Bases neurobiológicas de los procesos de

aprendizaje y memoria (II)

Jessica Ruiz Medina

Licenciada en Psicología

Doctora en Neurociencias por la

Universidad Autónoma de Barcelona

El aprendizaje es el proceso por el cual adquirimos nueva información o

conocimiento. La memoria constituye el proceso por el cual este

conocimiento es codificado, almacenado y, más tarde, recuperado.

El aprendizaje se manifiesta por medio de múltiples

sistemas diferenciados anatómica y

funcionalmente.

En función del criterio temporal, la memoria se divide en:

En función del criterio cualitativo, la memoria se divide en:

Aprendizaje y memoria no declarativa (implícita)

- Aprendizaje no asociativo: Habituación y Sensibilización

- Aprendizaje asociativo: Condicionamiento clásico e instrumental

- Aprendizaje procedimental

- Priming

Aprendizaje no asociativo: Habituación y Sensibilización

Aplysia Californica

Estudio de la retracción de la branquia ante

diferentes estímulos aplicados en el sifón o

en la cola.

Branquia Sifón

Cola

Habituación

Habituación: la presentación

repetitiva del mismo estímulo

ocasiona una disminución de la

respuesta

La estimulación repetitiva de la neurona

sensorial provoca que la respuesta de la

motoneurona con la que sinapta sea

progresivamente menor.

Esto se debe a que con repeticiones

sucesivas, la neurona sensorial libera

menos glutamato hacia la motoneurona.

Habituación

Sensibilización

Sensibilización: La presentación de un

estímulo aversivo de elevada intensidad en la

cola produce un incremento en la respuesta

dada ante la estimulación del sifón.

La sensibilización recluta neuronas adicionales. El estímulo intenso que se aplica en

la cola evoca la sensibilización, activando neuronas sensitivas que inervan la cola.

Estas neuronas sensitivas excitan interneuronas que liberan serotonina en las

terminaciones presinápticas de las neuronas sensitivas del sifón.

La serotonina aumentará la excitabilidad de las neuronas sensitivas del sifón, lo que

conduce a un incremento de la excitación sináptica de las neuronas motoras

Sensibilización

Condicionamiento

Condicionamiento clásico

- Cerebelo

- Amígdala (si componente emocional)

Cerebelo

Respuestas emocionales condicionadas

Núcleos Central y Basolateral de la Amígdala

Respuesta de freezing

Paradigma del parpadeo

Eyeblink conditioning

Paradigma del parpadeo

Eyeblink conditioning

Christian and Thompson, 2003

Condicionamiento instrumental

-DMS

-CPF

Condicionamiento

Respuesta Refuerzo

+

Sustrato neural: neocorteza

La percepción de nuestro entorno y de los

estímulos que lo componen provoca que se

genere una huella en forma de memoria de

estos estímulos en la neocorteza, sin ser

conscientes, de manera que posteriormente

esta huella puede ser activada y, por lo tanto,

la información recuperada.

Priming (aprendizaje perceptivo)

Corteza inferotemporal (IT) Corteza temporo-occipital

Priming (aprendizaje perceptivo)

EEs auditivos EEs visuales

Lista A

Mano

Pequeño

Caballo

Volar

Gordo

Polvo

Gusano

Bueno

Nieve

Cuatro

Lista B

Man-

Tes-

Cab-

Mun-

Gor-

Cue-

Gus-

Mal-

Nie-

Tri-

Aprendizaje procedimental

El aprendizaje procedimental se basa en la repetición, de manera que

progresivamente se va consiguiendo una mayor competencia en diferentes hábitos y

habilidades.

Papel clave de:

- circuito cortico-cerebelar-tálamo-

cortical: aprender una nueva

secuencia de movimientos

- circuito cortico-ganglio basal-

tálamo-cortical: modificar una

secuencia ya aprendida (adaptación

motora)

Circuito cortico-cerebelar-tálamo-cortical

Aprender una nueva secuencia de movimientos

Circuito cortico-ganglio basal-tálamo-cortical

Modificar una secuencia ya

aprendida (adaptación motora)

Ganglios

basales

Áreas premotoras y motoras

Aprendizaje y memoria declarativa (explícita)

- Semántica: hace referencia al conocimiento que tenemos sobre el mundo en

general, tanto si lo hemos aprendido en el día a día, en la escuela o leyendo por

nuestra cuenta

- Episódica: se incluyen todas aquellas vivencias propias, todo aquello que nos ha

pasado a lo largo de la vida

- Espacial: este tipo de aprendizaje nos permite conocer con detalle nuestro entorno,

movernos por él, y afrontar con garantías entornos nuevos.

Aprendizaje y memoria

declarativa

El sustrato neural del aprendizaje

declarativo se encuentra

principalmente en el lóbulo

temporal medial y concretamente

en la formación hipocampal.

