TP3MO1 Plasticitet, minne och inlärning, föreläsningsanteckningar

**Plasticitet minne och inlärning**

Det är både bra och dåligt att jämföra hjärnan med en dator. Till skillnad från en dator så är inte hjärnan indelad i en hårddisk där minnet lagras och en processor som använder sig av informationen och utför beräkningar och skapar nytt. I hjärnan sparas minnen och informationen processas sedan från samma ställe.

**Explicit minne - deklarativt minne (helt synonyma ord)** - ett minne som återkallas genom medveten ansträngning.
Deklarativa minnen kan deklareras och återberättas. Om jag vet vad världens huvudstäder heter så kan jag berätta det för någon annan, som också kan lära sig det. Även händelseminnen, episodiska minnen går att återberätta, ”den och den tiden på den och den dagen så hände det och det.” Den kunskapen går också att överföra till någon annan.

**Implicit minne - icke-deklarativt** - ett minne som återkallas omedvetet.
Detta inkluderar till exempel:

**Procedurminne** - färdigheter och vanor. (Associerat med striatum)
Exemplifieras i bilden av fiolspelaren. Han vet en massa faktakunskap och fiolen och kan också minnas händelser, t.ex. då han övat eller spelat på ett bröllop. Men det finns också en icke-deklarativ del i minnet. En violinist kan inte bara berätta för någon annan hur man gör. Det är samma sak som att cykla. Det är ett mer kroppsligt typ av minne. Det går inte att föra över till någon muntligen, utan det måste övas in.

**Associativ inlärning** - klassisk och operant betingning.
Exemplifieras av Pavlovs hundar. Varje gång hundarna fick mat så ringdes det i en liten klocka. Hundarna började salivera när de fick kött i munnen och de fick samtidigt höra bjällran. När detta kopplats ihop tillräckligt många gånger så började hundarna salivera så fort de hörde ljudet av bjällran. Detta var inte en resonerande och viljemässig reaktion. Hundarna tänkte inte när de hörde bjällran att ”nu kommer det nog mat, för det där ljudet känner jag igen, bäst att jag börjar smaska här för att få igång salivproduktionen lite”. Det var i stället en rent kroppslig inlärning. Associativ inlärning är inte deklarativ, även om föreläsaren berättar detta för klassen så kommer vi inte att gå hem och salivera när vi hör en bjällra.

**Emotionella minnen**
Med en viss signal, till exempel vid synen av en orm så väcks ett visst sinnestillstånd. Även emotionella minnen uppstår då kroppen gör en ny koppling. Ett exempel: en person börjar använda en ny parfym och sedan händer en rad obehagliga saker som skrämmer individen. Då kan personen komma att koppla rädsla till parfymen och bli rädd när individen känner doften igen.

I olika böcker går det att finna olika indelning av tider och minnen. De har väldigt olika stöd vetenskapligt. Därför tycker föreläsaren (Arvid Wernersson) inte att det finns någon större mening med att dela in dem i fler kategorier än i kort- och långtidsminne.

**Tidsindelning:**
**Korttidsminne** (arbetsminne) - det vi har omkring oss här och nu och som är viktigt precis nu.
**Långtidsminne -** saker vi minns under längre tid. (Det är långtidsminnet som ofta delas upp i flera kategorier i läroböcker, men som AW inte tycker är relevant för oss.)

**Korttidsminne**
Korttidsminnet är åtkomligt, men begränsat. Det går bara att hålla några få saker i korttidsminnet, ungefär 4-7 saker om de inte hängs upp på något annat eller kopplas till något. Dessa saker försvinner också efter bara några minuter.
Gränsen ligger på runt 7-8 olika saker i korttidsminnet. En telefonnummer går alltså bra, men ett kontonummer på 16 siffror är knepigare.

