Mémoire et apprentissage: traitement de l'information dans l'hippocampe

Que nous résolvions des énigmes difficiles, mémorisions un environnement ou apprenions des termes abstraits: ce sont tous des cas d’apprentissage cognitif. Les images mentales du monde nous aident à le faire.

Les humains, mais aussi certaines espèces animales, apprennent non seulement progressivement par essais et erreurs. Lors de la résolution de problèmes, ils arrivent à des aperçus.
Ils peuvent les généraliser et les transférer à d’autres problèmes.
Ce que l’on appelle l’apprentissage cognitif est basé sur le traitement interne de l’information. Les humains et certains animaux peuvent cartographier leur environnement mentalement, puis travailler avec ces idées intérieures.
Un exemple de représentations mentales sont les cartes cognitives que l’on crée à partir de son environnement dans l’esprit.
Le corrélat neuronal de ces cartes mentales est, entre autres, l’activité des cellules de place dans l’hippocampe.
La mémoire joue un rôle important dans l’apprentissage cognitif. Les connaissances et les croyances antérieures déterminent ce que vous avez appris.

hippocampe

L’hippocampe est la plus grande partie de l’archicortex et une zone dans le lobe temporal. C’est également une partie importante du système limbique. Fonctionnellement, il est impliqué dans les processus de mémoire, mais aussi dans l’orientation spatiale. Il comprend le subiculum, le gyrus denté et l’ammonshorn avec ses quatre champs CA1-CA4.

Les changements dans la structure de l’hippocampe dus au stress sont associés à la chronification de la douleur. L’hippocampe joue également un rôle important dans l’augmentation de la douleur causée par la peur.

mémoire

La mémoire est un terme générique pour tous les types de stockage d’informations dans l’organisme. En plus de la simple conservation, cela comprend également l’enregistrement des informations, leur commande et leur récupération.

Le sultan a extrêmement faim. Une banane serait juste la chose. Le seul problème pour le chimpanzé est: le fruit désiré est au-delà de sa cage, hors de sa portée. Les deux bâtons que le psychologue Wolfgang Köhler a donnés au singe semblent également ne pas lui être d’une grande aide. Après tout, ils sont assez courts. Alors que faire? Si les humains et les animaux ne pouvaient apprendre que le conditionnement, l’histoire se serait terminée à ce stade et le sultan serait resté affamé. Mais les choses ont tourné différemment. En fait, pendant longtemps, Sultan a lutté en vain avec les deux bâtons courts. Frustré et faisant la moue, il s’accroupit dans sa cage. Mais alors le sultan a eu l’idée de sauver. Il se tourna vers les bâtons et les assembla. Avec le bâton plus long, il pouvait obtenir le fruit convoité.

Au cours de ses expériences dans les années 1920, Wolfgang Köhler (1887-1967) a interprété l’approche de Sultan comme un cas d’apprentissage perspicace. Alors le singe a soudainement résolu le problème et non seulement progressivement par essais et erreurs. Une fois qu’il a cassé l’écrou, il pouvait toujours résoudre le problème. De plus, les chimpanzés de Köhler ont pu généraliser leurs connaissances et les appliquer à de nouveaux problèmes. Le sultan n’a pas simplement empilé des boîtes pour que les bananes pendent haut. Dans un autre cas, il a utilisé cette idée pour atteindre le même objectif avec d’autres outils. Il n’était pas toujours difficile. Une fois que Wolfgang Köhler lui-même a dû servir et servir de plate-forme.

Apprentissage associatif versus cognitif

Une grande partie de ce que les humains ou les animaux apprennent ne peut pas être expliquée par des essais et erreurs et des conditionnements. Par exemple, lorsque nous acquérons des termes abstraits, tirons des conclusions complexes ou rapportons quelque chose d’un article comme celui-ci. Un exemple explique en quoi l’apprentissage purement associatif diffère du cognitif par le conditionnement. Si vous apprenez par exemple aux chiens de chasse à retourner chez le chasseur avec un certain sifflement de chien, c’est un conditionnement classique. Un stimulus neutre change par l’entraînement en un stimulus conditionné. Maintenant, cependant, les chiens laissent généralement froid d’autres sifflets destinés à d’autres chiens. Le changement de comportement ne concerne que le stimulus conditionné acquis. La situation avec l’apprentissage cognitif est complètement différente.

