Indlæring, hukommelse og amnestisk syndrom Anders Gade

Indlæring,Indlæring,hukommelsehukommelse

ogogamnestisk syndromamnestisk syndrom

Anders GadeAnders Gade

http://gade.psy.ku.dkhttp://gade.psy.ku.dk

Gade

Klassifikation af hukommelseKlassifikation af hukommelseLangtidshukommelse KorttidshukommelseLangtidshukommelse Korttidshukommelse

(Arbejdshukommelse)(Arbejdshukommelse)

Deklarativ / bevidst / Procedural / ubevidst /Deklarativ / bevidst / Procedural / ubevidst /ekspliciteksplicit non-deklarativ / implicit non-deklarativ / implicit

* Motoriske og perceptuelle færdigh.* Motoriske og perceptuelle færdigh.* Regelindlæring* Regelindlæring* Klassisk og operant betingning* Klassisk og operant betingning* Perceptuel og begrebsmæssig * Perceptuel og begrebsmæssig primingprimingEpisodisk hukommelseEpisodisk hukommelse

(anterograd og retrograd;(anterograd og retrograd; Semantisk hukommelseSemantisk hukommelseverbal og visuel;verbal og visuel;genkaldelse og genkendelse;genkaldelse og genkendelse;emotionel og non-emotionel)emotionel og non-emotionel)

Gade

Klassifikation af hukommelseKlassifikation af hukommelseLangtidshukommelse KorttidshukommelseLangtidshukommelse Korttidshukommelse

(Arbejdshukommelse)(Arbejdshukommelse)

Deklarativ / bevidst / Procedural / ubevidst /Deklarativ / bevidst / Procedural / ubevidst /ekspliciteksplicit non-deklarativ / implicit non-deklarativ / implicit

* Motoriske og perceptuelle færdigh.* Motoriske og perceptuelle færdigh.* Regelindlæring* Regelindlæring* Klassisk og operant betingning* Klassisk og operant betingning* Perceptuel og begrebsmæssig * Perceptuel og begrebsmæssig primingprimingEpisodisk hukommelseEpisodisk hukommelse

(anterograd og retrograd;(anterograd og retrograd; Semantisk hukommelseSemantisk hukommelseverbal og visuel;verbal og visuel;genkaldelse og genkendelse;genkaldelse og genkendelse;emotionel og non-emotionel)emotionel og non-emotionel)

Episodisk hukommelseog

amnestisk syndrom

ArbejdshukommelseArbejdshukommelse

GadeGade

Gade

Sensoriske registre

* visuelle

* auditive

Langtidslager(LTH)

Respons / output

Input fra omverdenen

Korttidslager

(KTH)

Kontrolprocesser:

* repetition

* kodning

* beslutninger

* genkaldelses-

strategier

Atkinson & ShiffrinsAtkinson & ShiffrinsStadiemodel (1960’erne)Stadiemodel (1960’erne)

Gade

Arbejdshukommelse - to traditionerArbejdshukommelse - to traditioner Baddeleys modelBaddeleys model

Baddeley & Hitsch, 1974Baddeley & Hitsch, 1974 Jacobsen, 1936 Jacobsen, 1936

SlavesystemSlavesystem

SlavesystemSlavesystem

CentralCentraleksekutiv-eksekutiv-funktionfunktion

Delayed ResponseDelayed Response

Gade

Arbejdshukommelse - Arbejdshukommelse - ‘‘hukommelsesneuroner’hukommelsesneuroner’

Goldman-Rakic, 1992

GadeGade

ArbejdshukommelseArbejdshukommelse

Goldman-RakicsGoldman-Rakicsrepræsentationsmodelrepræsentationsmodel

Kontrovers omKontrovers omden frontale den frontale komponent:komponent:Indhold ellerIndhold ellerproces?proces?

