pikkuaivot

pikkuaivoilla on rooli prosessuaalisen muistin (eli rutiinien, ”harjoiteltujen” taitojen) ja motorisen oppimisen, kuten koordinaatiota ja hienomotoriikkaa vaativien taitojen oppimisessa. Soittimen soittaminen, autolla ajaminen ja pyörällä ajaminen ovat esimerkkejä prosessuaalista muistia vaativista taidoista. Pikkuaivot ovat yleisemmin mukana motorisessa oppimisessa, ja niiden vaurioituminen voi aiheuttaa ongelmia liikkumisessa; erityisesti sen ajatellaan koordinoivan liikkeiden ajoitusta ja tarkkuutta sekä tekevän pitkäjänteisiä muutoksia (oppimista) näiden taitojen parantamiseksi. Hippokampuksen vaurioittama ihminen saattaa yhä muistaa, miten pianoa soitetaan, mutta ei muista faktoja elämästään. Mutta henkilö, jolla on vaurioita pikkuaivoissaan, olisi päinvastainen ongelma: he muistaisivat deklaratiiviset muistonsa, mutta heillä olisi ongelmia menettelymuistojen, kuten pianonsoiton, kanssa.

Muistivarastoinnin Neurokorrelaatit

vaikka muistin fyysinen sijainti jää suhteellisen tuntemattomaksi, sen arvellaan jakautuvan neuroverkoissa koko aivoihin.

avainkohteet

avainkohdat

• on esitetty teoria, että muistit tallentuvat neuroverkostoihin aivojen eri osiin, jotka liittyvät erityyppisiin muisteihin, mukaan lukien lyhytkestoinen muisti, aistimuisti ja pitkäkestoinen muisti.
• muistijäljet eli Engrammit ovat muistoihin liittyviä fyysisiä hermomuutoksia. Tutkijat ovat saaneet tietoa näistä hermosolukoodeista neuroplastisuutta koskevista tutkimuksista.
• episodisen muistin koodaamiseen liittyy pysyviä muutoksia molekyylirakenteissa, jotka muuttavat hermosolujen välistä viestintää. Viimeaikaisissa funktionaalikuvaustutkimuksissa on havaittu työmuistisignaaleja mediaalisessa ohimolohkossa ja etuotsalohkossa.
• sekä otsalohko että etuotsalohko liittyvät pitkä – ja lyhytkestoiseen muistiin, mikä viittaa voimakkaaseen yhteyteen näiden kahden muistityypin välillä.
• hippokampus on olennainen muistojen lujittamisessa, mutta se ei näytä tallentavan muistoja itse.

Avaintermit

• engram: oletettu fyysinen tai biokemiallinen muutos hermokudoksessa, joka edustaa muistia; muistijälki.
• neuroplastisuus: aivojen tila tai laatu, joka mahdollistaa sen sopeutumisen kokemukseen yhteyksien fyysisten muutosten kautta.

monet aivojen alueet ovat liittyneet muistin tallennusprosesseihin. Leesiotutkimukset ja tapaustutkimukset henkilöillä, joilla on aivovamma, ovat antaneet tutkijoille mahdollisuuden selvittää, mitkä aivojen alueet liittyvät eniten millaiseen muistiin. Muistojen todellinen fyysinen sijainti jää kuitenkin suhteellisen tuntemattomaksi. Teorian mukaan muistot varastoituvat neuroverkostoihin aivojen eri osiin, jotka liittyvät erityyppisiin muisteihin, kuten lyhytkestoiseen muistiin, aistimuistiin ja pitkäaikaismuistiin. On kuitenkin muistettava, että ei riitä, että muistia kuvaillaan vain tietyistä aivoalueista riippuvaiseksi, vaikka on alueita ja reittejä, joiden on osoitettu liittyvän tiettyihin toimintoihin.