**Typiska exempel på korttidsminnet är följande.**
(Exempel från förr :)) En slår upp ett telefonnummer i telefonkatalogen, tittar på det och "stoppar in" det i korttidsminnet, slår igen katalogen, knappar in numret och hoppas på svar. Om en inte får svar så kan det hända att numret försvunnit ur minnet när en ska slå det igen någon minut senare.

**Långtidsminne**
I långtidsminnet sitter informationen kvar utan att det sker en aktiv ansträning. Där kan informationen kallas fram efter en dag, en vecka eller ett år och det finns kvar. Det kan liknas vid en ryggsäck med minnen i en kan öppna och leta i. Allt finns där, men det kan ta lite tid att "rota fram det".

Synapser är de minsta enheterna i minneshanteringen. Föreläsningen handlar om neurofysiologi, alltså hjärnans fysiska strukturer och funktioner, även om det ibland kan låta som psykologi.

# Var sitter minnet?

**Plasticitet = formbarhet**
Hjärnan är plastiskt eller formbar, med det menas att synapser mellan olika celler kan förstärkas eller försvagas. Synaptiskt plasticitet är grunden till att vi kan bilda minnen. En sak kan få en att komma och tänka på en annan sak, vilket leder till att en synaps aktiveras. En aktiverad synaps kan aktivera en annan synaps och det beror i sin tur på hur omkringliggande synapser varit aktiverade tidigare.

Hjärnans "hårddisk", minneslagring har som tidigare nämnts ingen specifik plats i hjärnan. De delar av hjärnan som ägnar sig åt en viss sorts information till exempel talcentrum eller syncentrum, i de delarna sitter även de minnen som har med det området att göra.
Motorisk färdighet är inte ett deklarativt minne utan ett procedurminne.

**Exempel**: Ett försök gjordes och försökspersoner fick memorera en motorisk övning. De blev sedan undersökta i en magnetröntgen medan de drog sig till minnes övningen. När de "spelade upp" övningen i hjärnan så aktiverades i princip samma delar (de motoriska) i hjärnan som vid själva utförandet. De områden som markerats med gult i bilden ovan aktiverades och de är premotorkortex, motorcortex, lillhjärna, thalamus, basala ganglier m.m. Alltså precis de delar som skulle vara inblandade i att utföra övningen rent fysiskt. Skillnaden var bara att personerna när de låg i magnetröntgen inte skickade ut de motoriska signalerna. De utförde inte rörelsen rent fysiskt, utan rörelsen skedde så att säga endast i deras huvud. Detta visar att minnet inte sitter på en speciell specifik plats i hjärnan. Det är inte endast en celltyp eller några celler som sitter klumpade på ett ställe i hjärnan som aktiveras. Minnen kommer alltså från olika delar av hjärnan och de ger tillsammans en minnesbild. Det kan vara vitt spridda områden med olika funktioner som när de aktiveras tillsammans ger upphov till ett minne av en händelse, tanke eller känsla.

# **Hippocampus nödvändig för bildande av deklarativa minnen**

Det är **skillnad** på hur hjärnan behandlar **deklarativa** och **icke deklarativa minnen**. Vad det gäller **deklarativa minnen** så har **strukturer i** **hippocampus** en roll. Bilden ovan visar **hippocampus** som markerats **rött**. (De sitter inne i hjärnan så en får tänka sig att det är en glashjärna på bilden.) Den andra bilden visar **olika aktiva områden i hjärnan** (röda trianglar) **informationen är kopplad** mellan **aktivitetsområdet** (röda strecken) och går sedan **till hippocampus**.

De aktiva områdena bildar tillsammans en viss upplevelse eller beskriver ett visst tillstånd. Det kan exemplifieras med mannen som minns sin bröllopsvals på första bilden. Bilden ovan skulle kunna illustrera vad som sker inne i hans hjärna då han drar sig till minnes dansen. Bilden visar vad som händer i ett visst ögonblick när någon minns något. Till hippocampus går det information från vart och ett av de områden som är aktiverade. De bildas då en kopia av de aktiverade områdena i hippocampus, vilket i bilden representeras av de röda trianglarna i hippocampus.

