Öğrenme ve Bellek
Plan Öğrenmenin Doğası Synaptic Plasticity: Long-Term Potentiation ve Long-Term Depression Algısal Öğrenme Classical Conditioning Instrumental Conditioning İlişkisel Öğrenme
ÖĞRENMENIN DOĞASI Giriş Algısal Öğrenme belirli bir uyaranı tanımayı öğrenme. Uyaran-Tepki Öğrenmesi belirli bir uyaranın varlığında otomatik olarak belirli bir tepkiyi göstermeyi öğrenmek (classical ve instrumental conditioning da bunun içerisinde). Classical Conditioning işlem yolu. Unconditional Stimulus (US) organizmada appetitive ya da aversive tepkiler ortaya çıkaran uyaran.
ÖĞRENMENIN DOĞASI Unconditional Response (UR) US e verilen tepki. Conditional Stimulus (CS) US ile eşlenmesi sonucunda koşullu tepkileri ortaya çıkaran uyaran. Conditional Response (CR) CS tarafından ortaya çıkarılan tepki. Hebb Yasası Donald Hebb tarafından ortaya geliştirilen bir hipotez: Öğrenmenin hücresel temelleri, postsynaptic neuron un tekrarlanan bir biçimde ateşlenmesi bir snapsın gücünün artması ile ilişkilidir ("cells that fire together wire together )
A Simple Neural Model of Classical Conditioning
ÖĞRENMENIN DOĞASI Instrumental Conditioning belirli bir davranışının belirli bir durumdaki etkilerinin davranışın olasılığında, pekiştirilme durumunda artma cezalandırma durumunda da azalmasına ilişkin öğrenme işlemi. Reinforcing Stimulus (pekiştirici uyaran) davranıştan sonra gelen ve davranışın sıklığını arttıran appetitive uyaran. Punishing Stimulus (cezalandırıcı uyaran) davranıştan sonra gelen ve davranışın sıklığını azaltan aversive uyaran. Motor Learning yeni bir tepkide bulunmayı öğrenmek.
A Simple Neural Model of Instrumental Conditioning
An Overview of Perceptual, Stimulus-Response (S-R), and Motor Learning.
9
Hippocampal Formation 10
Synaptic Plasticity: LTP ve LTD Long-Term Potentiation ın yaratılması LTP belirli bir sinaptik girdinin frekansının yüksekliğine bağlı olarak, belirli bir nöronun uyarılabilirliğindeki uzun-süreli artış. Hippocampal Formation temporal lobda yer alan bir önbeyin yapısıdır. Hippocampus proper, dentate gyrus ve subiculum u içerir. Population EPSP bir nöron topluluğuna ilişkin ESPS leri temsil eden uyarılma potansiyelidir (evoked potential).
Synaptic Plasticity: LTP ve LTD
Synaptic Plasticity: LTP ve LTD Bağıntısal Long-Term Potentiation belirli bir nörona ilişkin zayıf ve güçlü sinapsların eşzamanlı olarak uyarılması ile zayıf olanların güçlü hale gelmesi.
Bağıntısal Long-Term Potentiation
Long-Term Potentiation
Long-Term Potentiation de Toplamanın Rolü
Synaptic Plasticity: LTP ve LTD NMDA Reseptörlerinin Rolü NMDA Receptor normal olarak Mg 2+ ionları tarafından bloklanan bir kalsiyum kanalını kontrol eden özelleşmiş ionotropik glutamate reseptörü. AP5 2-amino-5-phosphonopentanoate, NMDA reseptörlerini bloklayan bir ilaç. Dendritic Spikes bazı pyramidal hücre tiplerinin dendritlerinde gerçekleşen aksiyon potansiyeli.
NMDA Receptors
AMPA Receptors
Synaptic Plasticity: LTP ve LTD AP5 2-amino-5-phosphonopentanoate, NMDA reseptörlerini bloklayan bir ilaç. NMDA receptor antagonists induce a state called dissociative anesthesia, marked by catalepsy, amnesia, and analgesia. Ketamine is a favored anesthetic for emergency patients with unknown medical history and in the treatment of burn victims because it depresses breathing and circulation less than other anesthetics. The glutamate hypothesis of schizophrenia hypofunction of glutamatergic signaling via NMDA receptors
Synaptic Plasticity: LTP ve LTD Sinaptik Plastisitenin Mekanizması AMPA Receptors ionotropic glutamate receptor sodyum kanalını kontrol eder; açıldığında EPSPs üretir. CaM-KII calcium-calmodulin kinase, Kalsiyum tarafından aktive edilmesi gereken bir enzimdir ve LTP de rol oynadığı düşünülmektedir. Nitric Oxide Synthase nitric oxide üretiminden sorumlu enzimdir.
