Pamięć na zawołanie – uczenie się i mechanizmy pamięciowe

Cogito ergo sum

Myślę więc jestem, rzekł w nowożytnych czasach wielki myśliciel Kartezjusz, przez co na trwałe zapisał się na kartach podręczników do historii. Myślimy niewątpliwie dzięki naszemu wysoko rozwiniętemu mózgowi. To wysoko wyspecjalizowane skupisko komórek układu nerwowego, które poprzez integrację i sprawną kontrolę nad pozostałymi układami, zapewniają prawidłowe funkcjonowanie całej skomplikowanej maszynerii ciała ludzkiego. Mózg to także swoisty bank, w którym zdeponowane są wszelkie informacje zdobyte podczas życia osobnika. Warunkiem do ulokowania informacji w naszym banku pamięci jest sprawie działający mechanizm uczenia się. Procesem tym nazywamy zdobywanie i gromadzenie doświadczeń, w wyniku czego powstają nowe formy zachowania się osobnika, a także następuje modyfikacja zachowań oraz działań wcześniej nabytych. Przyjmuje się, że umiejętność nauki rozwinęła się u zwierząt wraz z postępem ewolucji ośrodkowego układu nerwowego. Pierścienice są najniżej zaawansowanymi filogenetycznie zwierzętami, u których możemy doświadczalnie zaobserwować mechanizmy uczenia się oraz uznać je za autentyczne. Umożliwia to im dwubocznie symetryczny, synaptyczny układ nerwowy. Zdolniejsze od pierścienic są głowonogi oraz stawonogi, które charakteryzują się znaczną koncentracją masy nerwowej w zwojach położonych w przednim odcinku ciała. Z kolei u kręgowców, wraz z zaawansowanym rozwojem powiększonych struktur mózgowych, zdolność nauki uległa dalszemu postępowi. Doskonałym przykładem może być tutaj człowiek, który jak wiemy „uczy się przez całe życie” (Dethier i Stellar, 1966; Sadowski, 2001).

Rodzaje uczenia się

Z biologicznego punktu widzenia, uczenie się dzielimy na percepcyjne oraz asocjacyjne.  Nauka poprzez percepcję polega na zapoznawaniu się z barwą, kształtem przedmiotów, topografią terenu oraz cechami innych osobników. Dzieje się to jedynie na podstawie informacji odbieranych z otoczenia dzięki narządom zmysłu wzroku. W rezultacie, zwierzęta mogą rozpoznawać ważne miejsca w środowisku w którym żyją np. miejsce gdzie schowały pokarm. Natomiast ludzie, dzięki percepcji poznają twarze znajomych sobie osób. Nauka percepcyjna może być utajona lub też wpajana. Utajona występuje wtedy, gdy zwierzę bezinteresownie uczy się topografii terenu i nie otrzymuje za to nagrody. W efekcie, zdolność tę wykorzystuje przy późniejszym poszukiwaniu jedzenia w otaczającym je środowisku. Z kolei nauka wpajana, polega na zaprezentowaniu danej czynności osobnikowi młodocianemu przez bardziej doświadczonego rodzica. Przykładem uczenia się przez wpajanie jest ptasia lekcja śpiewu. Dorosłe ptaki w odpowiednim okresie życia pokazują swoim pisklętom jak ułożyć dziób, aby prawidłowo wydać swoisty gatunkowo zestaw dźwięków. Podobny mechanizm obserwujemy w przypadku podążania ufnego potomstwa za swoją kaczą mamą. U człowieka podczas życia płodowego wpajanie tonów serca matki powoduje, że po wyjściu na świat, noworodek trzymany przez swoją matkę uspokaja się, kiedy słyszy znajome bicie jej rodzicielskiego serca. Po serii badań naukowych udowodniono, że w wyniku wpajania dochodzi do zaawansowanych zmian morfologicznych i funkcjonalnych kory mózgu. Metody uczenia się Drugim rodzajem nauki jest uczenie się asocjacyjne, które polega na tworzeniu związków pomiędzy bodźcami oraz między bodźcem a reakcją. Uczenie to może odbywać się metodą prób i błędów (rządzi nią przypadek),  przez wgląd (oparte na doświadczeniu z przeszłości) oraz poprzez naśladowanie działań innych osobników (Dethier i Stellar, 1966; Kurcz, 1995; Sadowski, 2001).

