Czas czytania artykułu
Komunikacja w mózgu
Biologiczne sieci neuronowe w mózgu to złożone układy komórek nerwowych czyli neuronów, które łączą się ze sobą dzięki swoim wypustkom: aksonom i dendrytom. Komunikacja między neuronami odbywa się za pośrednictwem połączeń zwanych synapsami. Istotnym elementem funkcjonowania tych sieci są również komórki glejowe. Wspierają one pracę neuronów, regulują środowisko chemiczne mózgu oraz uczestniczą w tworzeniu osłonek mielinowych zwiększających szybkość przewodzenia impulsów nerwowych. Natomiast soma jest miejscem, w którym neuron sumuje wszystkie napływające informacje.
W ludzkim mózgu znajduje się około 86 miliardów neuronów, które mogą tworzyć tysiące połączeń z innymi neuronami. Te połączenia tworzą niezwykle rozbudowane struktury sieciowe, w obrębie których interakcje stanowią podłoże procesów poznawczych, emocjonalnych, motorycznych oraz językowych Człowieka.
Ciągły rozwój biologicznych sieci
Podstawową właściwością tych sieci jest zdolność uczenia się, czyli zmiany siły połączeń między neuronami w odpowiedzi na doświadczenie. Zjawisko to określa się mianem neuroplastyczności i stanowi fundament tego, w jaki sposób mózg dostosowuje się do nowych informacji.
Jednym z kluczowych mechanizmów tego procesu jest zasada opisana przez Donalda Hebba, zgodnie z którą jednoczesna aktywność neuronów prowadzi do wzmocnienia ich połączeń. Na poziomie biologicznym wiąże się to m.in. z procesem długotrwałego wzmacniania synaptycznego, który zwiększa skuteczność przekazywania sygnałów między neuronami.
Mądrze brzmi, ale co to w ogóle znaczy?
Wyobraźmy sobie osobę uczącą się jazdy na rowerze. Na początku ruchy są niepewne i chaotyczne. Jednak każde kolejne doświadczenie aktywuje podobne grupy neuronów odpowiedzialnych za utrzymanie równowagi, koordynację ruchów i ocenę położenia ciała. Z czasem połączenia między tymi neuronami ulegają wzmocnieniu, dzięki czemu wykonywanie tej samej czynności wymaga coraz mniej wysiłku. Właśnie w taki sposób doświadczenie zmienia strukturę biologicznej sieci neuronowej.
Zapamiętane doświadczenie
W wyniku zmian w biologicznych sieciach neuronowych na podstawie powtarzających się doświadczeń powstają engramy, czyli ślady pamięciowe. Nie są one zapisane w jednym miejscu, lecz mają postać wzorców aktywności rozproszonych w różnych obszarach mózgu. Oznacza to, że pamięć nie polega na przechowywaniu informacji w pojedynczych lokalizacjach, lecz na odtwarzaniu utrwalonych układów aktywności neuronów.
Uczenie się jest więc procesem sieciowym, zależnym od współdziałania systemów związanych z uwagą, emocjami oraz regulacją pobudzenia.
To, czy informacja zostanie zauważona, przetworzona i utrwalona, zależy nie tylko od jej treści, lecz również od stanu organizmu i kontekstu, w jakim się pojawia.
Autor: Magdalena Siatkowska
