Poglavlje 7 Kognitivni procesi

7.1 Pamćenje

Ovdje ćemo objasniti suvremene modele koji pokušavaju razumjeti složenost procesa pamćenja kod čovjeka.

Pamćenje je vrlo složeni proces koji se u općem modelu sastoji od tri procesa;

  • zapisivanje, kodiranje (eng. encoding) ili upamćivanje (engram, akvizicija)

  • pospremanje (eng. storage) ili pamćenje (retencija)

  • dozivanje, prisjećanje, priziv (eng. retrieval)

Proces pamćenja u tri koraka i važna procesa koji se zasebno proučavaju u kognitivnoj znanosti;

• Upamćivanje (engram, akvizicija)

• Pamćenje (retencija)

• Prisjećanje (priziv)

Model pamćenja koji su među prvima pojavio u literaturi, razmatraju pamćenje kao serijsku obradu informacija (Atkinson & Shiffrin, 1968). To je tzv. model tri skladišta (eng. multi-store model ili modal model). Prema teoriji tri skladišta pamćenja, pamćenje se odvija pomoću tri serijska procesa u tzv. tri skladišta:

• osjetno, senzoričko (sensory memory)

• radno, kratkoročno (working memory)

• dugoročno (long-term memory)

Osjetno pamćenje (zadržava informacije 1 - 4 sekunde)

• Ikoničko pamćenje – oko 1-2 sek

• Ehoičko pamćenje – oko 4 sek

• Osjetno pamćenje nije isključivo odraz funkcije fotoreceptora, već kortikalne neuralne aktivnosti

Kratkoročno pamćenje:

• Čarobni broj 7

• Robovski sustavi ponavljanja

• Grupiranje podataka olakšava pamćenje

• Zbog utjecaja interferencije gube se podatci iz kratkoročnog pamćenja

• Dvije su vrste ponavljanja: a) održavajuće i b) razrađujuće

• Ponavljanje može biti verbalno i neverbalno

Dugoročno pamćenje

• Engrami – jedinice dugoročnog pamćenja

• Jako važna uloga radnog pamćenja

• Prefrontalna asocijacijska moždana kora

• Jako je važna dubina obrade informacija

Složeno asocijacijsko pamćenje

• Eksplicitno (deklarativno) – stječemo svjesnim naporom i svjesno ga dozivamo. Pamćenje epizoda (epizodičko pamćenje) i značenja (semantičko pamćenje)

• Implicitno (proceduralno) – stječemo nesvjesno i nije poznato kako ga dozivamo. Pamćenje vještina i automatiziranih radnji.

Neurofiziološke spoznaje

• Razvijene su tehnologije koje nam omogućavaju proučavanje anatomskih i funkcionalnih svojstava ljudskog mozga in vivo: MRI, fMRI, PET

• Eksplicitno i implicitno pamćenje imaju različite moždane mehanizme

• Pamćenje je zasebna moždana funkcija vezana uz medijalni dio sljepoočnog režnja, diencefalona i mediobazalnog telencefalona – pogađa eksplicitno pamćenje

Hipokampus

• Dio limbičkog sustava

• Ključna neurofiziološka ‘postaja’ i uloga u pamćenju i učenju

• Organiziranje i pohrana upamćenih elemenata

• Vrlo osjetljiv na stres i dob

• Nakon 80 godina starosti oko 20% živčanih stanica hipokampusa odumire

Hipokampus možemo usporediti s CPU suvremenih računala ili što je već i sadašnjost a više i budućnost, određene biološke stanice mogu biti nosioci procesorskih mogućnosti kao što je slučaj s razvojem DNK računala (Zhou, Geng, Wang, & Guo, 2019).

Radno pamćenje

• Odumire jako brzo

• Prosječno 7 elemenata ‘držimo’ približno 20-30 sekundi

• Prvi eksperimenti G. Millera i vjerojatno jedan od članaka koji je najčešće citiran u psihologiji 20. stoljeća (Miller, 1956)

• Pamtimo prosječno od 4-9 nepovezanih elemenata (chunks)

• Dvije su vrste ponavljanja: a) održavajuće i b) razrađujuće

• Ponavljanje može biti verbalno i neverbalno

Dugoročno pamćenje

  • Engrami – jedinice dugoročnog pamćenja

  • Jako važna uloga radnog pamćenja

  • Prefrontalna asocijacijska moždana kora

  • Jako je važna dubina obrade informacija

Složeno asocijacijsko pamćenje:

  • Eksplicitno (deklarativno) – stječemo svjesnim naporom i svjesno ga dozivamo. Pamćenje epizoda (epizodičko pamćenje) i značenja (semantičko pamćenje)

  • Implicitno (proceduralno) – stječemo nesvjesno i nije poznato kako ga dozivamo. Pamćenje vještina i automatiziranih radnji.

