Lernen und Gedächtnis

Das Gehirn
WS 2008/09
Lernen
und
Gedächtnis
Lernen und Gedächtnis
Gedächtnis
Speichervermögen für Erlebtes
Erinnerungsvermögen
Vergessen
Lernen und Gedächtnis
Gedächtnisarten
Semantisch:
Wiedergabe des Inhalts verbaler
Berichte
Phonemisch:
Wiedergabe des genauen Wortlauts/ der Wortfolge eines Berichts
Episodisch:
Selbst erlebte Ereignisse speichern
Autobiographisch:
Gedächtnis, das die eigene Lebensgeschichte betrifft
Lernen und Gedächtnis
Gedächtnisarten
Deklarativ:
Semantisch, phonemisch, episodisch, autobiographisch
Prozedural:
„Erinnerung“/ Durchführung bestimmter
Handlungen/Tätigkeiten
Lernen und Gedächtnis
Gedächtnis =
Informationsverarbeitung
Inf.-Aufnahme:
Wahrnehmung von Reizen über sensorische Kanäle
Inf.-Speicherung:
Erste Verarbeitung der Information;
Ziel: Identifizieren, Zu- und Einordnen des Wahrgenommenen
Inf.-Konsolidierung:
Einbettung der verarbeiteten Information in das
vorhandene Wissensgefüge
Lernen und Gedächtnis
Gedächtnis =
Informationsverarbeitung
Inf.-Ablage:
Endgültige Zuordnung der Information
Inf.-Abruf:
Wieder-Hervorholen der abgespeicherten Information
Lernen und Gedächtnis
„Speicherzeit“ Gedächtnis
Ultra Kurzzeit-Gedächtnis (sensorisch):
Behaltensleistung: msec-Bereich
Kurzzeit-Gedächtnis (Arbeits-Gedächtnis):
Behaltensleistung: sec – Min-Bereich;
Arbeitsgedächtnis hält ca. 0,5 Min
Intermediär-Gedächtnis:
Behaltensleistung: Min – Stunden-Bereich
Langzeit-Gedächtnis:
Behaltensleistung Tage - lebenslang
Lernen und Gedächtnis
Gedächtnis
Kurzzeit-Gedächtnis:
Transiente Modifizierung der Signaleigenschaften von
Proteinen
Langzeit-Gedächtnis:
„de novo“ Proteinbiosynthese
Lernen und Gedächtnis
Begriffe
LTP:
Long Term Potentiation
LTD:
Long Term Depression
Habituation:
„Gewöhnung“
Sensitization:
Sensibilisierung
Lernen und Gedächtnis
Organismen
Wirbeltiere:
LTP / LTD
Mollusken / Insekten:
Habituation / Sensitisierung
Lernen und Gedächtnis
Gedächtnis-Tests
„Hidden Platform“
Lernen und Gedächtnis
Gedächtnis-Tests
Lernen und Gedächtnis
Modulation synaptischer Eigenschaften
Lernen und Gedächtnis
Long Term Potentiation
Lernen und Gedächtnis
Long Term Potentiation
Lernen und Gedächtnis
Long Term Potentiation
„Pairing“
erzeugt LTP
Lernen und Gedächtnis
Long Term Potentiation
Lernen und Gedächtnis
Long Term Potentiation
Lernen und Gedächtnis
Long Term Potentiation
Glutamat-Rezeptoren
AMPA
Kainat
NMDA
Lernen und Gedächtnis
Long Term Potentiation
Lernen und Gedächtnis
Long Term Potentiation
Editing der
Glutamat-Rezeptoren
Lernen und Gedächtnis
Long Term Potentiation
Lernen und Gedächtnis
Long Term Depression
Lernen und Gedächtnis
Long Term Depression
Cerebellum
Lernen und Gedächtnis
Long Term Depression
Lernen und Gedächtnis
Wirbellose
Lernen und Gedächtnis
Aplysia
Kiemenmantel
Siphon
Kiemen
Lernen und Gedächtnis
Aplysia
Lernen und Gedächtnis
Aplysia
Habituation / Sensitisierung
Lernen und Gedächtnis
Aplysia
Lernen und Gedächtnis
Aplysia
Sensitisierung:
G-Protein vermittelt steigt [cAMP]i
PKA wird aktiviert
Phosphorylierung von K+-Kanälen
Verzögerte Repolarisierung
Lernen und Gedächtnis
Drosophila
from: www.mcdb.ucla.edu/.../boy-girl-drosophila.gif
Lernen und Gedächtnis
Drosophila
Lernmutanten
Rutabaga: Ca2+/CaM abh. Adenylyl Zyklase
Dunce: Phosphodiesterase
Lernen und Gedächtnis
Signalwege
Rutabaga
Dunce
PDE
AMP
Lernen und Gedächtnis
Drosophila Lernmutanten
Effekt der Rutabaga Mutation
Ausfall führt zu niedrigerem [cAMP]i
Olfaktorische Wahrnehmung beeinträchtigt
Lernen und Gedächtnis
Drosophila Lernmutanten
Effekt der Dunce Mutation
Ausfall führt zu höherem [cAMP]i
Lernen stark beeinträchtigt
Lernen und Gedächtnis
Drosophila Lernmutanten
Was passiert in rut-/dunce- Tieren?
Kompensation!
Lernen und Gedächtnis
Zusammenfassung
Lernen und Gedächtnis
Gedächtnis - molekular
Lernen und Gedächtnis
Definitionen
Acquisition:
the process of acquiring information about the
evironment
Associative/nonassociative:
learning about the relationship between two stimuli
or a stimulus and the animal‘s own behavior
(associative), or learning from the presentation of a
single type of stimulus (nonassociative)
Habituation:
a nonassociative form of learning represented as
a decrease in a reflex response due to the repetitive
presentation of a stimulus
Sensitization:
a nonassociative form of learning in which a strong
stimulus enhances subsequent reflex responses of
the animal
Lernen und Gedächtnis
Definitionen
Classical conditioning:
a type of associative conditioning in which the animal
learns that the presentation of one type of stimulus
predicts the occurence of a second
Facilitation:
an increase in the level of communication across a
synapse that lasts no more than a few seconds
Post-tetanic potentiation:
an increase in the level of communication across a
synapse that lasts tens of seconds and occurs in response
to a train of electrical discharges in the presynaptic neuron
Long-term potentiation:
an increase in the level of communication across a
synapse that lasts hours to days and occurs in response to
a train of electrical discharges in the presynaptic neuron
Lernen und Gedächtnis
Definitionen
Neuropil:
space in the central nervous system occupied primarily
by dendrites and axons
Calyx:
neuropil of the insect brain containing the dendritic
elements of mushroom body cells
Perikarya:
the cell body portion of neurons excluding the precesses