Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:26 • sest 21:28 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 21:24 • Sest 05:22 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 06:10 • Síðdegis: 18:30 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 00:11 • Síðdegis: 12:20 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Heilbrigðisvísindi Sálfræði

Hvernig fer heilinn í okkur að því að muna?

Jörgen Pind

Fyrst er rétt að gera sér grein fyrir því að minnið er býsna margbrotið og rannsóknir sálfræðinga hafa sýnt að greina má að ólík afbrigði þess. Aðgreining langtímaminnis og skammtímaminnis er til að mynda vel þekkt og hugtakið skammtímaminni er almenningi býsna tamt þótt hann noti það kannski ekki í nákvæmlega sömu merkingu og sálfræðingar. Innan sálfræðinnar er hugtakið skammtímaminni notað um takmarkaða minnisgeymslu sem nota má til að varðveita minnisatriði áður en þau færast í langtímaminni. Reyndar hefur skilningur fræðimanna á skammtímaminni breyst á síðustu árum sem hefur leitt til þess að sálfræðingar tala nú frekar um vinnsluminni en skammtímaminni, en það er önnur saga.

Í nýlegum rannsóknum á langtímaminni er gerður greinarmunur á eiginlegu og óeiginlegu minni. Eiginlegt minni er það sem okkur er tamt að tala um sem minni og er prófað með því að láta fólk rifja upp minnisatriði eða bera kennsl á þau. Óeiginlegt minni er hins vegar prófað með óbeinum aðferðum, til dæmis með svo kölluðum orðlúkningarprófum. Þá er fólki ætlað að fylla í eyðurnar í stafastrengjum á borð við t_é_m_ð_r eða u__p_i_j_n (trésmiður/upprifjun). Auðvelt er að sýna fram á að hafi fólk nýlega lesið þessi orð verður mun auðveldara en ella að leysa slíkt orðlúkningarpróf. Hér má því ætla að minni komi við sögu með einhverjum hætti þótt það sé fólki reyndar sjaldnast meðvitað.

Það kom fræðimönnum hins vegar í opna skjöldu um 1970 að sjúklingar sem haldnir voru minnisstoli af völdum heilaskaða — og áttu því afar erfitt með að leggja orð og annað námsefni á minnið og rifja það upp síðar — sýndu engin merki minnisstolsins í orðlúkningarverkefnum; þar komu fram sömu liðkunarhrif og hjá heilbrigðum gagnvart orðum sem sjúkingarnir höfðu nýlega lesið. Hér verður því ekki betur séð en að óeiginlegt minni lúti öðrum lögmálum en eiginlegt minni.

Þegar spurt er hvernig heilinn fari að því að muna verður því tæpast svarað með einföldum hætti vegna þess hve margbrotið minnið er. Hér verður því aðeins horft til eiginlegs langtímaminnis og spurt hvers fræðimenn hafa orðið vísari um taugafræði þess.

Mikilvægar vísbendingar um tengsl heila og minnis hafa fengist við rannsóknir á fólki með heilaskaða sem leitt hefur til minnisstols. Árið 1957 var gerður heilaskurður á kanadískum sjúklingi sem þjáðist af alvarlegri flogaveiki. Var ætlun lækna að freista þess að stemma stigu við flogaveikiköstum með því að fjarlægja hluta af gagnaugablaði heilans, og þá meðal annars verulegan hluta þeirra heilahnoða sem nefnast dreki (hippocampus) og liggja í fellingu innan við heilabörkinn. Skemmst er frá því að segja að eftir aðgerðina reyndist H.M. — en svo er sjúklingurinn nefndur — haldinn alvarlegu minnisstoli. Fyrstu rannsóknir bentu til þess að hann væri með öllu ófær um að læra nokkuð nýtt. Síðar kom í ljós að hann tók framförum í margs konar hreyfileikni og því greinilegt að námshæfnin hafði ekki öll beðið skaða. En hreyfileikni má reyndar flokka sem óeiginlegt minni frekar en eiginlegt. Eiginlegt minni beið hins vegar varanlegan skaða og urðu framfarir litlar hjá H.M. áratugina á eftir. H.M. átti sömuleiðis erfitt með að rifja upp atburði sem höfðu gerst skömmu fyrir uppskurðinn en minni hans var traustara er kom að atvikum sem höfðu hent hann fyrr á ævinni.


Hér sést drekinn, eða hippocampus, heilastöðin sem skemmdist hjá H.M.

