Buněčná a molekulární podstata tvoření paměťní stopy Dělení paměti

Prezentace na téma: "Buněčná a molekulární podstata tvoření paměťní stopy Dělení paměti"— Transkript prezentace:

1 Buněčná a molekulární podstata tvoření paměťní stopy Dělení paměti
Olga Vajnerová Ústav fyziologie Univerzita Karlova v Praze - 2. lékařská fakulta

2 informace v nervovém systému
Paměť je schopnost - ukládání (encoding) - uchovávání (storage) - vybavování (retrieval) informace v nervovém systému

3 Paměť zahrnuje nejméně 4 odlišné procesy:
Kódování – příchozí informace musí být vnímána Konsolidace – nově uložená informace je labilní, musí se stabilizovat (exprese genetické informace, strukturální změny) Důkaz: retrográdní amnézie Uložení – uchování v čase, téměř nelimitovaná kapacita Vybavení – různé části informace se skládají dohromady, je to konstruktivní proces, informace je přetvořena

4 Způsoby vybavení (retrieval):
Reprodukce (recall) - sériová - volná (free recall) - s nápovědou (cued record) (reprodukce párových asociací) Znovurozpoznání (recognition) - výběr odpovědi (multiple choice)

5 Paměť a učení je totéž (psychologie: učení = postupné vytváření dlouhodobé pamětní stopy) Neuronální změna = pamětní stopa, engram Paměť není jednotná Trvání Mozkové struktury Molekulární mechanismy

6 Donald Olding Hebb *1904 †1985 Kanadský psycholog Hebb's Law. "Neurons that fire together wire together." Z množiny synapsí na těle a dendritech neuronu se zvýší účinnost u těch, jejichž aktivace těsně předcházela výboji postsynaptického elementu.

7 2000 Nobelova cena za fyziologii nebo medicínu
Eric Richard Kandel * 1929 Vídeň 2000 Nobelova cena za fyziologii nebo medicínu Krátkodobá potenciace Zej kalifornský (Aplysia californica) zadožábrý druh měkkýšů majících za srdcem jen jeden žaberní lupen, který mohou spolu s přívodní nálevkou zatáhnout

8 Buněčná a molekulární podstata tvoření paměťní stopy
Krátkodobá potenciace Dlouhodobá potenciace long term potentiation LTP

9 Krátkodobá potenciace homosynaptická
Reziduální Ca2+

10 Krátkodobá potenciace homosynaptická (posttetanická potenciace)
Stimulace presynaptického neuronu Amplituda postsynaptického potenciálu

11 Long term potentiation LTP

12 NMDA – glutamate receptor

13 Glutamate receptors

14 Dlouhodobá potenciace long term potentiation LTP
Glutamáterní synapse Receptory ionotropní: AMPA (kainátové, quisqalátové) NMDA Receptory metabotropní

15 Dlouhodobá potenciace
časná fáze 1. Zvýšení senzitivity existujících AMPA receptorů 2. více AMPA receptorů na membráně Kandel, E.R. et al: Principles of neural science. 2000

16 Dlouhodobá potenciace
časná fáze 3. Zesílené vylévání neurotransmiteru na presynaptické membráně retrográdní messenger (NO) Kandel, E.R. et al: Principles of neural science. 2000

17 Dlouhodobá potenciace
Postsynaptická část NMDA receptor retrográdní messenger (NO) Presynaptická část Zesílené vylévání neurotransmiteru

18 Dlouhodobá potenciace
pozdní fáze 4.Vznik nových synapsí Kandel, E.R. et al: Principles of neural science. 2000

19 Dlouhodobá potenciace
1. Zvýšení senzitivity existujících AMPA receptorů 2.Více AMPA receptorů na postsynaptické membráně 3. Zesílené vylévání neurotransmiteru na presynaptické membráně 4. Vznik nových synapsí

20 Protein kinase M zeta/Protein kinase C zeta

21 Dělení paměti podle trvání
Attkinson a Shiffrin (1971) – trojsložkový model (mentální model) - Senzorická (okamžitá : ikonická) - Krátkodobá - Dlouhodobá (trvalá, referenční) Alternativní model (Baddeley, 1989) - Paměť pracovní

22 Okamžitá (senzorická: ikonická, echoická)
Ikonická paměť (zraková pracovní paměť) (zraková perzistence, příklad hořící kruh) George Sperling 1960 – Test ikonické paměti Prezentace 50 ms Pamatování 3-5 symbolů In Sternberg R.J.: Kognitivní psychologie, Portál, Praha 2002: s. 187.