Gade

Rowe et al., 2000Rowe et al., 2000AG# 3486a

Aktiv opretholdelseAktiv opretholdelse(area 8 + parietal)(area 8 + parietal) Selektion (area 46 + parietal)Selektion (area 46 + parietal)

Event-relateret fMRI: Adskillelse af lager og kontrolEvent-relateret fMRI: Adskillelse af lager og kontrol

Gade

Magnetisk Magnetisk resonans-skanning resonans-skanning (MR) med(MR) med

DDiffusioniffusion

TTensorensor

IImagingmaging

””Traktografi”Traktografi”

GadeSchmahmann & Pandya, 2007Schmahmann & Pandya, 2007

Gade

DTI - MR-metode til at måleDTI - MR-metode til at målefiberforbindelser i menneskets hjernefiberforbindelser i menneskets hjerne

- og hænger sammen - og hænger sammen med spatial arbejds-med spatial arbejds-hukommelse også hukommelse også efter korrektion for efter korrektion for alderalder

Hvidovre-studiet :Hvidovre-studiet :Forbindelsen mellem frontallap og parietallap Forbindelsen mellem frontallap og parietallap styrkes med alderen hos børn –styrkes med alderen hos børn –

Gade

Letter-Number Sequencing (WMS-III)Letter-Number Sequencing (WMS-III)

ØvelsesserieØvelsesserie

L-2L-2 2-L2-L……..

T-9-A-3 T-9-A-3 3-9-A-T3-9-A-T……..

M-4-E-7-Q-2M-4-E-7-Q-2 ->-> 2-4-7-E-M-Q2-4-7-E-M-Q

W-8-H-5-F-3W-8-H-5-F-3 ->->

GadeGade

Hvem samarbejder Hvem samarbejder kontrolnissen med?kontrolnissen med?

GadeGade

Gade

Ubevidste hukommelsesformerUbevidste hukommelsesformerFærdighedsindlæring og -hukommelseFærdighedsindlæring og -hukommelse

* motorisk indlæring* motorisk indlæring* spejllæsning* spejllæsning* musik* musik* grammatiske regler* grammatiske regler* træning af ADL- færdigheder* træning af ADL- færdigheder

Det neurale grundlag omfatter striatum (og Det neurale grundlag omfatter striatum (og cerebellum) og de toniske transmittersystemer cerebellum) og de toniske transmittersystemer (især dopamin og acetylkolin).(især dopamin og acetylkolin).

Bevaret ved amnestisk syndromBevaret ved amnestisk syndrom

Defekter ved basalgangliesygdomme Defekter ved basalgangliesygdomme (Huntingtons chorea, Parkinsons sygdom, OCD)(Huntingtons chorea, Parkinsons sygdom, OCD)

GadeMerzenich et al., 1987Merzenich et al., 1987

Penfields homunculusPenfields homunculus

Plasticitet i kortikale Plasticitet i kortikale repræsentationskortrepræsentationskort

GadeMerzenich et al., 1987

Plasticitet isomatosensoriskkort hos abe

Plasticitet i kortikale repræsentationskortPlasticitet i kortikale repræsentationskort

GadeJuliano, Science 1998, 279: 1653-4

Aktivitet i nukleus basalis (med øgning Aktivitet i nukleus basalis (med øgning af acetylkolin til hele kortex) facilitereraf acetylkolin til hele kortex) facilitererreorganisering af kortikale kortreorganisering af kortikale kort

Gade

Parkinsons sygdom:Parkinsons sygdom:Dyb hjernestimulationDyb hjernestimulation

Subthalamiske kerneSubthalamiske kerneNukleus basalisNukleus basalis(Acetylkolin)(Acetylkolin)

Freund et al. (2009)Freund et al. (2009)Arch.Neurol., 66Arch.Neurol., 66,,781-5781-5#d412a#d412a

Gade

Associativ indlæring: Klassisk betingningAssociativ indlæring: Klassisk betingningUS fødeUS fødeUR savlUR savlBS klokke/forsøgsopstillingBS klokke/forsøgsopstillingBR savlBR savl

BSBSUSUS

Eksempler:Eksempler:

frygtindlæringfrygtindlæringfødeaversionfødeaversionblinkrefleksblinkrefleks

Gade

Den associeredeDen associeredesekundære sekundære forstærker får forstærker får ”signalværdi””signalværdi”

.. og udløser selv.. og udløser selvrespons i adfærd respons i adfærd - ogogdopaminrespons idopaminrespons in. accumbensn. accumbens