I hippocampus bevaras informationen som kommer från de enskilda områdena om vad som är aktiverat och med vilket mönster. Hippocampus bearbetar informationen och skickar sedan signalerar tillbaka till de aktiverade områdena i cortex. Den här "bollningen" fram och åter mellan aktiverade områden och hippocampus är viktigt för minnesbildningen. Om detta inte hade skett och de olika områdena bara aktiverats och kommunicerat lite fram och tillbaka med varandra, utan inblandning av hippocampus så hade inte ett minne effektivt kunnat bildas. Aktiviteten, mönstret hade inte kunnat bibehållas på samma sätt under någon längre tid.

**Hippocampus fungerar alltså som samordnare**. Hippocampus är en sorts superassociationsarea som samordnar olika modaliteter och områden, när det handlar om **minnen** (det är inte så att hippocampus i allmänhet är någon supersamordnare i hjärnan). Hippocampus har rikligt med kopplingar till de olika delarna av hjärnbarken och kan därför t.ex samordna aktivitet från hörsel och syn. Hippocampus skulle också kunna liknas vid en samordningscentral, som en trafikledare på en flygplats som styr upp och dirigerar vissa plan att lyfta och andra att landa och ser till att allt flyter och att det inte blir kaos. Detta gäller vid minnesaktivitet. Det gäller **bara det deklarativa minnet** och inte det icke deklarativa. Hur vet vi det?

**H.M - patienten utan hippocampus**
En viktig beskrivning som gjorde att en kunde konstatera hippocampus roll för minnesbildning var fallet med patienten H.M = Henry Molaison. H.M hade lateral temporallobs-epilepsi, vilket är en åkomma som innebär åtskilliga påfrestande epilepsianfall dagligen. Hans liv var ordrägligt och anfallen blev värre och värre. Ingenting hjälpte, varken medicin eller annan behandling. Det kunde med hjälp av EEG konstateras att hans attacker började i hippocampus. I ett försök att bota patienten opererades hippocampus på båda sidor hos H.M bort. Operationen var en framgång med avseende på epilepsiattackerna, men en bieffekt uppkom. HM kunde efter operationen inte skapa nya deklarativa minnen; han drabbades av anterograd amnesi. Han mindes alltså det mesta som hänt före operationen, men var oförmögen att bilda nya deklarativa minnen. Däremot kunde han bilda nya icke-deklarativa, procedurminnen. (Tänk filmerna **Memento** och **50** **first dates**.) Han fick nämligen öva på att måla, men bara se sin hand genom en spegel. Detta är väldigt svårt. Han kunde fortfarande inte komma ihåg att han gjort det tidigare, det var som första gången för honom varje gång han försökte, men för varje gång han provade blev han bättre och bättre på det. Han bildade inget episodminne, men han kunde bilda ett procedurminne. I bilden ovan ses till höger H.Ms hjärna och det går tydligt att se hål där hippocampus tidigare satt.

# **Amnesi**

**Amnesi = patologisk glömska**
Amnesi handlar inte om normal glömska utan en icke normal, sjuklig sådan.

* **anterograd amnesi** = framåtriktad glömska (oförmåga att bilda nya minnen)
* **retrograd amnesi** = bakåtriktad glömska (förlust av existerande minnen).

Ofta uppstår en blandform efter hjärnskada.

**Retrograd amnesi** = "såpopera-skada"; två personer som varit bittra fiender finner under en intensiv kort period varandra och passion uppstår. Sedan får den ena en blomkruka i huvudet och glömmer alltihop och hamnar tillbaka i hatstadiet igen. Oftast så leder dock en ny dramatiskt händelse till att minnet kommer tillbaka igen. Så är det dock inte alltid i verkligheten vid retrograd amnesi så kan minnet komma tillbaka, men det är inte säkert.

