los agentes moduladores pueden alterar la retroalimentación motivacional, importante para la formación de la MLP. Si ciertos e`s tienen consecuencias motivacionales son más aptos para acceder a la MLP ( noraderenalina y catecolaminas / motivación) E`s relevante: Que el nivel de activación despuès de la adquisición desempeña un importante papel en la determinación de la longitud del tiempo y de la velocidad de la fase biosintètica de la formación de memoria.

20 Aproximación evolutiva de la memoria y el aprendizaje.  Amnesia infantil,  Diferencias sexuales en la formación de hábitos.  Demencia tipo Alzheimer.  Patología de la memoria Humana: Amnesia.  Síndromes amnésicos y neuropatología: Síndrome de Korsakoff Amnesia hipocàmpica