Af þessu má ráða að drekinn gegnir mikilvægu hlutverki í minnisfestingu. Hins vegar er jafnframt ljóst að drekinn er ekki sá staður sem varðveitir minnisatriði, nema þá tímabundið. Langtímageymsla endurminninga á sér að líkindum einkum stað í heilaberki og þá yfirleitt í námunda við þau svæði þar sem minningarnar erta heilann fyrst. Sjónrænar upplýsingar eru þá geymdar nálægt sjónsvæðum heilans (aftan á hnakkablaði) en hljóðrænar nálægt heyrnarsvæðum (á gagnaugablaði heilans). Æðri skynsvæði heilabarkar, þau sem koma síðust í röð þeirra heilsvæða sem flokka má sem skynsvæði, eiga greiða leið að drekanum sem fyrr var nefndur og drekinn sendir svo aftur boð til fjölmargra svæða heilabarkar.

En þá má spyrja sem svo: Fyrst minningar eru á endanum varðveittar í heilaberki hvers vegna er þá fyrst verið að senda þær frá skynsvæðum heilabarkar til drekans og svo þaðan að nýju til heilabarkar? Ekki er til einhlítt svar við þeirri spurningu en ein kenning hér að lútandi er öðrum athyglisverðari.

Nám manna einkennist mjög af því að það er sveigjanlegt og felur í sér ríka getu til alhæfingar. Þetta má glöggt sjá af orðanámi. Þegar barn heyrir orðið fugl notað um skógarþröst fyrsta sinni er viðbúið að merking orðsins takmarkist í fyrstu við þennan eina fugl. Skömmu síðar sér barnið kannski gæs og fær að vita að þar fari einnig fugl. Nú væri hugsanlegt að barnið gleymdi einfaldlega því sem það hafði áður lært um orðið fugl en festi sér nú í minni að orðið fugl ætti að nota um gæsir. En þannig er þessu ekki farið því að barnið lærir smám saman að orðið fugl getur náð til margvíslegra dýra sem þó eiga ákveðin sameiginleg sérkenni þegar þau eru borin saman við hunda, ketti eða önnur dýr. Nám af þessu tagi felur í sér alhæfingar og barnið mun fljótt geta notað orðið fugl, með réttum hætti, um dýr sem það hefur aldrei séð áður, kannski fasana í Hallormsstaðaskógi rækist það á einn slíkan.

Rannsóknir fræðimanna á námi í tauganetkerfum (en það eru netkerfi sem útbúin eru í tölvu og ætlað er að líkja eftir námi í raunverulegum taugum) hafa sýnt að nám getur átt sér stað í slíkum netum með margvíslegum hætti. Meðal annars er hægt að láta netkerfin læra misjafnlega hratt. Í ljós kemur að netkerfi sem læra hægt eiga auðveldara með að alhæfa út frá námsgögnum sem þau eru mötuð á. Netkerfi sem læra hratt eiga erfiðara með það en eiga hins vegar oft auðveldara með að læra nákvæmlega.

Svo er að sjá sem heilabörkur manna læri hægt en það þýðir þá jafnframt að mata þarf heilabörkinn oft á sömu upplýsingum. Drekinn, sem er einfaldur að allri gerð, lærir hins vegar hratt og nákvæmlega. Með hliðsjón af þessu hefur þeirri tilgátu verið varpað fram að drekinn gegni því hlutverki að mata heilabörkinn á upplýsingum og að hann geri það æ og aftur svo að heilabörkurinn geti lært með sinni hægvirku alhæfingaraðferð. Því hefur meðal annars verið haldið fram að draumar manna séu til vitnis um þessa mötun drekans. Þetta er vissulega athyglisverð tilgáta þótt of snemmt sé að segja til um hvort hún reynist í öllum atriðum rétt.

Ef litið er til smærri einda heilans, taugafrumna, má slá því föstu að minnisfesting á sér einkum stað með því að eiginleikar taugamóta taka breytingum, verða ýmist næmari eða ónæmari fyrir áreitum en þau voru áður en nám fór fram. Á síðustu árum hefur áhugi fræðimanna í vaxandi mæli beinst að sameindafræðilegum athugunum á minni. Viðbúið er að þær rannsóknir munu færa okkur enn nær því að skýra eðli og eiginleika minnis.

Heimildir:

Daniel L. Schacter, 1996. Searching for memory: The brain, the mind, and the past. New York: Harper Collins.

Larry R. Squire og Eric. R. Kandel, 1999. Memory: From mind to molecules. New York: Scientific American Library.

Höfundur

Jörgen Pind

Jörgen Pind

prófessor í sálarfræði við HÍ

Útgáfudagur

3.7.2000

Spyrjandi

Stefán Þ. Birgisson

Efnisorð

Tilvísun

Jörgen Pind. „Hvernig fer heilinn í okkur að því að muna?“ Vísindavefurinn, 3. júlí 2000. Sótt 23. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=607.

