Termin 2 · NOR · PBL Fall 12

Minne

Minnessystem, hippocampus och synaptisk plasticitet

01 · Fallet

Patientfallet

Man, 65 år, söker vård för minnesbesvär som smugit sig på under det senaste året och stadigt blivit värre. Ett konkret exempel skrämde anhöriga: på väg till en närbutik körde han 35 mil fel, en omväg på 18 timmar, för att han tappade orienteringen. Han har också allt svårare att känna igen bekanta ansikten och verkar något nedstämd. Motoriken är opåverkad och luktsinnet normalt.

Undersökning

SPECT
Sänkt blodflöde temporalt och parietalt
Neurologstatus
I övrigt normalt
Motorik
Normal
Luktsinne
Normalt

Central fråga: vilka minnestyper är drabbade, och vilka anatomiska strukturer pekar symtombilden mot? Mönstret med spatial desorientering, ansiktsblindhet och episodisk minnesförlust, men bevarad motorik, säger redan mycket om var skadan sitter.

02 · Prioritera

Tentafokus

Det här måste du kunna på det här fallet:

  • Minnessystemens indelningdeklarativt (episodiskt vs semantiskt) mot icke-deklarativt (proceduralt, betingning), och vilken struktur som bär vilket
  • Hippocampus rollkodning och konsolidering av nya episodiska minnen, och varför en skada ger anterograd amnesi
  • LTP och LTDsynaptisk plasticitet via NMDA/AMPA och Ca²⁺, samt Hebbs princip
  • Amnesityperanterograd mot retrograd, och hur fynden lokaliseras anatomiskt
  • Alzheimerfördelningtemporal-parietal patologi och hur SPECT-fyndet passar diagnosen i fallet

03 · Klassifikation

Minnessystemen

Minnet delas först i två stora grenar efter om innehållet kan plockas fram medvetet eller inte. Deklarativt (explicit) minne kan du berätta om i ord; icke-deklarativt (implicit) minne sitter i handen och visar sig som färdigheter och inlärda reflexer. Indelningen är inte akademisk pedanteri: grenarna vilar på olika strukturer och slås ut var för sig, vilket är hela poängen i fallet.

Det limbiska systemet, nätverket bakom minne och känslor · DataBase Center for Life Science (DBCLS), CC BY 4.0 · Wikimedia Commons

Deklarativt (explicit)

Episodiskt
Personliga upplevelser i tid och rum, t.ex. vad du åt till frukost igår.
Semantiskt
Allmän kunskap, fakta och begrepp, t.ex. att Paris är Frankrikes huvudstad.

Anatomi: hippocampus, temporal cortex, prefrontal cortex.

Icke-deklarativt (implicit)

Proceduralt
Motoriska färdigheter och vanor, t.ex. att cykla eller simma.
Klassisk betingning
Associativ inlärning, t.ex. Pavlovs hundar.

Anatomi: basala ganglier, cerebellum, hjärnstam.

04 · Minnets nav

Hippocampus

Hippocampus kodar nya minnen, framför allt episodiska, och flyttar dem successivt över till cortex för långtidslagring. Den fungerar alltså som en port: minnen passerar igenom under inlärning och konsolidering, men sitter inte kvar där för gott.

Funktion

Inkodning
Nya episodiska minnen registreras.
Kontext
Spatial och temporal placering av händelsen.
Konsolidering
Överföring till långtidsminne i cortex.
Hämtning
Återaktivering av lagrade minnen.

Anatomi (kretsen)

Gyrus dentatus
Tar emot inkommande information.
CA3
Återkommande (rekurrenta) kopplingar.
CA1
Utgående projektion tillbaka mot cortex.
Entorinal cortex
Gränssnittet mot neocortex.
Hippocampus i temporalhornets botten av sidoventrikeln · Henry Vandyke Carter (Gray's Anatomy), public domain · Wikimedia Commons
Papez-kretsen, den slutna loop som knyter hippocampus till minne och känsla · Fred the Oyster, CC BY-SA 4.0 · Wikimedia Commons

05 · Lokalisation

Cortexområden och minnesfunktion

När minnet väl är konsoliderat ligger det utspritt i associationscortex, och olika lober bär olika slags innehåll. Det är därför en lokaliserad skada ger ett så förutsägbart bortfallsmönster, vilket tabellen knyter ihop med fyndet hos patienten.

LobFunktionSkada ger
PrefrontalArbetsminne, planeringImpulsivitet, planeringssvårigheter
TemporalSpråk, objektigenkänningAgnosi, afasi
ParietalSpatial navigationNeglect, spatial desorientering
OccipitalVisuell bearbetningKortikal blindhet, agnosi

Arbetsminne hör till prefrontal cortex; semantiskt minne associeras särskilt med temporalloben och spatialt minne med parietalloben.