Odruchy warunkowe, bezwarunkowe i instrumentalne

Osobnik mający kontakt z bodźcami środowiskowymi, uczy się wyrabiając w sobie odruchy, które nazywamy warunkowymi. Ich przeciwieństwem są odruchy bezwarunkowe, czyli wrodzone, które są odziedziczone po przodkach. Dobrym przykładem może być tutaj mruganie powiekami osłaniającymi od zewnątrz nasze oczy. Iwan P. Pawłow zajmował się badaniem klasycznych odruchów warunkowych u swojego słynnego psa. Podczas tego doświadczenia bodziec obojętny np. światło lub dźwięk dzwonka, zostaje skojarzony tj. wzmocniony z  bodźcem bezwarunkowym (najczęściej widok jedzenia), w efekcie czego bodziec obojętny nabiera cech bodźca warunkowego i wyzwala odruch warunkowy, identyczny do odruchu bezwarunkowego, czyli wydzielania śliny przez gruczoły ślinowe. Drugim rodzajem odruchów warunkowych są odruchy instrumentalne, których eksperymentalny model przedstawił Edward L. Thorndike. Warunkowanie instrumentalne (zwane również pomocniczym) polega na tym, że odpowiednia forma zachowania utrwala się lub nie występuje, w zależności od tego co jest konsekwencją, nagroda czy kara. Odruchami instrumentalnymi rządzą popędy apetytywne – jeśli osobnik zostanie nagrodzony, mówimy wtedy o wzmocnieniu pozytywnym lub reakcje obronne – ukaranie np. w postaci impulsu elektrycznego, mówimy wtedy o wzmocnieniu negatywnym, którego efektem jest ucieczka czy inna próba uniknięcia kary. Warunkowanie instrumentalne jest często stosowane przez pedagogów wobec swoich podopiecznych, przez pracodawców, czy też treserów zwierząt domowych (Dethier i Stellar, 1966; Sadowski, 2001).

Molekularny mechanizm zapamiętywania

Podczas uczenia się, w naszym mózgu zachodzą istotne zmiany. Pomiędzy grupami neuronów następuje aktywacja połączeń synaptycznych, która utrzymuje się nawet do kilku tygodni. Wiążę się to z procesem długotrwałego wzmocnienia synaptycznego (LTP), który polega na uwrażliwieniu neuronu postsynaptycznego na kwas glutaminowy oraz jednoczesnym zwiększeniu uwalniania tego istotnego przekaźnika z zakończenia presynaptycznego. Zjawisko to jest modelem śladu pamięciowego. Jego typowe występowanie w hipokampie jest zgodne z rolą tej struktury mózgu w mechanizmach pamięci (Sadowski, 2001).