KlassiskKlassiskbetingningbetingning

Gade

SelvstimulationSelvstimulationmed elektrode imed elektrode i

det mediale det mediale forhjernebundtforhjernebundt

(MFB)(MFB)

Gade

Basalgangliernes og dopamins rolle Basalgangliernes og dopamins rolle i indlæring afi indlæring af

1) Motoriske sekvenser1) Motoriske sekvenser

2) Primære forstærkere2) Primære forstærkere ( (→ → handling)handling)

3) Sekundære forstærkere3) Sekundære forstærkere ( (→ → handling)handling)

5) Handlerutiner, vaner5) Handlerutiner, vaner

4) Regelbaseret indlæring; tankerækker4) Regelbaseret indlæring; tankerækker

Babe Ruth, all-time champBabe Ruth, all-time champ

Gade

””Kunstig” dopamin-øgning i nucleus accumbens.Kunstig” dopamin-øgning i nucleus accumbens. Direkte virkning: amfetamin og kokainDirekte virkning: amfetamin og kokain

””Danske gymnasier flyder med kokain”Danske gymnasier flyder med kokain”

Gade

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

Divac, GadeDivac, Gade & Wikmark, 1975& Wikmark, 1975

Gade

Taste aversionTaste aversion Divac, Gade & Wikmark, Divac, Gade & Wikmark, 19751975

4 groups of rats: Sham, caudate nucleus,4 groups of rats: Sham, caudate nucleus,anteromedial, and rhinal sulcus lesionedanteromedial, and rhinal sulcus lesioned

Lateral hypothalamusLateral hypothalamusInsular gustatory cortex, inc. single cell Insular gustatory cortex, inc. single cell excitability excitability (Yasoshima & Y., 1998)(Yasoshima & Y., 1998)

Amygdala, inc. CREB-regulated gene expressionAmygdala, inc. CREB-regulated gene expression (Lamprecht et al., 1997) (Lamprecht et al., 1997)

Amygdala som fare-detektorAmygdala som fare-detektor

Gade

Og i resten af sit liv Og i resten af sit liv led den unge slangeled den unge slangeaf dybe traumatiskeaf dybe traumatiskesårsår

PTSDPTSD

Gade

Nuværende forståelse af de vedvarende Nuværende forståelse af de vedvarende symptomer ved PTSDsymptomer ved PTSD

Abnorm frygtrespons medieretAbnorm frygtrespons medieretaf overaktiv amygdalaaf overaktiv amygdala

.… som varer ved,.… som varer ved,fordi den normalefordi den normalemediale frontale (ACC)mediale frontale (ACC)kontrol ikke fungererkontrol ikke fungerer

… … mekanismerne er delvist fælles for PTSD og mekanismerne er delvist fælles for PTSD og anden angst (meta-analyse: anden angst (meta-analyse: Etkin & Wager, 2007) Etkin & Wager, 2007) #1582c#1582c

Gade

Bevaret priming Bevaret priming ved amnesived amnesi

Claparède, Claparède, schweitsisk schweitsisk psykolog, psykolog,

om Korsakoff-om Korsakoff-patient, 1911patient, 1911

..

Gade

Opgave: Priming (”ordstamme-fuldendelse”)Opgave: Priming (”ordstamme-fuldendelse”)

DEKRETDEKRET

APPETITAPPETIT

BEKLAGEBEKLAGE

PATRONPATRON

MINEREMINERE

MARKEDMARKED

INVADEREINVADERE

KAMELKAMEL

FRAGTFRAGT

BLOTTEBLOTTE

EKSPERTEKSPERT

KOLONIKOLONI

FLITTIGFLITTIG

DESPOTDESPOT

LEVNLEVN

SKRINSKRIN ....