Tijekom 20. i 21. stoljeća postignut je napredak u razumijevanju pamćenja iz više razloga;

  • Eksplicitno i implicitno pamćenje imaju različite moždane mehanizme što je poprilično dobro opisano

  • Pamćenje je zasebna moždana funkcija vezana uz medijalni dio sljepoočnog režnja, diencefalona i mediobazalnog telencefalona – pogađa eksplicitno pamćenje

  • Razvijene su nove tehnologije proučavanja anatomskih i funkcionalnih svojstava ljudskog mozga in vivo: MRI, fMRI, PET

Za procese pamćenja, među ostalim je jako važan temporalni dio mozga koji je ujedno drugi po veličini .

Temporalni dio mozga

Ozljede i oštećenja temporalnog dijela mozga mogu prouzročiti niz problema i poteškoća u ponašanju, kao što je agresivnost, nemogućnost prepoznavanja izraza lica (prosopagnosia), probleme sa seksualnošću, problemi s govornim funkcijama, razumijevanje govora, kategorizacija i identifikacija objekata, problemi s učenjem i zadržavanjem informacija, problemi s pozornosti i selektivnom pažnjom (The Temporal Lobe: the Brain Region Linked to Speech, Sheherzad Raza Preisler - https://ezra.com/the-temporal-lobe-the-brain-region-linked-to-speech/).

Strukture mozga uključene u procese pamćenja;

  • Sadržaj pamćenja je vjerojatno negdje u neokortikalnim područjima moždane kore

  • Eksplicitno pamćenje ovisi o interakciji neokorteksa i struktura medijalnog temporalnog režnja

  • Implicitno pamćenje ovisi o interakciji neokorteksa i strijatuma (kaudatus i putamen)

  • Kondicioniranje i emocionalni sadržaj - amigdala

  • Amigdale (Obrada vidnih informacija koje imaju emocionalno značenje (mimika, geste). Obostrane ozljede amigdala – nemogućnost prepoznavanja izraza straha kod drugih ljudi. Inferotemporalni dijelovi moždane kore i dijelovi kore sljepoočnog režnja prenose informacije u amigdale. Dobro su povezane sa strukturama dugoročnog pamćenja. Prozopagnozija – obostrane ozljede inferotemporalnog korteksa)

  • Rinalni korteks – novo dugoročno eksplicitno pamćenje

  • Hipokampus – dugoročno pamćenje položaja u prostoru

  • Implicitno pamćenje – senzomotorički zadaci – mali mozak i strijarni sustav (dopaminergičke strukture – kaudatus i putamen)

  • Prefrontalni korteks – vremenski slijed događaja

Gdje se nalazi hipokampus, ta vrlo važna jezgra koje radi kao CPU u računalu? (izvor: National Institute for Aging (NIH), http://www.nia.nih.gov/sites/default/files/nia-ad-image02_large.jpg)

Postranična slika mozga

Pamćenje se može poboljšati

• Korištenje pomoćnih i vanjskih tehnika upamćivanja

• Izrada kognitivnih mapa (‘mentalnih slika’)

• Korištenje mnemotehnika

Zašto zaboravljamo?

