Indlæring, hukommelse og amnestisk syndrom Anders Gade http://gade.psy.ku.dk

Klassifikation af hukommelse Langtidshukommelse Korttidshukommelse (Arbejdshukommelse) Deklarativ / bevidst / Procedural / ubevidst / eksplicit non-deklarativ / implicit * Motoriske og perceptuelle færdigh. * Regelindlæring * Klassisk og operant betingning * Perceptuel og begrebsmæssig priming Episodisk hukommelse (anterograd og retrograd; Semantisk hukommelse verbal og visuel; genkaldelse og genkendelse; emotionel og non-emotionel) Gade

Episodisk hukommelse og amnestisk syndrom Klassifikation af hukommelse Langtidshukommelse Korttidshukommelse (Arbejdshukommelse) Deklarativ / bevidst / Procedural / ubevidst / eksplicit non-deklarativ / implicit * Motoriske og perceptuelle færdigh. * Regelindlæring * Klassisk og operant betingning * Perceptuel og begrebsmæssig priming Episodisk hukommelse og amnestisk syndrom Episodisk hukommelse (anterograd og retrograd; Semantisk hukommelse verbal og visuel; genkaldelse og genkendelse; emotionel og non-emotionel) Gade

Arbejdshukommelse Gade

Atkinson & Shiffrins Stadiemodel (1960’erne) Kontrolprocesser: Korttidslager (KTH) Kontrolprocesser: * repetition * kodning * beslutninger * genkaldelses- strategier Langtidslager (LTH) Input fra omverdenen Sensoriske registre * visuelle * auditive Respons / output Gade

Arbejdshukommelse - to traditioner Baddeleys model Delayed Response Slavesystem Central eksekutiv- funktion Slavesystem Baddeley & Hitsch, 1974 Jacobsen, 1936 Gade

‘hukommelsesneuroner’ Arbejdshukommelse - ‘hukommelsesneuroner’ Goldman-Rakic, 1992 Gade

repræsentationsmodel Arbejdshukommelse Goldman-Rakics repræsentationsmodel Kontrovers om den frontale komponent: Indhold eller proces? Gade

Selektion (area 46 + parietal) Aktiv opretholdelse (area 8 + parietal) Selektion (area 46 + parietal) Event-relateret fMRI: Adskillelse af lager og kontrol Rowe et al., 2000 AG# 3486a Gade

Diffusion Tensor Imaging Magnetisk resonans-skanning (MR) med ”Traktografi” Gade

Schmahmann & Pandya, 2007 Gade

DTI - MR-metode til at måle fiberforbindelser i menneskets hjerne Hvidovre-studiet : Forbindelsen mellem frontallap og parietallap styrkes med alderen hos børn – - og hænger sammen med spatial arbejds-hukommelse også efter korrektion for alder Gade

Letter-Number Sequencing (WMS-III) Øvelsesserie L-2 2-L …. T-9-A-3 3-9-A-T M-4-E-7-Q-2 2-4-7-E-M-Q -> W-8-H-5-F-3 -> Gade

Hvem samarbejder kontrolnissen med? Gade

Gade

Ubevidste hukommelsesformer Færdighedsindlæring og -hukommelse * motorisk indlæring * spejllæsning * musik * grammatiske regler * træning af ADL- færdigheder Det neurale grundlag omfatter striatum (og cerebellum) og de toniske transmittersystemer (især dopamin og acetylkolin). Bevaret ved amnestisk syndrom Defekter ved basalgangliesygdomme (Huntingtons chorea, Parkinsons sygdom, OCD) Gade

Plasticitet i kortikale repræsentationskort Penfields homunculus Merzenich et al., 1987 Gade

Plasticitet i kortikale repræsentationskort somatosensorisk kort hos abe Merzenich et al., 1987 Gade

reorganisering af kortikale kort Aktivitet i nukleus basalis (med øgning af acetylkolin til hele kortex) faciliterer reorganisering af kortikale kort Juliano, Science 1998, 279: 1653-4 Gade