Gade

Opgave: Priming Opgave: Priming ”Sig det første ord, som du kan ”Sig det første ord, som du kan komme på, og som begynder med komme på, og som begynder med disse bogstaver”disse bogstaver”DESDES

KAMKAM

DEKDEK

EKSEKS

KOLKOL

FRAFRA

INVINV

MINMIN

Gade

Opgave: Ja/nej genkendelse (kontrol)Opgave: Ja/nej genkendelse (kontrol)

PATRONPATRON

HOVEREHOVERE

LOKOMOTIVLOKOMOTIV

APPETITAPPETIT

BEKLAGEBEKLAGE

KRAMPEKRAMPE

TOMMELTOMMEL

MARKEDMARKED

PORTØRPORTØR

BLOTTEBLOTTE

FLITTIGFLITTIG

SKRINSKRIN

LEVNLEVN

BUSKADSBUSKADS

REFERENTREFERENT

TRAKTORTRAKTOR ....

Gade

Semantisk hukommelseSemantisk hukommelse

Gade

Semantisk hukommelseSemantisk hukommelseDanish Adult ReadingDanish Adult Reading Test (DART)Test (DART)WAIS ordforrådWAIS ordforrådWAIS InformationWAIS Information

AnsigtsbenævnelseAnsigtsbenævnelseog -genkendelseog -genkendelse

Gade

Alzheimers sygdomAlzheimers sygdom

Semantisk hukommelsestabSemantisk hukommelsestab

Bestemmes Bestemmes sygdommens sygdommens progression af progression af retningen af retningen af de patologiske de patologiske ændringer?ændringer?

Ved tab af viden: progression fra kortex entorhinalis mod Ved tab af viden: progression fra kortex entorhinalis mod temporalpol og inferiore temporallaptemporalpol og inferiore temporallap

Gade

Klassifikation af hukommelseKlassifikation af hukommelseLangtidshukommelse KorttidshukommelseLangtidshukommelse Korttidshukommelse

(Arbejdshukommelse)(Arbejdshukommelse)

Deklarativ / bevidst / Procedural / ubevidst /Deklarativ / bevidst / Procedural / ubevidst /ekspliciteksplicit non-deklarativ / implicit non-deklarativ / implicit

* Motoriske og perceptuelle færdigh.* Motoriske og perceptuelle færdigh.* Regelindlæring* Regelindlæring* Klassisk og operant betingning* Klassisk og operant betingning* Perceptuel og begrebsmæssig * Perceptuel og begrebsmæssig primingprimingEpisodisk hukommelseEpisodisk hukommelse

(anterograd og retrograd;(anterograd og retrograd; Semantisk hukommelseSemantisk hukommelseverbal og visuel;verbal og visuel;genkaldelse og genkendelse;genkaldelse og genkendelse;emotionel og non-emotionel)emotionel og non-emotionel)

Episodisk hukommelseog

amnestisk syndrom

Gade

Patient med amnestisk syndromPatient med amnestisk syndrom

Født i 1921. Uddannet som ingeniør 1948.Født i 1921. Uddannet som ingeniør 1948.Gift 1945 – boede til 1954 i Købenahvn.Gift 1945 – boede til 1954 i Købenahvn.Har siden 1954 boet i jysk by.Har siden 1954 boet i jysk by.

Subarachnoidalblødning i oktober 1978.Subarachnoidalblødning i oktober 1978.Opereret for aneurysme på arteria communicans ant.Opereret for aneurysme på arteria communicans ant.9 dage senere.9 dage senere.Undersøgt i marts 1979 og november 1980.Undersøgt i marts 1979 og november 1980.

Karakteristika:Karakteristika:1.1. Anterograd amnesiAnterograd amnesi2.2. Retrograd amnesiRetrograd amnesi3.3. Bevaret korttids-hukommelseBevaret korttids-hukommelse4.4. Normal ”intelligens”Normal ”intelligens”

Gade

Stimulusfigur. Vises i 10 Stimulusfigur. Vises i 10 sekundersekunder

Visuelle GestalterVisuelle Gestalter

Mønsterforlæg til Mønsterforlæg til umiddelbar reproduktionumiddelbar reproduktion

Patientens umiddelbarePatientens umiddelbaregengivelsegengivelse(intakt visuel spændvidde)(intakt visuel spændvidde)

Gade

AmnesiAmnesi - - Årsager, Årsager, lokalisationerlokalisationerog karakteristikaog karakteristika