Ett annat exempel skulle kunna vara vad som kan hända vid en cykelolycka. Om en cyklar hem och är med om en olycka på vägen, vilken sort amnesi kommer att uppstå? Eftersom det är vanligt att en blandform uppstår så kan det bli en minnesdipp både innan och efter olyckan. Det kan vara "dimmigt" både timmarna innan olyckan, tiden på sjukhuset, men också efter. När en kommit hem från sjukhuset kan det hända att jag inte minns tiden på sjukhuset, eller minns det, men otydligt. Det är inte ovanligt med en viss övergående anterograd amnesi efter en olycka. En kanske kommer ihåg vad en åt till lunch men timmarna mellan lunch och fram till olycka som skedde på eftermiddagen då en skulle cykla hem kan vara borta. Varför blir det så? Borde en inte ha minnen ända fram till olyckan? Det var ju trots allt inte förrän då som huvudet fick slaget? Det beror på att att när vi upplever något så måste mönstret och aktiveringen i hjärnan upprepas och förstärkas flera gånger innan ett minne bildas. Denna aktivitet med inlagring fram och åter mellan hippocampus och aktiva områden sker även när en inte är medveten om det. Hippocampus fortsätter att bearbeta och inlagra information även efter att en medvetet har slutat att tänka på situationen. Om denna process avbryts innan minnet hunnit lagras så kan det ganska enkelt försvinna. Minnen som haft lite tid på sig att bildas och hunnit lägga sig i hjärnbarken är lättare att bevara, de är mer intakta och svårare att glömma.

**Konsolidering och re-konsolidering av minnen**
Bilden behöver vi inte kunna detaljera kring, men det som händer är att en aktivitet först uppstår och sedan kan en tidslinje följas. I början är hippocampus inblandat, men efter ett tag så är minnet så befäst att hippocampus inte behövs för att samordna aktiviteten längre. Välbefästa minnen kan alltså tas fram utan inblandning av hippocampus. Exakt hur det går till när ett minne blir så befäst att det sitter kvar och inte längre kräver inblandning från hippocampus är något oklart.

Termen konsolidering handlar om den mentala processen som minnet genomgår och det beskriver inte egentligen den biologiska processen genom vilken ett minne blir befäst och övergår från ett kort- till ett långtidsminne. Minnet konsolideras och repeteras och förstärks, det sker även då en sover. Samma områden och celler som aktiveras i vaket tillstånd vid inlärning och minnesskapande aktiveras likadant under sömn. Under konsolideringsprocessen då aktiviteterna förstärks och områden återaktiveras så kan minnet komma att påverkas och förändras. Grunden för minnesbildning är ju att synapser reagerar och förstärks och hur de reagerar kan komma att förändras under processen, vilket kan komma att påverka det slutgiltiga minnet.

**Re-konsolidering**
När minnet väl är bildat (blivit ett långtidsminne) och återaktiveras så väcks samma aktivitetsmönster hos synapserna igen. I detta skede så sker en ny konsolidering. Då kan minnet förändras. Några synapser kan bli mer aktiva och förstärka en del av minnet, eller så kan några aktiviteter bli mindre aktiva och minnet av dem svagare. Saker kan också komma att läggas till, synapser som inte var aktiva från början kan bli det under rekonsolideringen och alltså komma med i minnet.

**Repetition - rekonsolidering**
Bilden ovan illustrerar resultatet av ett försök då individer fick öva på att knappa in en sekvens på ett tangentbord. De lodräta linjerna i grafen står för natt och sömn. Det syns alltså tydligt att inlärningskurvan avstannar på eftermiddagen. Individerna kan inte lära sig mer och en platå uppstår. Det intressanta är att efter nattvila är individerna bättre **redan vid första försöke**t, alltså utan att ha övat mer. Under natten konsolideras alltså minnet och blir starkare,