Parkinsons sygdom: Dyb hjernestimulation Subthalamiske kerne Nukleus basalis (Acetylkolin) Freund et al. (2009) Arch.Neurol., 66, 781-5 #d412a Gade

Associativ indlæring: Klassisk betingning US føde UR savl BS klokke/forsøgsopstilling BR savl BS US Eksempler: frygtindlæring fødeaversion blinkrefleks Gade

Klassisk betingning Den associerede sekundære forstærker får ”signalværdi” .. og udløser selv respons i adfærd og dopaminrespons i n. accumbens Gade

Selvstimulation med elektrode i det mediale forhjernebundt (MFB) Gade

Basalgangliernes og dopamins rolle i indlæring af 1) Motoriske sekvenser Babe Ruth, all-time champ 5) Handlerutiner, vaner 4) Regelbaseret indlæring; tankerækker 3) Sekundære forstærkere (→ handling) 2) Primære forstærkere (→ handling) Gade

”Kunstig” dopamin-øgning i nucleus accumbens. Direkte virkning: amfetamin og kokain ”Danske gymnasier flyder med kokain” Gade

Taste aversion Garcia & K., 1966: ”bright-noisy, saccharin-tasting water” + røntgenbestråling. Rotter udviklede svær aversion mod smagen alene. Divac, Gade & Wikmark, 1975 Gade

Taste aversion Divac, Gade & Wikmark, 1975 Gade 4 groups of rats: Sham, caudate nucleus, anteromedial, and rhinal sulcus lesioned Lateral hypothalamus Insular gustatory cortex, inc. single cell excitability (Yasoshima & Y., 1998) Amygdala, inc. CREB-regulated gene expression (Lamprecht et al., 1997) Gade

Amygdala som fare-detektor

PTSD Og i resten af sit liv led den unge slange af dybe traumatiske sår Gade

Nuværende forståelse af de vedvarende symptomer ved PTSD .… som varer ved, fordi den normale mediale frontale (ACC) kontrol ikke fungerer Abnorm frygtrespons medieret af overaktiv amygdala … mekanismerne er delvist fælles for PTSD og anden angst (meta-analyse: Etkin & Wager, 2007) #1582c Gade

Bevaret priming ved amnesi Claparède, schweitsisk psykolog, om Korsakoff-patient, 1911 . Gade

Bevaret priming ved amnesi Claparède, schweitsisk psykolog, om Korsakoff-patient, 1911 Jeg prøvede det følgende eksperiment - for at se om hun bedre kunne huske et intenst indtryk, der skabte affekt. Jeg stak hendes hånd kraftigt med en nål gemt mellem mine fingre. Smerten glemte hun lige så hurtigt som mere neutrale indtryk, og kort tid efter stikket huskede hun det ikke mere. Men når jeg bevægede min hånd nær hendes igen, trak hun sin hånd væk på en refleksagtig måde og uden at vide hvorfor. Hvis jeg spurgte hende hvorfor hun trak hånden væk, svarede hun lidt forvirret: ”Må man da ikke flytte hånden?” … Hvis jeg insisterede, kunne hun sige: ”Måske er der en nål gemt i din hånd”. Til mit spørgsmål: ”Hvad kan dog få dig til at tro, at jeg kunne finde på at stikke dig?”, gentog hun blot ”Det var en tanke, jeg fik”, og undertiden ville hun retfærdiggøre sig med et: ”Sommetider er der nåle gemt i hænder”. Men hun genkendte aldrig denne tanke om stik som en erindring. Gade

Opgave: Priming (”ordstamme-fuldendelse”) DEKRET FRAGT BLOTTE APPETIT BEKLAGE EKSPERT PATRON KOLONI FLITTIG MINERE DESPOT MARKED INVADERE LEVN .. KAMEL SKRIN Gade

Opgave: Priming. ”Sig det første ord, som du kan Opgave: Priming ”Sig det første ord, som du kan komme på, og som begynder med disse bogstaver” DES KAM DEK EKS KOL FRA INV MIN Gade