Tag Hypothesis of Frey and Morris (1998)
LTP nin Kimyasal Mekanizması
Synaptic Plasticity: LTP ve LTD Long-Term Depression (LTD) LTD bir nöronun uyarılabilirliğinde gözlenen uzun süreli azalmadır. Belirli bir sinaptik input postsinaptik membranın hiperpolarize olmasına ya da çok az miktarda depolarize olmasına neden olur. Other Forms of LTP Some forms of LTP do not involve NMDA receptors and are not blocked by AP5 (CA1 den ziyade CA3 te)
Alzheimer's Alzheimer's hastalığında Amyloid Precursor Protein in (APP) işlenmesindeki hatalar LTP yi bozar. 26
Algısal Öğrenme Uyaranları Tanımayı Öğrenme Ventral Stream primary visual cortex ten temporal lobe a; nesne tanıma («Ne?» yolağı). Dorsal Stream primary visual cortex ten parietal lobe a; nesne lokasyonu («Nerede?» yolağı).
Rhesus Maymunlarında Visual Cortex in Ana Kısımları
Algısal Öğrenme Algısal Kısa Süreli Bellek Short-Term Memory memory of a stimulus or an event that lasts for a short while. Gecikmeli Örneğe-Eşleme Görevi görev, deneğin birkaç uyarandan hangisini algıladığını belirtmesini gerektirir. Places: Parahippocampal Faces: Fusiform
Classical Conditioning Introduction Aplysia a marine invertebrate used to study classical conditioning of the gill withdrawal reflex. Conditioned Emotional Response (CER) a form of classical conditioning often used with rats where a tone (CS) is paired with a mild footshock (US). Later, presentation of the CS elicits a freezing response.
Classical Conditioning Aplysia
Figure 13.21 Conditioned Emotional Responses
Instrumental Conditioning Basal Ganglia Studies of laboratory animals have indicated that lesions of the basal ganglia disrupt instrumental conditioning without affecting other forms of learning. Reinforcement Neural Circuits Involved in Reinforcement Ventral Tegmental Area (VTA) group of dopaminergic neurons in the ventral midbrain whose axons form the mesolimbic and mesocortical systems and are important in reinforcement.
The Basal Ganglia and Their Connections
Instrumental Conditioning (Continued) Nucleus Accumbens nucleus of the basal forebrain near the septum; receives dopamine from neurons of the VTA and is thought to be involved in reinforcement and attention. Functions of the Reinforcement System To detect reinforcing stimuli. To strengthen the connections between the neurons that detect the discriminative stimulus and the neurons that produce the instrumental response.
Relational Learning Human Anterograde Amnesia Anterograde Amnesia amnesia for events that occur after some disturbance to the brain. Retrograde Amnesia amnesia for events that preceded some disturbance to the brain. Korsakoff s Syndrome permanent anterograde amnesia caused by brain damage from chronic alcoholism or malnutrition. Consolidation process by which short-term memories are converted to long-term memories.
Figure 13.27 A Schematic Definition of Retrograde Amnesia and Anterograde Amnesia
Figure 13.28 A Simple Model of the Learning Process
Relational Learning (Continued) Spared Learning Abilities Perceptual Learning Face Recognition Stimulus-Response Learning Motor Learning
Figure 13.30 The Serial Reaction Time Task
Relational Learning (Continued) Declarative and Nondeclarative Memories Declarative Memory memory that can be verbally expressed. Nondeclarative Memory memory whose formation does not depend on the hippocampal formation; a collective term for perceptual, stimulus-response, and motor memory.
Relational Learning (Continued) Anatomy of Anterograde Amnesia Perirhinal Cortex region of limbic cortex adjacent to the hippocampal formation that relays information between entorhinal cortex and other regions of the brain. Parahippocampal cortex region of the limbic cortex adjacent to the hippocampal formation that shares the same general role as the perirhinal cortex.
Figure 13.31 Cortical Connections of the Hippocampal Formation
Relational Learning (Continued) Role of the Hippocampal Formation in Consolidation of Declarative Memories Hippocampal formation plays a role in the formation of declarative memories. Hippocampus is involved in modifying memories as they are being formed.
Figure 13.32 The Major Subcortical Connections of the Hippocampal Formation
Relational Learning (Continued) Episodic and Semantic Memories Episodic Memory memory of a collection of perceptions of events organized in time and identified by a particular context. Semantic Memory memory of facts and general information. Semantic Dementia loss of semantic memories caused by progressive degeneration of the neocortex of the lateral temporal lobes.
Relational Learning (Continued) Spatial Memory Memory for spatial information used to move around one s environment and get from one place to another. Place Cells special neurons in the hippocampus that are directly involved in navigation in space. Spatial Strategy maze learning strategy based on spatial cues. Response Strategy maze learning strategy based on a series of responses (turns).
Relational Learning (Continued) Relational Learning in Laboratory Animals Spatial Perception and Learning Morris Water Maze Hippocampal Place Cells Memory Reconsolidation A process of consolidation of a memory that occurs subsequent to the original consolidation that can be triggered by a reminder of the original stimulus.
Figure 13.38 Apparatus Used by Skaggs and McNaughton (1998)
Figure 13.41 A Schematic Description of the Experiment by Misanin, Miller, and Lewis (1968)