Voici également une expérience que Wolfgang Köhler a réalisée dans sa station expérimentale de Tenerife en 1918. Il a fait différencier les poulets domestiques entre différentes hauteurs et profondeurs, la teinte plus claire étant le stimulus cible que Koehler a récompensé pour reconnaître. Le psychologue était excité de voir ce qui se passerait quand il présenterait les poulets d’un ton encore plus lumineux. Le choix du stimulus cible appris précédemment ne serait rien de plus qu’un apprentissage par association. en fait décidé les animaux mais pour la nouvelle attraction. Ils avaient manifestement reconnu la relation entre les stimuli comme un critère décisif et transféré les résultats d’apprentissage précédents à la nouvelle situation.

Représentations mentales de l’environnement

La particularité de l’apprentissage cognitif est qu’il est basé sur le traitement interne de l’information. L’idée derrière la soi-disant approche cognitive en psychologie est la suivante: les humains et les animaux peuvent – à des degrés divers bien sûr – cartographier leur environnement mentalement, puis travailler avec ces idées intérieures au lieu de traiter directement avec l’environnement. Dans le cas de Sultan, l’approche cognitive peut fournir un certain potentiel explicatif. L’animal représente évidemment mentalement le problème et simule en interne les composants individuels de cette représentation jusqu’à ce qu’il trouve une solution qu’il utilise ensuite dans le monde réel. La solution une fois obtenue est alors encore disponible car la représentation mentale est constante. Sultan a réussi à transférer la solution à des problèmes similaires, car la représentation peut être suffisamment abstraite, non seulement pour représenter la situation d’origine.

Dans de nombreux cas, l’apprentissage cognitif peut évidemment être divisé en deux étapes. Dans un premier temps, solution abordé un problème. Dans une deuxième étape, la solution du problème est stockée dans la mémoire. Après tout, cela peut être utile à nouveau dans des situations similaires. La mémoire joue un rôle important dans l’apprentissage cognitif.

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Cartes mentales

Un des premiers partisans de l’approche cognitive de l’apprentissage a été le psychologue américain Edward Tolman. Dans les années 1930 et 1940, il a été troublé par le problème de la façon dont les rats apprennent un chemin à travers un labyrinthe compliqué. L’idée de Tolman: les rats font une carte cognitive du labyrinthe, dont ils représentent mentalement l’arrangement. Des études menées par diverses équipes de recherche semblent confirmer cette hypothèse. Dans une configuration expérimentale typique, les rats rencontrent de la nourriture à la fin de chaque branche d’un labyrinthe. Votre tâche consiste à vous rendre dans chacune de ces succursales sans en saisir une deux fois. Comme le montrent les expériences, les petits rongeurs apprennent assez rapidement – même si vous couvrez l’odeur de la nourriture avec un après-rasage dans des branches qui n’ont pas encore été visitées. Par ailleurs, les rats ne procèdent pas systématiquement, mais recherchent les branches dans un ordre aléatoire. Il est donc évident qu’ils n’apprennent pas simplement une séquence rigide de réactions. Il est plus probable qu’ils développeront en fait une sorte de carte mentale du labyrinthe, qui marquera également dans quelle branche ils ont été.

Dans l’intervalle, les chercheurs ont également identifié des corrélats neuronaux potentiels des cartes cognitives. Les cellules dites spatiales de l’hippocampe jouent un rôle important, important pour la mémoire à long terme et l’orientation spatiale. Les cellules spatiales individuelles représentent différents endroits de l’environnement. L’intégralité de toutes ces cellules forme une carte de l’environnement entier. (Voir vidéo: Mémoire spatiale) En 2009, le psychologue Joseph Manns de l’Université Emory et le neuroscientifique Howard Eichenbaum de l’Université de Boston ont commencé l’activité de plusieurs dizaines de cellules pyramidales dans l’hippocampe du rat. , Ils ont constaté que les modèles d’activité de nombreuses cellules pyramidales reflétaient l’emplacement et l’identité d’un objet.

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La mémoire à long terme

Un souvenir relativement stable des événements survenus dans un passé quelque peu lointain. Dans la mémoire à long terme, le contenu est stocké presque indéfiniment. Différents contenus de mémoire se trouvent dans différentes zones du cerveau. La base cellulaire de ces processus d’apprentissage est basée sur une meilleure communication entre deux cellules et est appelée potentialisation à long terme.

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cellules pyramidales

Les cellules pyramidales sont les neurones les plus courants dans le cortex (cortex cérébral). Ils sont particulièrement grands et leur corps cellulaire "à trois volets" rappelle un cône ou une pyramide.