# **Falska minnen**

Minnen kan modifieras på flera sätt under rekonsolideringen. Bilden på fiskaren och fisken handlar om hur en fiskehistoria förändras. I detta fall blir en fisk större. Varje gång historien om fisken berättades så betonas det att fiskaren väl fick en **stor** fisk. "Var den inte **stor?** Kommer du ihåg den där fisken, visst var den **stor**? Kan du inte berätta om den där **stora** fisken du fångade!" Varje gång minnet aktiveras så betonas det att fisken var stor. Hjärnaktiviteten som är aktiverad vid fiskarminnet bearbetas och förändras något vid varje rekonsolidering. Varje gång som minnet återaktiveras med betoning på hur stor fisken var så rekonsolideras minnet något annorlunda och det omskapas på så sätt. Till slut är fisken bra mycket större i minnet än vad den faktiskt var. Fiskaren ljuger inte medveten utan minnet har rent faktiskt förändrats via rekonsolideringsprocesserna.

Ett tragiskt exempel på detta är de rättegångar som ägde rum främst på 80-talet (och främst i USA och UK, men även på andra ställen) och som handlade om övergrepp i barndomen. Vuxna människor fick helt plötsligt minnen om övergrepp som de varit med om. Grunden var att dessa personer fått terapi. I terapin har terapeuten utgått från teorin om undertryckta minnen. Det är en teori som från början kommer från Freud. Teorin utgår från tanken på att upplevda trauman kan bortträngas, men ligga kvar undermedvetet och få en person att må psykiskt dåligt. Genom att få fram dessa minnen och konfrontera dem så skulle personen via sin terapi få hjälp och så småningom må bättre. Psykoterapeuten uppmanade patienten att tänka kring möjligheten att övergrepp skett, att känna efter och anteckna vad de drömde om och så vidare. Individen hade då detta i sinnet medan hen tittade på tv och läste böcker. Samtidigt funderande hen kring badrummen och aktiverade barndomsminnen. När dessa barndomsminen aktiverades samtidigt som individen fokuserade på möjliga förträngda övergrepp så kom minnet att börja förändras. Patienten berättade hur hen nog börjat minnas saker ändå. Detta togs upp med psykoterapeuten om och om igen och barndomsminnen rekonsoliderades upprepade gånger. Efter en tid med upprepning och återskapning av minnen medan fokus låg på övergrepp så hade minnet modifierats så mycket att individen nu plötsligt mindes de "bortträngda" minnena om övergrepp. Detta var alltså inte lögn från de målsägande eller deras psykoterapeuter utan det var falska minnen.

Ytterligare ett exempel är individer som säger sig ha varit med om "ailien encounters". En teori är att de varit med om något. Till exempel sett ett ovanligt ljus på himlen och sedan aktiverat det minnet tillsammans med information från sidor på internet eller tv och filmer. På så sätt har det smälts samman och rekonsoliderats och så småningom vuxit fram som ett falskt minne om vad som hänt.

http:**www.svd.se/kultur/understrecket/myten-om-det-borttrangda-traumat\_165596.svd**

# **Cells that fire together wire together: Hebb-synapser**

**I bilden borde det egentligen vara tusentals kopplingar, men det går inte att rita ut. Tanken är i alla fall att det inte räcker med att en synaps aktiveras, det handlar om att tusentals är aktiva samtidigt. Då förstärks kopplingen mellan dem och då ökar troligheten att de kommer att aktiveras igen.**

# Förstärkning

När synapser som har gemensamma synapser är aktiva samtidigt (avfyrar aktionspotentialer) så kommer de att bli kopplade med varandra. Om alltså A aktiveras så är det mer troligt att också B kommer att aktiveras om de är kopplade till varandra.

**Exempel**
En individ har aldrig tidigare har sett eller hört en bil.
Först hörs bilen = A
Sedan syns bilen = B

Eftersom bilupplevelsen var ny och spännande så bildas ett tydligt minne. Minnet konsolideras kraftigt och kopplingen mellan A och B har därmed förstärkts.