Jörgen Pind. (2000, 3. júlí). Hvernig fer heilinn í okkur að því að muna? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=607

Jörgen Pind. „Hvernig fer heilinn í okkur að því að muna?“ Vísindavefurinn. 3. júl. 2000. Vefsíða. 23. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=607>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvernig fer heilinn í okkur að því að muna?
Fyrst er rétt að gera sér grein fyrir því að minnið er býsna margbrotið og rannsóknir sálfræðinga hafa sýnt að greina má að ólík afbrigði þess. Aðgreining langtímaminnis og skammtímaminnis er til að mynda vel þekkt og hugtakið skammtímaminni er almenningi býsna tamt þótt hann noti það kannski ekki í nákvæmlega sömu merkingu og sálfræðingar. Innan sálfræðinnar er hugtakið skammtímaminni notað um takmarkaða minnisgeymslu sem nota má til að varðveita minnisatriði áður en þau færast í langtímaminni. Reyndar hefur skilningur fræðimanna á skammtímaminni breyst á síðustu árum sem hefur leitt til þess að sálfræðingar tala nú frekar um vinnsluminni en skammtímaminni, en það er önnur saga.

Í nýlegum rannsóknum á langtímaminni er gerður greinarmunur á eiginlegu og óeiginlegu minni. Eiginlegt minni er það sem okkur er tamt að tala um sem minni og er prófað með því að láta fólk rifja upp minnisatriði eða bera kennsl á þau. Óeiginlegt minni er hins vegar prófað með óbeinum aðferðum, til dæmis með svo kölluðum orðlúkningarprófum. Þá er fólki ætlað að fylla í eyðurnar í stafastrengjum á borð við t_é_m_ð_r eða u__p_i_j_n (trésmiður/upprifjun). Auðvelt er að sýna fram á að hafi fólk nýlega lesið þessi orð verður mun auðveldara en ella að leysa slíkt orðlúkningarpróf. Hér má því ætla að minni komi við sögu með einhverjum hætti þótt það sé fólki reyndar sjaldnast meðvitað.

Það kom fræðimönnum hins vegar í opna skjöldu um 1970 að sjúklingar sem haldnir voru minnisstoli af völdum heilaskaða — og áttu því afar erfitt með að leggja orð og annað námsefni á minnið og rifja það upp síðar — sýndu engin merki minnisstolsins í orðlúkningarverkefnum; þar komu fram sömu liðkunarhrif og hjá heilbrigðum gagnvart orðum sem sjúkingarnir höfðu nýlega lesið. Hér verður því ekki betur séð en að óeiginlegt minni lúti öðrum lögmálum en eiginlegt minni.

Þegar spurt er hvernig heilinn fari að því að muna verður því tæpast svarað með einföldum hætti vegna þess hve margbrotið minnið er. Hér verður því aðeins horft til eiginlegs langtímaminnis og spurt hvers fræðimenn hafa orðið vísari um taugafræði þess.

Mikilvægar vísbendingar um tengsl heila og minnis hafa fengist við rannsóknir á fólki með heilaskaða sem leitt hefur til minnisstols. Árið 1957 var gerður heilaskurður á kanadískum sjúklingi sem þjáðist af alvarlegri flogaveiki. Var ætlun lækna að freista þess að stemma stigu við flogaveikiköstum með því að fjarlægja hluta af gagnaugablaði heilans, og þá meðal annars verulegan hluta þeirra heilahnoða sem nefnast dreki (hippocampus) og liggja í fellingu innan við heilabörkinn. Skemmst er frá því að segja að eftir aðgerðina reyndist H.M. — en svo er sjúklingurinn nefndur — haldinn alvarlegu minnisstoli. Fyrstu rannsóknir bentu til þess að hann væri með öllu ófær um að læra nokkuð nýtt. Síðar kom í ljós að hann tók framförum í margs konar hreyfileikni og því greinilegt að námshæfnin hafði ekki öll beðið skaða. En hreyfileikni má reyndar flokka sem óeiginlegt minni frekar en eiginlegt. Eiginlegt minni beið hins vegar varanlegan skaða og urðu framfarir litlar hjá H.M. áratugina á eftir. H.M. átti sömuleiðis erfitt með að rifja upp atburði sem höfðu gerst skömmu fyrir uppskurðinn en minni hans var traustara er kom að atvikum sem höfðu hent hann fyrr á ævinni.