Zawiłości naszej pamięci

Funkcjami naszej pamięci są: kodowanie, czyli rejestrowanie informacji docierających do nas ze środowiska, magazynowanie ich oraz odtwarzanie (przypominanie), kiedy tylko nadejdzie taka potrzeba. Proces ten, można usprawnić pod warunkiem, że będziemy prawidłowo zapamiętywali. Każda absorbowana przez nas treść musi pokonać 3 stopnie, aby na stałe mogła pozostać w naszej pamięci. Pierwszym stopniem jest pamięć bezpośrednia, nazywana również sensoryczną a także zmysłową. Gromadzą się w niej wszystkie informacje odbierane przez nasze zmysły, krążą tylko przez kilka do kilkunastu sekund i ostatecznie „ulatniają się”. Niektórzy badacze twierdzą, że wrażenia rejestrowane przez pamięć bezpośrednią są magazynowane w bliżej nieznanym ośrodku, aby następnie powrócić w czasie snu. Pamięć ta jest najkrótsza. Nie odgrywa większej roli w procesie uczenia się i trwałego zapamiętywania. Istotne znaczenie mają jedynie pozostałe rodzaje pamięci. Jeśli w momencie odbierania bodźca zostanie stworzone połączenie myślowe, wówczas informacja przesyłana jest stopień wyżej, do pamięci krótkotrwałej, gdzie pozostaje do 30 sekund. Za pamięć krótkotrwałą odpowiada lewa półkula mózgu. Trafiają tam jedynie treści interesujące i ważne, w szczególności te, które nam o czymś przypominają. Jeśli w tym czasie coś nas rozproszy, wiadomości nie są właściwie uporządkowane. Wszelkie niedogodności przy „magazynowaniu”, ujawniają się w chwili kiedy próbujemy sobie coś przypomnieć. Pamięć krótkotrwała ma ograniczoną pojemność. Nie jest ona zależna od ogólnej ilości informacji, lecz od występowania odrębnych, zakończonych części, których może być 7 (+/– 2). W praktyce oznacza to, że człowiek zapamiętuje z jednakową trudnością 7 cyfr, 7 słów lub 7 logicznych zdań. Najwyższy stopień stanowi pamięć długotrwała, zwana również stałą. To właśnie w niej przechowywane są wiadomości nabyte w czasie nauki oraz uzyskane w wyniku doświadczenia życiowego. Ten rodzaj pamięci stanowi źródło wszelkiej wiedzy i umiejętności człowieka. Pamięć długotrwała jest pod nadzorem prawej półkuli mózgu. Posiada praktycznie nieograniczoną pojemność. Informacje przechowywane przez pewien czas w pamięci krótkotrwałej mogą przekształcić się w pamięć długotrwałą w procesie zwanym konsolidacją pamięci. Zapamiętamy potrzebne nam treści na dłużej, o ile tylko nic nas nie rozproszy i nie zakłóci procesu konsolidacji. Chcąc efektywnie zapamiętywać powinniśmy jak najczęściej powtarzać wiadomości, wizualizować je, kojarzyć ze sobą. Cały ten mechanizm powinien odbywać się przy dużym poziomie koncentracji naszej uwagi. Informacja, która trafia do pamięci trwałej jest przekształcana, sortowana, grupowana oraz klasyfikowana. Ma to na celu odpowiednie zdeponowanie jej w naszym wyjątkowym banku wiedzy (Kurcz, 1995; Sadowski, 2001).

Jak skutecznie zapamiętywać?

Już starożytni Rzymianie głosili, że powtarzanie jest matką uczenia się (Repetitio est mater studiorum). Systematyczne powtórki uaktywniają naszą lewą półkulę mózgu. Wyniki badań nad pamięcią długotrwałą wykazały, że cząsteczka o nazwie CREB inicjuje syntezę białek, które tworzą drogi łączące komórki mózgu. Nie wszystkie treści są zapisywane na trwałe, gdyż istnieje cząsteczka anty-CREB, która przerywa proces tworzenia białek. Dzięki temu, tylko niektóre docierające do nas informacje są gromadzone w naszym mózgu. Cząsteczka CREB żyje dłużej niż anty-CREB. Im więcej powtarzamy, tym ilość cząsteczek CREB jest wyższa i informacje pozostają w naszej pamięci na stałe. Powinniśmy mieć na uwadze to, że skutecznie możemy zapamiętać nową informację przede wszystkim wtedy gdy ją zrozumiemy. Umożliwia nam to powiązanie jej z tym co już dotychczas wiemy. W przeciwnym razie naszemu mózgowi jest niezwykle trudno  przyswoić nową, zupełnie niezrozumiałą wiedzę. Zrozumienie jest również głównym czynnikiem, który pomaga odbudować zapomnianą informację. W zrozumianej treści zawarty jest sposób dotarcia do niej lub jej zrekonstruowania. Jeśli nie do końca rozumiemy to czego się uczymy, pozostaje nam mechaniczne „wkuwanie”, które „usypia” nasz mózg i wyłącza myślenie. Szacuje się, że taki sposób zapamiętywania jest 20-krotnie niższy od uczenia się ze zrozumieniem. Kolejnym istotnym elementem efektywnego zapamiętywania jest nasze otoczenie. Może ono zarówno przeszkadzać w zapamiętaniu, jak i istotnie je wspierać. Bodźce słuchowe mogą działać w dwojaki sposób. Niektórych z nas rozpraszają, innym łatwiej i przyjemniej pracuje się przy muzyce. Znaczenie ma także porządek w miejscu pracy, jego atmosfera czy też nawet swoisty zapach. W późniejszym przywoływaniu informacji, można pomagać sobie, wykorzystując bodźce działające na nasze zmysły w otoczeniu, w którym się uczyliśmy. Powinniśmy pamiętać o tym, że nasza koncentracja spada już po kilkudziesięciu minutach uczenia się. Wtedy nauka jest nieskuteczna. Wystarczy kilka minut przerwy, aby powtórnie uzyskać wyższy poziom koncentracji i móc wrócić do nauki. Ponadto, „rozbijając” blok nauki na krótsze, mamy więcej „początków” i „końców”, które są najlepiej przez nas zapamiętywane. Istnieje również wiele mnemotechnik, które z założenia mają pobudzić wyobraźnię oraz uaktywnić prawą półkulę mózgu. Efektywność zapamiętywania mechanicznego (powtarzania) jest wielokrotnie niższa niż przy stosowaniu technik pamięciowych (Buzan, 1997; Gamon i Bragdon, 2003).