När individen nästa gång är ute och går och hör ljudet = A så kommer det konsoliderade minnet att göra att både A och B aktiveras. Individen kommer då att för sin inre syn redan se bilen innan den dyker upp. Alltså, när A aktiveras så är det troligt att också B aktiveras.

# Minnen och associationsförmåga

Bilden kan illustrera enskilda nervceller eller grupper av nervceller. Vi kan anta att det är åtta nervceller. Det finns dendriter och axonutskott genom vilka cellerna är kopplade till varandra. Bilden kan tolkas som en ring, eller så kan ringen få symbolisera ljudet och bilden av en bil. Mönstret upprepas av hippocampus och de synaptiska kopplingarna har förstärkts och konsoliderats. När då endast vissa nervceller aktiveras så kan kopplingen vara så stark att även de övriga cellerna som har en koppling till de första också aktiveras. Det kan alltså räcka med att vissa celler har aktiverats för att hjärnan ska fylla i det som saknas och "se" en cirkeln, eller som i exemplet - bilen.

**Associationsförmåga**
Arvid är ute och går på stan och känner bulldoft när han går förbi ett bageri. Arvid har känt doften innan, då han bakade bullar med sin morfar. Doftens minne överlappar minnet av morfar. Eftersom doften kändes vid båda tillfällena så ledde aktiveringen av doftdelen till att minnet av morfar aktiverades då det var konsoliderat med bulldoften. Det i sin tur kan aktivera ett annat minne som också överlappar med morfarminnet. Exempel kan Arvid minnas när han och morfar var på landet på Öland. Tanken på landet aktiverar något annat (kanske hur det var att leka med kusinerna) som i sin tur överlappar med något annat och så vidare och så vidare. En doft kan alltså trigga ett minne som leder till ett visst sinnestillstånd. Dessa kopplingar skiljer sig åt från individ till individ och är beroende på individuella upplevelser och hur våra minnen konsoliderats. Därför kan det börja med att en tänker på exempelvis morfar och det slutar med att en tänker på ett tv program och hunduppfödning. Det är på detta sätt som en associerar, om en inte styr tankarna medvetet så kan tankarna vandra och hoppa på detta sätt.

# Synaptisk plasticitet: NMDA-receptorn

## **Vad är det på synapsnivå som händer?**

Detta har vi i kursen gått igenom mer på nervcellsfysiologin (se föreläsningsanteckningar om nercellsfysiologi), så det blir lite repetition.

De stora tunga spelarna är glutamat (excitatoriskt) och GABA (inhibitoriskt), de flesta övriga neurotransmittorer är modulatoriska. Vi ska bara prata om **glutamaterga** receptorer i denna föreläsningen. Vid förstärkning av synapssvar så behöver vi bara kunna det som finns på bilden, men det finns egentligen fler spelare.

**AMPA** (α-amino-3-hydroxi-5-metylisoxazol-4-propansyra) och NMDA (N-metyl-D-aspartat) **receptorer** är **ofta lokaliserade tillsammans på** **postsynaptiska celler och aktiveras av glutamat**.

* AMPA receptorn är permeabel för natrium och kaliumjoner
* NMDA är också permeabel för natrium och kaliumjoner men viktigare är att den har en hög permeabilitet för kalciumjoner. Dock är NMDA receptorn blockerad av magnesium vilket hindrar natrium- och kalciumjonerna att ta sig igenom receptorn trots att glutamat bundit till den.

**AMPA-typen** av **glutamatreceptor är jonotrop**, den **öppnar sig alltså när glutamat binder** till den, vilket resulterar i att Na+ går in och K+ går ut. Det leder i sin tur till en **depolarisering**. Om tillräckligt många synapser aktiveras så kommer tillräckligt många AMPA receptorer att öppnas och tillräckligt mycket kalium kommer att flöda ut för att hela cellen ska depolariseras och **en aktionspotential kan bildas**. AMPA är de som i högst grad bidrar till membranpotentialförändringen.