Opgave: Ja/nej genkendelse (kontrol) PATRON PORTØR BLOTTE HOVERE LOKOMOTIV FLITTIG APPETIT SKRIN LEVN BEKLAGE BUSKADS KRAMPE TOMMEL REFERENT .. MARKED TRAKTOR Gade

Semantisk hukommelse Gade

Semantisk hukommelse Danish Adult Reading Test (DART) WAIS ordforråd WAIS Information Ansigtsbenævnelse og -genkendelse Gade

Alzheimers sygdom Semantisk hukommelsestab Bestemmes sygdommens progression af retningen af de patologiske ændringer? Ved tab af viden: progression fra kortex entorhinalis mod temporalpol og inferiore temporallap Gade

Episodisk hukommelse og amnestisk syndrom Klassifikation af hukommelse Langtidshukommelse Korttidshukommelse (Arbejdshukommelse) Deklarativ / bevidst / Procedural / ubevidst / eksplicit non-deklarativ / implicit * Motoriske og perceptuelle færdigh. * Regelindlæring * Klassisk og operant betingning * Perceptuel og begrebsmæssig priming Episodisk hukommelse og amnestisk syndrom Episodisk hukommelse (anterograd og retrograd; Semantisk hukommelse verbal og visuel; genkaldelse og genkendelse; emotionel og non-emotionel) Gade

Patient med amnestisk syndrom Født i 1921. Uddannet som ingeniør 1948. Gift 1945 – boede til 1954 i Købenahvn. Har siden 1954 boet i jysk by. Subarachnoidalblødning i oktober 1978. Opereret for aneurysme på arteria communicans ant. 9 dage senere. Undersøgt i marts 1979 og november 1980. Karakteristika: Anterograd amnesi Retrograd amnesi Bevaret korttids-hukommelse Normal ”intelligens” Gade

Visuelle Gestalter Stimulusfigur. Vises i 10 sekunder Mønsterforlæg til umiddelbar reproduktion Patientens umiddelbare gengivelse (intakt visuel spændvidde) Gade

Amnesi - Årsager, lokalisationer og karakteristika Gade

Amnestisk syndrom = tab af episodisk hukommelse * anterograd hukommelsestab * variabel retrograd defekt Normal el. relativt bevaret: intelligens arbejdshukommelse procedural hukommelse betingning priming Klassiske tilfælde: HM (Scoville & Milner, 1957) Bilateral fjernelse af mesiale temporallapper, dvs. hippocampus, amygdala, periamygdaloid kortex og de parahippocampale gyri Gade

Gade

Hippocampus’ formodede rolle: Sammenbinding; associering Hippocampus Parahippocampale region (Perirhinal, parahippocampal og entorhinal kortex) Hippocampus Gade

Hippocampus og de parahippocampale områder (perirhinal (PR), entorhinal (EC) og parahippocampal (PH) kortex) PFC → ”Sammen- bindings- modellen” Der mangler to brikker i denne historie: 1) Præfrontal kortex’ rolle 2) Betydningen af Papez’ ring Gade

Papez’ ring: Hippocampus → fornix (Fx) → corpora mamillare (CM) → nukleus anterior (A) via den mamillo-thalamiske bane (MMT) → gyrus cingularis (PCC) og cingulum (C) → hipp. Der er også direkte forbindelse mellem hippocampus og retrosplenial kortex (PCC og præcuneus) Gade

De store spørgsmål: Kan læsion af hippocampus alene give amnestisk syndrom ? Hvis ja, hvilke karakteristika? Er forskellen mellem amnesi ved læsion af hippocampus alene og ved hele MTL kun i sværhedsgrad? - eller er forskellen kvalitativ? Gade

Herpes simplex encefalitis Stefanacci et al., 2000 Gade

Læsioner begrænset til hippocampus (anoksi, TGA 1-5 dage efter det akutte hukommelsestab, og udviklingsamnesi) Transitorisk global amnesi (TGA) de sjældne tilfælde med akut billeddannelse: svær hypoperfusion bilateralt medialt i temporallapperne Case IKR Defekt genkaldelse Normal genkendelse TGA-læsioner (DWI-læsioner) dag 2-6 efter TGA Gade

Gade