• Nemogućnost dozivanja

• Interferencija

• Pogreška ‘zapisivanja’

• Motivacija

Pogrešno shvaćanje, poimanje amnezije:

• Anterogradna amnezija (H.M. je pao s bicikla u dobi od 7 godina, nakon čega s 10 godina dobiva manje epileptične napadaje, dok se veći počinju događati sa 16 godina. H.M. pacijent koji je vjerojatno u neuroznanosti najviše doprinio spoznajama o funkcioniranju dijela mozga (Squire, 2009). Gotovo 50 godina je bio praćen od strane liječnika te iscrpno dokumentiran sve do njegove smrti 2008. godine u dobi od 82 godine)

• Retrogradna amnezija

• Najčešći uzroci: 1) trauma različite vrste i 2) psihoaktivne tvari, lijekovi

Trauma i amnezija posebno je aktualna kod suvremenih operacija i povreda. Nakon kardiovaskularnih operacija primjerice ugradnje premosnica što je kompleksno stanja u anesteziološkom i kardiološkom smislu, događaju su poslijeoperacijske promjene ponašanja (Glumac, Kardum, & Karanović, 2019).

Traume utječu i na lateralizaciju moždanih funkcija. Lateralizacija podrazumijeva specijalizaciju moždanih hemisfera u ponašanju. Najviše izražena lateralizacija je u području verbalnih funkcija, tako, lijeva hemisfera ima dominaciju u verbalnim testovima i svakodnenim aktivnosti dok desna hemisfera je u području neverbalnih funkcija.

Mirisi

• Jako utječu na dozivanje informacija, vrlo žive i bogate informacije

• Njušni živac (n. olfactorius) je veoma blizu amigdala

• Veoma blizu je i hipokampusa

Veze, sinapse se uvijek obnavljaju dozivanjem informacija

• Stres – smanjuje neurotransmisijsku funkciju, posebice u hipokampusu (PTSP i deterioracija hipokampusa, kaskadna smrt neurona)

• Lijekovi, psihoaktivne tvari, alkohol, neurotoksini

• Fizička aktivnost – povećava oksigenaciju mozga

• Stimulacija mozga – prevencija demencije, Alzheimera (Use it or lose it)

Godine i pamćenje

Spavanje je vrlo složen neurofiziološki mehanizam i stanje svijesti pojedinca. Prosječno u populaciji, četvrtinu života provedemo spavajući i razmatrajući taj podatak, zaista nema niti jednog drugog oblika ponašanja u kojem jednoznačno provedemo toliko vremena. Sastoji se od različitih stadija – odvojena uloga REM i NREM stadija. REM i NREM nisu jednoznačni već su također složeni i dijele se u podstanja: REM-fazični i tonični; NREM - I, II, III i IV. Kako bi saznali kakva je struktura spavanja, potrebno je napraviti cjelonoćno polisomnografsko snimanje u laboratoriju za spavanje gdje možemo dobiti osobni hipnogram tj. slikovni prikaz imjena stadija spavanja tijekom noći.

U slijedećem slikovnom prikazu možemo vidjeti izgled normalnog hipnograma s prikazima 90 minutnih ciklusa (Chokroverty, 2010; Lavery, Stull, Kinney, & Yosipovitch, 2016).

Normalni hypnogram

Stadij spavanja je karakterističan i ujedno se prepoznaje po dominaciji određene EEG valne aktivnosti a također i promjenama drugih neurofizioloških funkcija, poput disanja, krvožilnog sustava, hormona i takkođer mogućnosti utjecaja vanjskih podražaja na spavača i sadržaj snova.

Hipnogram (pravilna struktura spavanja tijekom noći) i stil života - značajna uloga i utjecaj na kognitivne procese. Pomicanje suvremenim načinom života biološkog ritma, izlaganje svjetlosti kod djece i odraslih može značajno narušiti kognitivne procese.

Spavanje nedvojbeno utječe na kognitivne procese tj. spavanje je nužno za kogniciju (Panjwani, Wadhwa, Ray, & Kishore, 2019). U literaturi je već neko vrijeme prisutna tzv. dualna hipoteza o ulozi NREM i REM stadija spavanja na kogniciju. NREM stadij i sporovalno spavanja značajno utječe na konsolidaciju deklarativnog materijala. S druge strane, za REM stadij postoje određene naznake o utjecaju na nedeklarativno učenje i pamćenje. Ipak, za konačan zaključak treba pričekati još neko vrijeme (Ackermann & Rasch, 2014).

7.2 Učenje i poučavanje

Jedna od podjela učenja:

  • Neasocijacijsko (habituacija, senzitizacija)

  • Asocijacijsko (klasično i operantno kondicioniranje)

Vrste poučavanja (Vizek-Vidović, Rijavec, Vlahović-Štetić, & Miljković, 2014):

• izravno poučavanje

• poučavanje vođenjem otkrivanjem i raspravom

• samostalno učenje

Neposredno testiranje pomaže pamćenju!