**NMDA** är också jonotrop, men den öppnas inte lika enkelt. Det sitter en **positiv magnesiumjon i vägen**, den dras till den negativt laddade insidan av membranet. Då en cell blivit **depolariserad blir magnesiumjonen inte längre attraherad** av cellens insida och då kan jonkanalan öppnas av glutamat. När den är öppen så släpper den inte bara igenom natrium och kalium utan dessutom **kalcium**. Det är viktigt, de finns inte så många NMDA-receptorer och de släpper inte igenom så mycket Na+ och K+ men när de väl är öppna så **släpper** de **igenom** **mycket Ca2+.**

**Synaptisk plasticitet: NMDA-receptorn kräver både glutamat och att membranet är depolariserat för att öppnas. När så händer strömmar kalcium in genom kanalen och aktiverar signalkaskader inuti cellen. → fler AMPA-receptorer kommer att uttryckas i det postsynaptiska membranet.**

**long term potentiation:** **en bestående förstärkning av synapserna i nervsystemet som beror på en länge varande förstärkt impulsöverföringen mellan två nervceller**

* En **aktionspotential i en presynaptisk nervcell** leder till frisättning av glutamat i axonterminalen. När aktionspotentialen är **lågfrekvent** kommer det att leda till att en **liten mängd glutamat frisätts** i synapsklyftan vilket kommer att leda till att **AMPA receptorer öppnas** vilket i sin tur leder till ett flöde av **natriumjoner in i den postsynaptiska cellen**. Detta orsakar en **liten depolarisation** i den **postsynaptiska** cellen.

* **Glutamat binder också till NMDA** receptorerna men **inga joner** kommer att passera genom receptorn på grund av **magnesiumblockeringen**. Den **låga dosen glutamat genererar en reaktion men det är inte tillräckligt för att orsaka LTP.** När en **högfrekvent aktionspotential kommer till terminalerna** frisätts en **större mängd glutamat**. Den högre koncentrationen glutamat kommer att orsaka en **större depolarisering** eftersom en större mängd natriumjoner kommer in i cellen då **AMPA receptorerna är öppna under en längre tid.**

* Den **stora mängden natriumjoner inne i nervcellen** kommer nu att r**epellera magnesiumblockeringen från NMDA-receptorn.** Nu kommer **NMDA-receptorn** som ju redan **har glutamat bundet** till sig att **släppa in natrium** och **kalcium** in i den **postsynaptiska cellen**. NMDA receptorn kräver alltså både en presynaptisk (bindandet av glutamat) och en postsynaptisk (kraftig depolarisation via aktivering av AMPA receptorerna) händelse för att den ska öppna. Inflödet av kalcium fungerar som en viktig "second messenger" som aktiverar många sekundära intracellulära kaskader Dessa signalkaskader syns i bilden ovan, detaljerna förväntas vi dock inte kunna på tentan

Det som händer är i stort att Ca2+ flödet till slut leder till att nya AMPA-receptorer som finns färdiga i cellen färdas till membranet och införlivas i det. Fler AMPA-receptorer kommer alltså att uttryckas i det postsynaptiska membranet. Detta kallas **långtidspotentiering**

en **synaps förstärks** genom att **nya AMPA-receptorer uttrycks**. Detta leder i sin tur till att nästa gång som cellen påverkas av glutamat så finns det fler receptorer som kan öppnas och släppa igenom mer Na+ och K+. Synapsen har därmed blivit **potentierad**

**svarar starkare,** vilket gör det lättare att för cellen att depolariseras och **tr****oligheten att en aktionspotential ska bildas ökar.**