23 Okamžitá (senzorická: ikonická, echoická)
George Sperling 1960 – Test ikonické paměti Paradigma Částečná zpráva Označení řádku tónem za 150 ms po podnětu Pamatování 9 symbolů Ikonická paměť dokáže podržet přibližně 9 až 12 položek velice rychle se rozpadá

24 Krátkodobá paměť Sekundy až minuty Kapacita 7 ± 2 položky Dlouhodobá paměť Jak dlouho trvá - nevíme Kapacita neznáme a ani nevíme, jak to zjistit

25 Přehled dělení paměti z hlediska trvání

26 Dlouhodobá paměť Pacient H.M. Anterográdní amnézie
Scoville, Milnerová, 1957 In Kandel 2000

27

28 Klasifikace dlouhodobé paměti
Deklarativní, vědomá, explicitní, (u zvířat kognitivní) Nedeklarativní, implicitní (u zvířat procedurální) Episodic Store events autobiographical Semantic Non associative Associative learning

29 Deklarativní, vědomá, explicitní, (u zvířat kognitivní)
Nedeklarativní, implicitní (u zvířat procedurální)

30 Mozkové oblasti nezbytné pro deklarativní paměť
Hippocampus Fornix Dorzální thalamus Amygdala Corpora mammilaria

31 Nedeklarativní (procedurální)
Dlouhodobá paměť Deklarativní (kognitivní) Explicitní Nedeklarativní (procedurální) Implicitní epizodická sémantická neasociativní asociativní Endel Tulving 1972, na základě pokusů Wildera Penfielda

32 Paměťový test Epizodic like memory

33 Nedeklarativní (procedurální)
Dlouhodobá paměť Deklarativní (kognitivní) Explicitní Nedeklarativní (procedurální) Implicitní epizodická sémantická neasociativní asociativní

34 Morrisovo vodní bludiště

35 Léze temporálního laloku

36 Blue velvet arena

37 Výsledky testování v aréně (Test skrytého cíle)
Alzheimerova choroba Vaskulární demence Kontrolní skupina Mírná kognitivní porucha

38 Nedeklarativní (procedurální)
Dlouhodobá paměť Deklarativní (kognitivní) Explicitní Nedeklarativní (procedurální) Implicitní epizodická sémantická neasociativní Není souvislost dvou podnětů nebo činnosti a následku asociativní habituace -sensitizace imprinting

39 Dlouhodobá paměť nedeklarativní neasociativní Habituace Senzitizace

40 Dlouhodobá paměť nedeklarativní neasociativní Habituace Senzitizace

41 Dlouhodobá paměť nedeklarativní neasociativní imprinting

42                                                                      Konrad Lorenz

43 Konrad Lorenz

44 Nedeklarativní (procedurální)
Dlouhodobá paměť Deklarativní (kognitivní) Explicitní Nedeklarativní (procedurální) Implicitní epizodická sémantická neasociativní asociativní Do mozku se zapisuje časová souvislost dvou nebo více podnětů klasické podmiňování instrumentální podmiňování (standardní a motorické učení) podmíněná chuťová averze priming (ovlivnění odhadu)

45 Podmiňování klasické Ivan Petrovič Pavlov

46 Podmiňování klasické Sir Charles Scott Sherrington

47 Nepodmíněný reflex

48 Podmíněný reflex Nepodmíněný podnět Oliva inferior Šplhavá vlákna Podmíněný podnět Mechová vlákna Paralelní vlákna Purkyňova buňka Ncl. Interpositus Ncl. Ruber Jádro ncl facialis

49 Podmíněný reflex – mozkové struktury
Nucleus nervi trigemini (V) Motorická jádra hlavových nervů (VI, VII) Ncl. olivaris inferior – šplhavá vlákna Kůra mozečku Kochleární jádra Pontinní jádra – mechová vlákna (kůra mozečku) Nucleus interpositus Nucleus ruber (motorická jádra hlavových nervů (VI, VII)

50 Instrumentální podmiňování (standardní)
Edward Lee Thorndike ( )

51 Instrumentální podmiňování (standardní)

52 Priming (ovlivnění odhadu, podněcování)
ABSENT INCOME FILLY DISCUSS CHEESE ELEMENT FLOATING

53 Priming (ovlivnění odhadu, podněcování)

54 Priming (ovlivnění odhadu, podněcování)
ABS INC FIL DIS CHE ELE FL

55 Souhrn

56 Molekulární úroveň, synapse
Posttetanická potenciace Dlouhodobá potenciace

57 Nedeklarativní (procedurální)
Krátkodobá paměť Střednědobá paměť Dlouhodobá paměť Deklarativní (kognitivní) Explicitní Nedeklarativní (procedurální) Implicitní epizodická sémantická neasociativní asociativní

58                                                                                             Paměť je výsadou blbých. Chytrý nemá čas si pamatovat, chytrý musí vymýšlet Jan Werich