• Eksperimenti pokazuju ukoliko studenti imaju test neposredno po učenju imaju bolje rezultate od kontrolne grupe

• Rezultati su bolji čak i ako produljimo vrijeme učenja

• Vrlo važno: rekapitulacija i testiranje neposredno po učenju

Jako je važna samoefikasnost – vjerojatno povezano sa smanjenom količinom stresa

7.3 Nijemo znanje (tacit knowledge)

Prevodi se kao nijemo, skriveno i prešutno znanje. We can know more than we can tell (Polanyi, 2009).

Tacit knowledge is knowledge that is not explicated and Tacit knowledge drives language, science, education, management, sport, bicycle riding, art, and our relationship to machines (Collins, 2010).

Eksplicitno znanje se jasno iražava, artikulira, zapisuje i dijeli. Implicitno znanje možemo sagledavati kao primjer eksplicitnog tj. kao primjena, aplikacija eksplicitnog znanja. Vještine su primjer implicitnog znanja.

Za razliku od predhodne dvije vrste, nijemo znanje (eng. tacit knowledge) proizlazi iz osobnog iskustva i konteksta. Nijemo znanje nije moguće jasno artikulirati, prenijeti ili zapisati. U literaturi se često navodi primjer izrade kruha ili kolača, npr. kolač kojeg je radila moja baka ili majka ili kojeg radi moja žena… Tako nešto nije moguće izravno ‘prepisati’, napraviti. To je nešto što se osjeća ili na engleskom jeziku imamo izraz feel iz kojega se u našem govori koristi često izjava ili izraz on ili ona imaju neki feeling.

References

Ackermann, S., & Rasch, B. (2014). Differential effects of non-REM and REM sleep on memory consolidation? Current Neurology and Neuroscience Reports, 14(2). doi:10.1007/s11910-013-0430-8

Atkinson, R. C., & Shiffrin, R. M. (1968). The psychology of learning and motivation. In K. W. Spence & J. T. Spence (Eds.), (pp. 89–195). New York: Academic Press.

Chokroverty, S. (2010). Overview of sleep & sleep disorders. The Indian Journal of Medical Research, 131, 126–140.

Collins, H. (2010). Tacit and explicit knowledge (1st ed.). The University of Chicago Press. Retrieved from http://gen.lib.rus.ec/book/index.php?md5=7fe6fb4ac4ce5b3bf740521f3ac6b44a

Glumac, S., Kardum, G., & Karanović, N. (2019). Postoperative cognitive decline after cardiac surgery: A narrative review of current knowledge in 2019. Medical Science Monitor, 25, 3262–3270. doi:10.12659/msm.914435

Lavery, M., Stull, C., Kinney, M., & Yosipovitch, G. (2016). Nocturnal pruritus: The battle for a peaceful night’s sleep. International Journal of Molecular Sciences, 17(3), 425. doi:10.3390/ijms17030425

Miller, G. A. (1956). The magical number seven plus or minus two: Some limits on our capacity for processing information. Psychological Review, 63(2), 81–97. doi:10.1037/h0043158

Panjwani, U., Wadhwa, M., Ray, K., & Kishore, K. (2019). Sleep deprivation, cognitive functions, and countermeasures. In V. M. J. Sushil K. Jha (Ed.), Sleep, Memory and Synaptic Plasticity (1st ed.). Springer Singapore. Retrieved from http://gen.lib.rus.ec/book/index.php?md5=87e044e8df8ab4aedc515196e926e309

Polanyi, M. (2009). The tacit dimension. University of Chicago press.

Squire, L. R. (2009). The legacy of patient h.m. For neuroscience. Neuron, 61(1), 6–9. doi:10.1016/j.neuron.2008.12.023

Vizek-Vidović, V., Rijavec, M., Vlahović-Štetić, V., & Miljković, D. (2014). Psihologija obrazovanja. Zagreb: IEP, VERN.

Zhou, C., Geng, H., Wang, P., & Guo, C. (2019). Programmable dna nanoindicator-based platform for large-scale square root logic biocomputing. Small, 15(49), 1903489. doi:10.1002/smll.201903489