Habituacja, czyli jak oszukać tykanie zegara

Z zagadnieniem uczenia się związane jest również pojęcie habituacji, czyli stopniowe zmniejszanie się i w efekcie zanik reakcji na często powtarzany, nieistotny bodziec, po którym nie następuje ważne wydarzenie. Według Sokołowa, ślady bodźców przechowywane są w obszarze asocjacyjnym kory mózgu i przy okazji kolejnego wystąpienia danego bodźca są porównywane, czy pojawił się on już wcześniej. Hipokamp odpowiednio hamuje lub pobudza układ siatkowaty, który z kolei wpływa na transmisję impulsów w ośrodkach czuciowych rdzenia kręgowego. Człowiek dzięki habituacji przestaje reagować na nieistotne tykanie zegara, czy kapanie wody w kranie, a skupia uwagę na odbiorze potrzebnych informacji (Sadowski, 2001).

Mądrze korzystajmy z naszej pamięci!

Uczenie się, to niewątpliwie bardzo skomplikowany proces fizjologiczny. Nasza pamięć codziennie odbiera miliony mniej lub bardzie istotnych bodźców. Następnie musi je zapamiętać, usunąć, przetworzyć oraz opracować. Zdolności wysoko rozwiniętego mózgu są dla nas darem, który odpowiednio wykorzystywany, z pewnością przyniesie nam wiele korzyści. Jeśli oczekujemy od pamięci, że ma być niezawodna, powinniśmy o nią dbać poprzez odpowiedni trening. Wielu znakomitych specjalistów w dziedzinie neurobiologicznej uważa, że warto sięgnąć po poradniki poświęcone tym zagadnieniom, aby móc skutecznie ćwiczyć nasze zdolności pamięciowe.

Piśmiennictwo:

Buzan T. 1997. Pamięć na zawołanie. Ravi, Łódź.

Dethier V.G., Stellar E. 1966. Zachowanie się zwierząt. PWN, Warszawa.

Gamon D., Bragdon A. D. 2003. Co potrafi twój mózg. Medium, Warszawa.

Gamon D., Bragdon A. D. 2003. Trenuj swój mózg. Medium, Warszawa.

Kurcz I. 1995. Psychologia ogólna. Pamięć, uczenie się, język. PWN, Warszawa.

Sadowski B. 2001. Biologiczne mechanizmy zachowania się ludzi i zwierząt. PWN, Warszawa.

Źródła zdjęć (w kolejności):

  1. http://th.interia.pl/40,gf52524212943022/i688227.jpg
  2. źródło własne
  3. http://www.adriatic.com.pl/files/pawlow%5B1%5D.jpg
  4. http://2.bp.blogspot.com/-SmdlcnXjZ5I/TlqiyLHBdKI/AAAAAAAABYc/LvkbJXdId_k/s1600/hipokamp_ilustracja.jpg
  5. źródło własne
  6. źródła własne

Praca wysłana na konkurs przez:
Adrian Sawa
Katedra Zoologii, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet
Śląski, Bankowa 9, 40-007 Katowice

Kategorie: Biologia,Inne artykuły

Tagi: ,,,,

1 Komentarz

Pozostaw odpowiedź

Firmy budowlane Bydgoszcz
Usługi budowlane w Bydgoszczy. Firma budowlana Studio J
studioj.com.pl
noclegi jelenia góra
jelenia góra noclegi tanie od zł kwatery pokoje pensjonaty agroturystyka ośrodki wypoczynkowe hotele opisy zdjęcia opinie
caspar.pl
najtańsze vps
tanie niezawodne i skalowalne serwery vps z dyskami ssd streaming audio video usługa infrastruktury w chmurze iaas tiktalik
cal.pl