Hér sést drekinn, eða hippocampus, heilastöðin sem skemmdist hjá H.M.

Af þessu má ráða að drekinn gegnir mikilvægu hlutverki í minnisfestingu. Hins vegar er jafnframt ljóst að drekinn er ekki sá staður sem varðveitir minnisatriði, nema þá tímabundið. Langtímageymsla endurminninga á sér að líkindum einkum stað í heilaberki og þá yfirleitt í námunda við þau svæði þar sem minningarnar erta heilann fyrst. Sjónrænar upplýsingar eru þá geymdar nálægt sjónsvæðum heilans (aftan á hnakkablaði) en hljóðrænar nálægt heyrnarsvæðum (á gagnaugablaði heilans). Æðri skynsvæði heilabarkar, þau sem koma síðust í röð þeirra heilsvæða sem flokka má sem skynsvæði, eiga greiða leið að drekanum sem fyrr var nefndur og drekinn sendir svo aftur boð til fjölmargra svæða heilabarkar.

En þá má spyrja sem svo: Fyrst minningar eru á endanum varðveittar í heilaberki hvers vegna er þá fyrst verið að senda þær frá skynsvæðum heilabarkar til drekans og svo þaðan að nýju til heilabarkar? Ekki er til einhlítt svar við þeirri spurningu en ein kenning hér að lútandi er öðrum athyglisverðari.

Nám manna einkennist mjög af því að það er sveigjanlegt og felur í sér ríka getu til alhæfingar. Þetta má glöggt sjá af orðanámi. Þegar barn heyrir orðið fugl notað um skógarþröst fyrsta sinni er viðbúið að merking orðsins takmarkist í fyrstu við þennan eina fugl. Skömmu síðar sér barnið kannski gæs og fær að vita að þar fari einnig fugl. Nú væri hugsanlegt að barnið gleymdi einfaldlega því sem það hafði áður lært um orðið fugl en festi sér nú í minni að orðið fugl ætti að nota um gæsir. En þannig er þessu ekki farið því að barnið lærir smám saman að orðið fugl getur náð til margvíslegra dýra sem þó eiga ákveðin sameiginleg sérkenni þegar þau eru borin saman við hunda, ketti eða önnur dýr. Nám af þessu tagi felur í sér alhæfingar og barnið mun fljótt geta notað orðið fugl, með réttum hætti, um dýr sem það hefur aldrei séð áður, kannski fasana í Hallormsstaðaskógi rækist það á einn slíkan.

Rannsóknir fræðimanna á námi í tauganetkerfum (en það eru netkerfi sem útbúin eru í tölvu og ætlað er að líkja eftir námi í raunverulegum taugum) hafa sýnt að nám getur átt sér stað í slíkum netum með margvíslegum hætti. Meðal annars er hægt að láta netkerfin læra misjafnlega hratt. Í ljós kemur að netkerfi sem læra hægt eiga auðveldara með að alhæfa út frá námsgögnum sem þau eru mötuð á. Netkerfi sem læra hratt eiga erfiðara með það en eiga hins vegar oft auðveldara með að læra nákvæmlega.

Svo er að sjá sem heilabörkur manna læri hægt en það þýðir þá jafnframt að mata þarf heilabörkinn oft á sömu upplýsingum. Drekinn, sem er einfaldur að allri gerð, lærir hins vegar hratt og nákvæmlega. Með hliðsjón af þessu hefur þeirri tilgátu verið varpað fram að drekinn gegni því hlutverki að mata heilabörkinn á upplýsingum og að hann geri það æ og aftur svo að heilabörkurinn geti lært með sinni hægvirku alhæfingaraðferð. Því hefur meðal annars verið haldið fram að draumar manna séu til vitnis um þessa mötun drekans. Þetta er vissulega athyglisverð tilgáta þótt of snemmt sé að segja til um hvort hún reynist í öllum atriðum rétt.

Ef litið er til smærri einda heilans, taugafrumna, má slá því föstu að minnisfesting á sér einkum stað með því að eiginleikar taugamóta taka breytingum, verða ýmist næmari eða ónæmari fyrir áreitum en þau voru áður en nám fór fram. Á síðustu árum hefur áhugi fræðimanna í vaxandi mæli beinst að sameindafræðilegum athugunum á minni. Viðbúið er að þær rannsóknir munu færa okkur enn nær því að skýra eðli og eiginleika minnis.

Heimildir:

Daniel L. Schacter, 1996. Searching for memory: The brain, the mind, and the past. New York: Harper Collins.

Larry R. Squire og Eric. R. Kandel, 1999. Memory: From mind to molecules. New York: Scientific American Library....