muistijäljet

muistijäljet eli Engrammit ovat muistin tallennukseen liittyviä fyysisiä hermomuutoksia. Suuri kysymys siitä, miten tieto ja henkiset kokemukset koodataan ja esitetään aivoissa, jää vaille vastausta. Tutkijat ovat kuitenkin saaneet paljon tietoa hermosolukoodeista neuroplastisuutta eli aivojen kykyä muuttaa hermoyhteyksiään koskevista tutkimuksista. Suurin osa tästä tutkimuksesta on keskittynyt yksinkertaiseen oppimiseen, eikä se kuvaa selkeästi monimutkaisempiin muistin esimerkkeihin liittyviä muutoksia.

työmuistin koodauksessa on kyse yksittäisten hermosolujen aktivoitumisesta aistinsyötön avulla. Nämä sähköpiikit jatkuvat senkin jälkeen, kun tunne lakkaa. Episodisen muistin koodaus (ts., memories of experiences) liittyy molekyylirakenteiden pysyviin muutoksiin, jotka muuttavat hermosolujen välistä viestintää. Viimeaikaiset toiminnalliset-magneettiresonanssikuvaukset (fMRI)-tutkimukset havaitsivat työmuistisignaaleja mediaalisessa ohimolohkossa ja etuotsalohkossa. Nämä alueet liittyvät myös pitkäkestoiseen muistiin, mikä viittaa voimakkaaseen suhteeseen työmuistin ja pitkäkestoisen muistin välillä.

muistiin liittyvät aivoalueet

kuvantamistutkimukset ja leesiotutkimukset ovat saaneet tutkijat päättelemään, että tietyt aivojen alueet saattavat olla erikoistuneempia tietyntyyppisten muistojen keräämiseen, käsittelyyn ja koodaamiseen. Toiminta aivokuoren eri lohkoissa on yhdistetty muistojen muodostumiseen.

aivokuoren lohkoja: vaikka muistia syntyy ja varastoituu koko aivoihin, Joidenkin alueiden on osoitettu liittyvän tietyntyyppisiin muisteihin. Ohimolohko on tärkeä aistimuistille, kun taas otsalohko liittyy sekä lyhyt-että pitkäkestoiseen muistiin.

aistimuisti

ohimo-ja takaraivolohkot liittyvät aistimukseen ja ovat siten mukana aistimuistissa. Aistimuisti on muistin Lyhin muoto, jossa ei ole tallennuskykyä. Sen sijaan se on aistitiedon väliaikainen ”holding-solu”, joka kykenee pitämään tietoa hallussaan korkeintaan sekunteja ennen kuin se joko siirtyy lyhytaikaiseen muistiin tai antaa sen kadota.

lyhytkestoinen muisti

lyhytkestoista muistia tukevat hermoviestinnän lyhyet kuviot, jotka ovat riippuvaisia prefrontaalisen aivokuoren, otsalohkon ja päälakilohkon alueista. Hippokampus on välttämätön tiedon yhdistämiseksi lyhytkestoisesta muistista pitkäaikaiseen muistiin; se ei kuitenkaan näytä tallentavan itse tietoa, mikä lisää mysteeriä kysymykseen siitä, mihin muistoja säilytetään. Hippokampus vastaanottaa syötteen aivokuoren eri osista ja lähettää tuotoksen aivojen eri alueille. Hippokampus voi olla mukana muuttamassa hermoyhteyksiä ainakin kolme kuukautta sen jälkeen, kun tieto on alustavasti käsitelty. Tämän alueen uskotaan olevan tärkeä myös spatiaalisen ja deklaratiivisen (eli faktapohjaisen) muistin kannalta.

pitkäkestoinen muisti

pitkäkestoista muistia ylläpitävät koko aivoihin levinneet vakaat ja pysyvät hermoyhteyksien muutokset. Pitkäaikaisten muistojen yhdistämis-ja tallennusprosessit ovat liittyneet erityisesti etuotsalohkoon, aivoihin, otsalohkoon ja mediaaliseen ohimolohkoon. Pitkäkestoisten muistien pysyvä säilyminen konsolidoinnin ja koodauksen jälkeen näyttää kuitenkin riippuvan hermosolujen välisistä yhteyksistä, kun syvemmin prosessoiduilla muisteilla on vahvemmat yhteydet.