Corteza Parahipocampal

Corteza Perirrinal

Corteza Entorrinal

Giro dentado

CA3

CA1

Subículo

Vía perforante

Fibras musgosas

Colaterales Schaffer

Formación hipocampal

Estudios en animales

Test de no apareamiento

demorado con la muestra

(TNADM)

Las lesiones del hipocampo y

corteza adyacente producen

severos déficits en esta tarea.

Este test evalúa la habilidad para

reconocer como familiar un

objeto presentado recientemente.

Estudios en animales

Los animales con lesiones en la formación

hipocampal presentan déficits muy

pronunciados en diferentes formas de

exploración y aprendizaje espacial.

Esto se ha puesto de manifiesto con tareas

de aprendizaje y memoria espacial como el

Laberinto de Morris o el Laberinto Radial.

Laberinto acuático de Morris

Estudios en animales

Estudios en animales

… el hipocampo media la formación de mapas cognitivos. Es decir, la

formación de una representación neural organizada del ambiente físico.

Estudios en animales

Las lesiones del hipocampo afectan a la

información nueva de cada ensayo

impidiendo recordar a los animales

cuáles son los brazos en los que justo

acaban de entrar.

+ +

+

- -

-

- -

Estudios en humanos

Cuando la persona necesitaba navegar por el ambiente, se produjo un

incremento de la actividad del hipocampo que correlacionaba con la

precisión en la navegación.

En resumen…

el déficit de memoria causado por lesiones del hipocampo es

global. Se observan déficits en tareas espaciales (Morris,

laberinto radial) y no espaciales (TNADM)

Memoria de trabajo y CPF

La memoria de trabajo se utiliza para

mantener información on-line durante

unos segundos y sirve como base para

realizar actividades cognitivas básicas

como comprensión, razonamiento y

resolución de problemas.

La memoria de trabajo depende de la

corteza prefrontal

Las personas con lesiones prefrontales tienen grandes dificultades

cuando se cambia el criterio de ordenación de las cartas; continúan

perseverando y aplicando una regla que ya no es válida.

Una tarea que muestra problemas en la resolución de problemas asociados al daño

de la corteza prefrontal es el test de elección de cartas de Wisconsin.

Test de Stroop

Disfunciones de la CPF alteran la capacidad de inhibir una

respuesta muy automática, como es leer, en favor de una respuesta

menos automatizada, como es denominar un color.

Dar respuestas nuevas o poco habituales

Nos permite inhibir las tendencias de

respuesta habituales

Torre de Londres

Las disfunciones de la CPF

amplían el número de

movimientos necesarios para

realizar la prueba o, en casos

severos, impiden que el

sujeto realice la tarea con

éxito.

Planificar o tomar decisiones

Corregir errores

Amnesia. Concepto y tipos.

Amnesias

Los déficits de memoria como

consecuencia de daño cerebral,

enfermedad o trauma psicológico se

llaman amnesia.

Cualquier lesión que afecte al lóbulo

temporal medial puede producir amnesia

observándose una incapacidad para

aprender nuevas cosas o una pérdida

de los recuerdos previos a la lesión.

Estudios con el paciente H.M.

Con 27 años se le practicó una

operación en la que se le extirparon

bilateralmente los lóbulos

temporales mediales, incluyendo

córtex e hipocampo.

La cirugía fue un éxito para el

tratamiento de la epilepsia

Henry Gustav Molaison

Estudios con el paciente H.M.

Tenía una amnesia retrógrada parcial, dado que no podía recordar algunos

acontecimientos que ocurrieron durante los dos y tres años precedentes a la

cirugía. Este tipo de amnesia era gradual.

El problema más grave es la extrema amnesia anterógrada que presentaba,

aunque podía retener información durante unos minutos si mantenía la

información activa y nadie lo distraía.

H.M. podía formar nuevos recuerdos procedimentales

En resumen…

el déficit más importante producido por la lesión del lóbulo temporal es

que no se puede convertir la memoria a corto plazo en memoria a largo

plazo; es decir, no se puede consolidar nueva información de tipo explícito

o declarativo.

Estudios con el paciente H.M.

Conclusiones extraídas a partir del caso H.M…

El hipocampo está involucrado en convertir los recuerdos a corto plazo en recuerdos a

largo plazo de tipo declarativo.

Los lóbulos temporales mediales no se requieren para la memoria inmediata.

Los lóbulos temporales mediales, y en concreto el hipocampo, no son el lugar donde se

almacena la memoria a largo plazo del conocimiento adquirido previamente.

Los lóbulos temporales mediales no parecen necesarios para aprendizajes de tipo

procedimental o no declarativo.

Según su clasificación Cronológica puede ser

• Anterógrada o de fijación

• Retrógrada

Según su clasificación Etiológica puede ser:

1- Sd amésicos:

- Sd Korsakoff,

- Otros: TCE, ACV, virus del herpes…

2- Lacunar

3- Psicógena o Disociativa (Fuga disociativa)

4- Global Transitoria