**Tillbaka till exemplet med cell A och B.**

* Om cell A är aktiverad så fyras aktionspotential genom axonen och det frisätts en del glutamat på B. På B finns det några AMPA-receptorer. Det kommer att ske en liten depolarisering av B, men inte så mycket.
* Om A och B är depolariserade samtidigt, och alltså bägge fyrar samtidigt och deras membranpotential är 0 eller positivt så kommer när glutamat frisätts från A till B inte NMDA receptorerna på postsynapserna att vara blockerade. NMDA-receptorerna kan då släppa in kalcium och fler AMPA-receptorer blir uttryckta på postsynapsen. Svaret från B förstärks = LTP av synapserna på B.
* Tredje gången som aktivering sker och endast aktivering av A sker, så kommer svaret hos B (på A:s frisättning av glutamat) att vara starkare än förut - B har blivit potentierad. Potentiering sker alltså när både A och B är aktiva samtidigt. I exemplet så kommer vi när vi bara hör ljudet av en bil att aktivera A. Om vi hör en bil och ser den så kommer vi att att aktivera A och B och de kommer då att förstärkas. Nästa gång räcker det med att bara höra bilen för att minnet av synintrycket (B) av bilen ska aktiveras.

Detta är illustrerat av två hopkopplade celler i "Hebb-bilden", men det är ju förenklat. Det handlar förstås om en stor mängd nervceller och synapser och kopplingar. Ju fler kopplingar (hundratals, tusentals finns på en cell) som blivit förstärkta på en cell desto större är chansen att den kommer att depolariseras.

# Råttan i bassängen

En råtta släpps ner i en bassäng. Det finns en plattform under ytan som råttan inte kan se. Den kommer att simma runt slumpmässigt tills den hittar plattformen. Vattnet är kallt, så råttan klättrar upp. Den tas då upp ur bassängen. Försöket upprepas om och om igen och varje gång råttan hittar plattformen tas den upp ur bassängen. Så småningom har råttan lärt sig var plattformen är och simmar direkt dit. Om en blockerar NMDA receptorer i hippocampus och relevanta delar av hjärnan så kan försöksdjuret inte lära sig att minnas plattformens placering. Den kommer att simma runt slumpmässigt på samma sätt som den gjorde första gången, varje gång. Det sker ingen förstärkning av minnen och den kan inte lära sig. Detta visar att LTP är grunden till minnen.

Det är många delar som ska samordnas för att skapa minnet av var plattformen är. Episodiskt; vatten, bassäng och visuella riktmärken ska ge kopplingen att det finns en plattform någonstans och om var. Om synapserna inte kan förstärkas så kan det inte bildas något mönster som kan återkallas när råttan hamnar i samma miljö igen. Om NMDA receptorer blockeras kan alltså inte upplevelser konsolideras och inget minne kan bildas.

# Faktorer som påverkar inlärning

* Sömn och vila - hjärnan behöver inte anstränga sig med annat, då kan den konsolidera.
* Konsolidering & rekonsolidering - minnesbearbetning i form av repetition, att läsa om det, bearbeta det, berättar om det osv.
* Uppmärksamhet / vakenhet - inte bara i det självklara att tappa uppmärksamheten helt genom att t.ex. läsa en tidning under föreläsningen. Det kommer också signaler från vakenhetscentrum och det finns grader av uppmärksamhet. Modulatoriska neutransmittorer frisätts och de kan påverka förmågan att åstadkomma LTP i de synapser där en vill ha det för inlärning.
* Alkohol: - Alkohol gör många saker, det är på det viset en smutsig drog. Alkohol har verkan på många receptorer i kroppen. En riktig fylla kan göra att en inte minns någonting av vad som hände kvällen innan då en var full. Det blir precis som med råttan i bassängen. Alkoholen fungerar som en NMDAr-antagonist och minnen kan inte bidas.
* Fysisk träning - verkar positivt på inlärning. Exakt hur vet en inte, det finns lite olika teorier. Det kan vara substanser som utsöndras lokalt från musklerna vid aktivitet eller neurotransmittorer och hormon som utsöndras av central stimulering.
* Stress: Noradrenalin och cortisol - de påverkar också förmågan att bilda LTP

Stress hann vi inte gå igenom, det var en bonusbild. Maila och fråga AW vid intresse, eller kolla på PubMed.