Gade

Amnestisk syndromAmnestisk syndrom= tab af episodisk hukommelse= tab af episodisk hukommelse* anterograd hukommelsestab* anterograd hukommelsestab* variabel retrograd defekt* variabel retrograd defekt

Klassiske tilfælde: HM Klassiske tilfælde: HM (Scoville & Milner, 1957)(Scoville & Milner, 1957)

Bilateral fjernelse af mesiale temporallapper, dvs. hippocampus, Bilateral fjernelse af mesiale temporallapper, dvs. hippocampus, amygdala, periamygdaloid kortex og de parahippocampale gyriamygdala, periamygdaloid kortex og de parahippocampale gyri

Normal el. relativt bevaret:Normal el. relativt bevaret:

intelligensintelligensarbejdshukommelsearbejdshukommelseprocedural hukommelseprocedural hukommelsebetingningbetingningprimingpriming

Gade

Gade

Hippocampus’ Hippocampus’ formodede rolle:formodede rolle:

Sammenbinding;Sammenbinding;associeringassociering

Parahippocampale regionParahippocampale region(Perirhinal, parahippocampal(Perirhinal, parahippocampalog entorhinal kortex)og entorhinal kortex)

HippocampusHippocampus

Gade

Hippocampus og de parahippocampale områderHippocampus og de parahippocampale områder(perirhinal (PR), entorhinal (EC) og parahippocampal (PH) kortex)(perirhinal (PR), entorhinal (EC) og parahippocampal (PH) kortex)

””Sammen-Sammen- bindings-bindings- modellen”modellen”

Der mangler to brikker i denne historie:Der mangler to brikker i denne historie:1) Præfrontal kortex’ rolle1) Præfrontal kortex’ rolle2) Betydningen af Papez’ ring2) Betydningen af Papez’ ring

PFC PFC →→

Gade

Papez’ ringPapez’ ring: Hippocampus : Hippocampus →→ fornix (Fx) fornix (Fx) → → corpora mamillare (CM) → nukleus anterior (A)corpora mamillare (CM) → nukleus anterior (A)via den mamillo-thalamiske bane (MMT) → via den mamillo-thalamiske bane (MMT) → gyrus cingularis (PCC) og cingulum (C) → hipp.gyrus cingularis (PCC) og cingulum (C) → hipp.

Der er ogsåDer er ogsådirektedirekte

forbindelseforbindelsemellemmellem

hippocampushippocampusog og

retrosplenialretrosplenialkortex (PCCkortex (PCC

og præcuneus)og præcuneus)

Gade

De store spørgsmålDe store spørgsmål::

Kan læsion af hippocampus Kan læsion af hippocampus alene give amnestisk syndrom ?alene give amnestisk syndrom ?

Hvis ja, hvilke karakteristika?Hvis ja, hvilke karakteristika?

Er forskellen mellem amnesi ved læsion af Er forskellen mellem amnesi ved læsion af hippocampus alene og ved hele MTL kun ihippocampus alene og ved hele MTL kun isværhedsgrad?sværhedsgrad?

- eller er forskellen kvalitativ?- eller er forskellen kvalitativ?

Gade

Herpes simplex encefalitisHerpes simplex encefalitis

Stefanacci et al., 2000Stefanacci et al., 2000

Gade

Læsioner begrænset til hippocampusLæsioner begrænset til hippocampus(anoksi, TGA 1-5 dage efter det akutte hukommelsestab,(anoksi, TGA 1-5 dage efter det akutte hukommelsestab,og udviklingsamnesi)og udviklingsamnesi)

TGA-læsioner (DWI-læsioner) dag 2-6 efter TGATGA-læsioner (DWI-læsioner) dag 2-6 efter TGA

DefektDefektgenkaldelsegenkaldelse

NormalNormalgenkendelsegenkendelse

Transitorisk global amnesi (TGA)Transitorisk global amnesi (TGA)

-de sjældne tilfælde medde sjældne tilfælde medakut billeddannelse: sværakut billeddannelse: sværhypoperfusion bilateralt hypoperfusion bilateralt medialt i temporallappernemedialt i temporallapperne

Case IKRCase IKR

Gade