Een inleiding tot leren en geheugen

Leren en geheugen zijn twee nauw verwante cognitieve functies die fundamenteel zijn voor ons vermogen om op een zinvolle manier met de wereld om te gaan. Leren is het proces van het verwerven van nieuwe informatie over de wereld. Geheugen is het behoud of de opslag van dergelijke informatie, zoals een reeks cijfers.

Deze video geeft een kort overzicht van concepten in leren en geheugen, introduceert belangrijke vragen van wetenschappers op dit gebied, beschrijft enkele prominente methoden en bespreekt tenslotte actuele experimenten in deze velden.

Laten we beginnen met het verkennen van enkele van de concepten die verschillende soorten leren en geheugen onderscheiden.

Onderzoek heeft uitgewezen dat leren kan worden onderverdeeld in twee hoofdklassen. Ten eerste is er non-associatief leren, waarbij eigenschappen van een stimulus worden geleerd door middel van enkele of herhaalde blootstellingen. Dit type leren neemt meestal een van de twee vormen aan.

De eerste vorm, habituatie, is wanneer een reactie op een stimulus verminderd of verzwakt wordt na herhaalde presentaties. In dit voorbeeld vertoont de muis een verminderde reactie op een luid geluid na meerdere keren te hebben gehoord.

De tweede vorm, gevoeligheid genoemd, is de verhoogde reactie op een breed scala aan stimuli na een intense of schadelijk stimulus. In dit voorbeeld wordt de muis ook blootgesteld aan een luid, schadelijk geluid en blijft hij geschrokken reageren op zachte, aangenamere geluiden. Het heeft geleerd te reageren alsof alle geluiden onaangenaam zijn.

De tweede hoofdklasse van leren is associatief leren, waarbij een associatie tussen twee stimuli, of een gedrag en een stimulus, wordt gelegd.

De eerste vorm, operant conditioneren, gebruikt beloning en straf om de stimulus-gedragsassociatie te veranderen. In dit voorbeeld heeft een duif geleerd om rechts op een doos te kloppen wanneer het groene stimulus voor een voedselbeloning wordt getoond. Met andere woorden, het juiste klopgedrag wordt positief versterkt.

De tweede vorm, klassiek conditioneren of 'Pavloviaans' conditioneren, is wanneer een neutrale stimulus, zoals een geluid, wordt gepaard met een intense stimulus, zoals een schok, om een stereotiep gedrag te produceren. In dit voorbeeld leert de muis de neutrale stimulus, een luid geluid, te associëren met de intense schokstimulus, waardoor de muis springt.

Na conditionering reageert de muis op de neutrale toonstimulus alleen door het stoppen van beweging, of bevriezen, in afwachting van een schok. In deze grafiek illustreert de zwarte lijn dat muizen die geconditioneerd zijn met de toon-schok-koppeling meer bevriezen wanneer ze later alleen aan de toon worden blootgesteld dan muizen die alleen de toon hebben gehoord.

Onderzoek naar geheugen heeft ook aangetoond dat het kan worden onderverdeeld in twee hoofdtypen. Korte termijn, of werkgeheugen, werkt als een scratchpad waar informatie, zoals het leren van een reeks cijfers, lang genoeg wordt vastgehouden om een taak uit te voeren, zoals het opnoemen van de cijfers, en vervolgens wordt weggegooid.

Langdurig geheugen is voor het opslaan van informatie voor dagen, weken of zelfs een leven lang. Een subtype van langdurig geheugen is expliciet of declaratief geheugen. Deze herinneringen zijn bewuste herinneringen die ofwel episodische herinneringen van specifieke gebeurtenissen, zoals een feest, kunnen zijn, of semantische herinneringen van specifieke kennis over een onderwerp dat je hebt geleerd.

Het tweede subtype is impliciet of procedureel geheugen dat onbewust wordt uitgedrukt. Een voorbeeld zou motorisch geheugen zijn van een moeilijke beweging, zoals balanceren op een balansbalk.

Nu we enkele van de concepten in leren en geheugen hebben besproken, laten we enkele belangrijke wetenschappelijke vragen bekijken die door gedragswetenschappers worden gesteld.

Sommige wetenschappers zijn geïnteresseerd in hoe leren en geheugen worden beïnvloed door iemands omgeving. Wetenschappers kunnen zich afvragen hoe emoties de prestaties van leren en geheugen beïnvloeden. Emotionele beelden zijn beter onthouden dan neutrale beelden. Wetenschappers kunnen ook vragen of slapen helpt met onthouden. In deze studie bleken deelnemers die na training sliepen beter in het onthouden dan degenen die niet sliepen, zoals blijkt uit het verschil tussen de rode en grijze lijnen.

Andere onderzoekers zijn geïnteresseerd in het bepalen van de functionele en moleculaire mechanismen van leren en geheugen. Ze kunnen zich afvragen welke hersengebieden actief zijn, in geel getoond, tijdens specifieke leer- en geheugentaken, en wat de relatie is tussen de gebieden.

Sommige onderzoekers bestuderen leren en geheugen bij andere dieren zoals knaagdieren, vogels en vliegen. Door dieren te bestuderen, wordt inzicht verkregen in de fysiologische processen, zoals neuronale activiteit, en specifieke betrokkenheid van moleculen die het leren en geheugenvorming bij mensen regeren.

Een belangrijke vraag in onderzoek naar leren en geheugen is om de veranderingen te achterhalen die optreden naarmate we ouder worden. Het is algemeen bekend dat de prestaties en het behoud van het geheugen met de leeftijd afnemen. Om deze reden werken wetenschappers actief aan het ontdekken van manieren om de effecten van veroudering op leren en geheugen te verminderen.

Nu je een gevoel hebt voor enkele van de belangrijke vragen die worden gesteld over leren en geheugen, laten we kijken naar enkele van de prominente methoden die worden gebruikt door gedragswetenschappers.

Er zijn veel gedragstests die worden gebruikt om leren en geheugen bij mensen en knaagdieren te onderzoeken. Een populaire test die wordt gebruikt om klassiek conditioneren te bestuderen, is angstconditionering, waarbij, in het hier getoonde voorbeeld, een muis leert om een geluid te associëren met een voetschok.

Doolhoven, hetzij in het water of op tracks, worden uitgebreid gebruikt