Prawo Hebba to neuropsychologiczne podstawy uczenia się

Tak zwane prawo Hebba, zaproponowany przez neuropsychologa Donalda Hebba, stwierdza, że ​​połączenia synaptyczne są wzmacniane, gdy dwa lub więcej neuronów jest aktywowanych w sposób ciągły w czasie i przestrzeni. Łącząc odpalanie komórki presynaptycznej z aktywnością postsynaptyczną, zachodzą zmiany strukturalne, które sprzyjają wyglądowi zespołów lub sieci neuronowych.

W tym artykule przeanalizujemy główne podejścia tej teorii, które miały przełomowy wpływ na neuropsychologię: między innymi uważa się, że reguła Hebba zainspirowała koncepcję długoterminowej inicjacji i modele sieci neuronowych, które wyjaśniają uczenie się i pamięć.

• Powiązany artykuł: „Neuropsychologia: co to jest i co jest przedmiotem badań?”

Rola plastyczności neuronalnej w uczeniu się

Z punktu widzenia neuronauk, Biologiczna podstawa uczenia się polega na plastyczności neuronów. Koncepcja ta odnosi się do zdolności układu nerwowego do modyfikowania natury i siły synaps, to znaczy połączeń między neuronami, które umożliwiają transmisję impulsów elektrochemicznych..

W ostatnich dziesięcioleciach hipoteza, że ​​nasz mózg przechowuje informacje w sieciach neuronowych, zyskała wielką popularność i silne wsparcie naukowe. Struktura układu nerwowego i relacje między jego elementami stanowią przetwarzane informacje; pamięć natomiast polega na aktywacji tych sieci.

Początki tego typu podejścia sięgają bezpośrednio do konkretnej hipotezy: teoria składania komórek Donalda Hebba. Badanie sieci neuronowych, które stanowi ramy prac jądrowych w obecnej neuronauce kognitywnej, zostało opracowane wokół podstawowych zasad zaproponowanych przez tego autora.

• Może jesteś zainteresowany: „Typy neuronów: cechy i funkcje”

Prawo Hebba (lub teoria montażu komórkowego)

W 1949 roku psycholog Donald Hebb opublikował książkę „Organizacja zachowań”, w której opracował pionierską teorię dotyczącą neuronalnych podstaw uczenia się. Chociaż propozycja Hebba nazywa się „Teorią Zgromadzenia Komórkowego”, zwykle odnosi się do tego terminu, przez który znana jest jej podstawowa zasada: prawo Hebba.

Reguła Hebba stanowi, że jeśli dwa neurony są aktywne mniej więcej w tym samym czasie, ich połączenia są wzmocnione. Konkretnie, Hebb powiedział, że jeśli akson neuronu A jest wystarczająco blisko komórki B i wielokrotnie przyczynia się do jej odpalenia, pewne zmiany strukturalne lub metaboliczne zwiększą skuteczność takiej synapsy.

W szczególności spowodowałoby to pojawienie się przycisków terminala lub powiększenie innych istniejących w aksonie neuronu presynaptycznego; byłyby one w bezpośrednim kontakcie z somą komórki postsynaptycznej. Fizyczne i funkcjonalne powiązanie między różnymi neuronami prowadziłoby do engramów lub zespołów komórkowych - „sieci neuronowe”..

W ten sposób jest silniejszy przygodność między aktywacją neuronów a pewnym rodzajem stymulacji, im większe prawdopodobieństwo, że odpowiednie sieci neuronowe wywołają impulsy, gdy bodziec wystąpi ponownie. Wyjaśnia to również, dlaczego praktyka lub przegląd utrudnia osłabienie synaps (jak w zapomnieniu).

Aby tak się stało, zaproponował Hebb, konieczne jest, aby pierwszy neuron został aktywowany bezpośrednio przed drugim; jeśli jednak odpalanie neuronowe występuje jednocześnie w obu komórkach, nie ma przyczynowości w synapsie, więc połączenie nie zostanie wzmocnione w ten sam sposób.

Jednak prawo to wyjaśnia tylko wzmocnienie stowarzyszeń, a nie ich powstawanie. Tak, uczenie się opiera się na konsolidacji istniejących synaps, określane zasadniczo przez zmienne typu biologicznego i genetycznego. Według Hebba każdy obwód neuronowy może być bezpośrednio powiązany z wyuczoną aktywnością.

• Powiązany artykuł: „Historia psychologii: autorzy i główne teorie”

Wpływ tego modelu neuropsychologicznego

Propozycja Hebba miała silny wpływ na neuropsychologię, stając się rdzeniem wielu podejść opracowanych w następnych dziesięcioleciach i pozostaje bardzo ważnym punktem odniesienia w tej dziedzinie dzisiaj..

Na początku lat 70. odkryto bardzo istotny mechanizm uczenia się: długoterminowe wzmocnienie, które polega na konsolidacji wspomnień dzięki wielokrotnemu doświadczeniu. Zatem pamięć krótkotrwała opiera się na zmianach strukturalnych (ekspresja genów, synteza białek i zmiany w synapsach).

Walidacja tego modelu potwierdziła fundamentalną tezę Hebba, określając konkretne biologiczne podstawy wyjaśniające jego prawo. Obecnie wiemy z całą pewnością, że długotrwałe wzmocnienie jest ograniczone wyłącznie do neuronów, które są aktywne w tym samym czasie, i że jeśli kilka synaps zbiegnie się w tym samym neuronie, zostaną one wzmocnione jeszcze bardziej.

Jedna z najnowszych aplikacji Reguła Hebba jest związana z neuronami lustrzanymi, które są aktywowane zarówno wtedy, gdy wykonujemy zachowanie, jak i gdy widzimy, że inny żyjący robi to samo i są rozumiani jako podstawa empatii i teorii umysłu. Odkryto, że odpowiednie synapsy są wzmocnione zgodnie z prawem Hebba.