06 · Molekylär grund

LTP och LTD: synaptisk plasticitet

På cellnivå är inlärning en fråga om att justera styrkan i synapser. Två motsatta processer sköter det: LTP (long term potentiation) stärker kopplingar som används samtidigt, medan LTD (long term depression) försvagar dem som inte gör det. Tillsammans ger de minnet både kraft och precision, så att rätt kopplingar förstärks och brus rensas bort.

EgenskapLTPLTD
EffektFörstärker synapsenFörsvagar synapsen
FunktionInlärning, minneslagringRensar bort onödiga kopplingar
Roll i minnetStarkare signal = bättre inlärningSelektiv glömska, minnesspecificitet

Molekylära aktörer

NMDA-receptor
Ca²⁺-kanal som kräver både glutamat och samtidig depolarisation för att öppna. Detta koincidenskrav gör den till synapsens detektor för samtidig aktivitet.
AMPA-receptor
Na⁺-kanal för den snabba synaptiska transmissionen; fler AMPA-receptorer i membranet betyder en starkare synaps.
CaMKII
Proteinkinas som aktiveras av Ca²⁺-inflödet och driver förstärkningen vidare.
CREB
Transkriptionsfaktor som slår på de gener som krävs för långsiktigt minne.

07 · Lateralisering

Hemisfärspecialisering

Hjärnhalvorna är inte spegelbilder av varandra. Hos de flesta dominerar vänster hemisfär för språk och stegvis, analytisk bearbetning, medan höger hemisfär hanterar helheter, ansikten och rumslig förmåga.

DomänVänster hemisfärHöger hemisfär
SpråkOrd, tal, skriftProsodi, sammanhang
BearbetningDetaljer, analytiskHelhet, mönster, ansikten
SpatialtBeräkningar, matematikRumslig förmåga
StilSekventiell, logiskHolistisk, kreativ

08 · Begrepp

Minnesstörningar och relaterade bortfall

De begrepp du behöver känna igen vid bedömning faller i fyra grupper. Amnesityperna säger vad i tiden som drabbats, medan språk-, spatial- och perceptionsstörningarna lokaliserar skadan.

Amnesi och minnesfenomen

Anterograd amnesi
Kan inte bilda nya minnen.
Retrograd amnesi
Förlust av minnen från före skadan.
Konfabulation
Påhittade minnen som fyller luckor.
Prosopagnosi
Oförmåga att känna igen ansikten.
Topografisk amnesi
Spatial desorientering, hittar inte i miljön.

Afasier

Broca-afasi
Trögt, icke-flytande tal med bevarad förståelse.
Wernicke-afasi
Flytande men obegripligt tal, nedsatt förståelse.
Konduktionsafasi
Svårt att repetera trots bevarad förståelse och tal.
Anomisk afasi
Ordfinningssvårigheter.
Transkortikal afasi
Bevarad repetition trots andra språkbortfall.

Spatiala och praktiska bortfall

Neglect
Omedvetenhet om ena rumshalvan.
Apraxi
Svikt i motorisk planering.
Akalkuli
Räknesvårigheter.

Perceptiva bortfall

Agnosi
Oförmåga att tolka det man uppfattar.
Alexi
Lässvårigheter trots intakt syn.

09 · Fallåterkoppling

Klinisk analys av patienten

Sätter man ihop symtomen pekar de mot ett bakre, temporal-parietalt drabbat mönster, medan de främre och subkortikala systemen är sparade. Det är just den fördelningen SPECT-fyndet bekräftar.

Drabbat: vad symtomet pekar mot

Spatial desorientering
Parietallobspåverkan.
Prosopagnosi
Temporal cortex.
Episodisk minnesförlust
Hippocampusdysfunktion.

Bevarat: vad det utesluter

Normal motorik
Intakta basala ganglier.
Kan fortfarande köra bil
Proceduralt minne bevarat.
Normalt luktsinne
Olfaktoriska systemet opåverkat.

10 · Repetition

Tentafrågor

  1. 1Ange minst en hjärnregion för varje minnestyp: arbetsminne, lagrat minne, proceduralt minne, deklarativt minne, sensorimotorisk koppling, operant betingning, klassisk betingning.
  2. 2Vilka typer av deklarativt minne finns, och vad skiljer dem åt?
  3. 3Vad står LTP och LTD för, och vilken betydelse har de för minnesfunktionen?
  4. 4Vad karakteriserar klassisk respektive operant (instrumentell) betingning?
  5. 5Cellerna i ventrala tegmentum är viktiga för betingning. Förklara hur.

11 · Resurser

Video & länkar

Minnesmekanismer, fördjupning kring hippocampus, konsolidering och synaptisk plasticitet