THE CREATION OF LASTING MEMORIES

The creation of lasting memories

Many studies of the brain processes underlying the creation of memory consolidation (lasting memories) have involved giving various human and animal subjects treatment, while training them to perform a task. These have contributed greatly to our understanding.

In pioneering studies using goldfish, Bernard Agranoff found that protein synthesis inhibitors injected after training caused the goldfish to forget what they had learned. In other experiments, he administered protein synthesis inhibitors immediately before the fish were trained. The remarkable finding was that the fish learned the task completely normally, but forgot it within a few hours – that is, the protein synthesis inhibitors blocked memory consolidation, but did not influence short-term memory.

There is now extensive evidence that short-term memory is spared by many kinds of treatments, including electro-convulsive therapy (ECT), that block memory consolidation. On the other hand, and equally importantly, neuroscientist Ivan Izquierdo found that many drug treatments can block short-term memory without blocking memory consolidation. Contrary to the hypothesis put forward by Canadian psychologist Donald Hebb, in 1949, long-term memory does not require short-term memory, and vice versa.

Such findings suggest that our experiences create parallel, and possibly independent stages of memory,.each with a different life span. All of this evidence from clinical and experimental studies strongly indicates that the brain handles recent and remote memory in different ways; but why does it do that?

We obviously need to have memory that is created rapidly: reacting to an ever and rapidly changing environment requires that. For example, most current building codes require that the heights of all steps in a staircase be equal. After taking a couple of steps, up or down, we implicitly remember the heights of the steps and assume that the others will be the same. If they are not the same, we are very likely to trip and fall. Lack of this kind of rapidly created implicit memory would be bad for us and for insurance companies, but perhaps good for lawyers. It would be of little value to us if we remembered the heights of the steps only after a delay of many hours, when the memory becomes consolidated.

The hypothesis that lasting memory consolidates slowly over time is supported primarily by clinical and experimental evidence that the formation of long-term memory is influenced by treatments and disorders affecting brain functioning. There are also other kinds of evidence indicating more directly that the memories consolidate over time after learning. Avi Kami and Dov Sagi reported that the performance of human subjects trained in a visual skill did not improve until eight hours after the training was completed, and that improvement was even greater the following day. Furthermore, the skill was retained for several years.

Studies using human brain imaging to study changes in neural activity induced by learning have also reported that the changes continue to develop for hours after learning. In an innovative study using functional imaging of the brain, Reza Shadmehr and Henry Holcomb examined brain activity in several brain regions shortly after human subjects were trained in a motor learning task requiring arm and hand movements. They found that while the performance of the subjects remained stable for several hours after completion of the training, their brain activity did not; different regions of the brain were predominantly active at different times over a period of several hours after the training. The activity shifted from the prefrontal cortex to two areas known to be involved in controlling movements, the motor cortex and cerebellar cortex. Consolidation of the motor skill appeared to involve activation of different neural systems that increased the stability of the brain processes underlying the skill.

There is also evidence that

Sự hình thành trí nhớ dài hạn

Nhiều nghiên cứu về quá trình hoạt động của não bộ cơ bản tạo ra sự củng cố bộ nhớ (những trí nhớ dài hạn) liên quan đến việc nghiên cứu các đối tượng người và động vật khác nhau, đồng thời huấn luyện họ thực hiện một nhiệm vụ. Những điều này đã đóng góp rất nhiều vào sự hiểu biết của chúng ta.

Trong các nghiên cứu tiên phong sử dụng cá vàng, Bernard Agranoff phát hiện ra rằng chất ức chế tổng hợp protein được tiêm sau khi huấn luyện khiến cá vàng quên những gì chúng đã học được. Trong các thí nghiệm khác, ông đã sử dụng chất ức chế tổng hợp protein ngay trước khi cá được huấn luyện. Phát hiện đáng chú ý là cá đã học được nhiệm vụ hoàn toàn bình thường, nhưng lại quên nó trong vòng vài giờ – tức là các chất ức chế tổng hợp protein đã ngăn chặn sự củng cố trí nhớ, nhưng không ảnh hưởng đến trí nhớ ngắn hạn.

Hiện nay có nhiều bằng chứng cho thấy trí nhớ ngắn hạn được lưu giữ lại bởi nhiều loại phương pháp điều trị, bao gồm cả liệu pháp co giật điện (ECT), ngăn chặn sự hợp nhất củng cố bộ nhớ. Mặt khác, và cũng không kém phần quan trọng, nhà thần kinh học Ivan Izquierdo phát hiện ra rằng nhiều phương pháp điều trị bằng thuốc có thể ngăn chặn trí nhớ ngắn hạn mà không cản trở việc củng cố bộ nhớ. Trái ngược với giả thuyết mà nhà tâm lý học người Canada Donald Hebb đưa ra, vào năm 1949, cho rằng trí nhớ dài hạn không đòi hỏi trí nhớ ngắn hạn, và ngược lại.

Những phát hiện như vậy cho thấy rằng trải nghiệm của chúng ta tạo ra các giai đoạn trí nhớ song song và có thể là độc lập, mỗi giai đoạn có một khoảng thời gian khác nhau. Tất cả các bằng chứng này từ các nghiên cứu lâm sàng và thực nghiệm chỉ ra một cách rõ ràng rằng não bộ xử lý trí nhớ của những việc mới xảy ra và xảy ra từ lâu theo những cách khác nhau; nhưng tại sao nó lại làm được như vậy?

Rõ ràng chúng ta cần có bộ nhớ được tạo ra nhanh chóng: phản ứng với môi trường luôn thay đổi nhanh chóng đòi hỏi điều đó. Ví dụ: hầu hết các quy tắc xây dựng hiện tại yêu cầu độ cao của tất cả các bậc trong cầu thang phải bằng nhau. Sau khi thực hiện một vài bước, lên hoặc xuống, chúng ta mặc nhiên ghi nhớ chiều cao của các bước và cho rằng những người khác cũng sẽ như vậy. Nếu chúng không giống nhau, chúng ta rất dễ bị vấp ngã. Thiếu đi loại trí nhớ tiềm ẩn được tạo ra một cách nhanh chóng này sẽ có hại cho chúng ta và cho các công ty bảo hiểm, nhưng có lẽ tốt cho các luật sư. Nó sẽ chẳng có giá trị gì đối với chúng tôi nếu chúng ta chỉ nhớ chiều cao của các bậc thang sau khi trì hoãn nhiều giờ, khi bộ nhớ trở nên củng cố.

Giả thuyết cho rằng trí nhớ dài hạn củng cố dần theo thời gian được hỗ trợ chủ yếu bởi bằng chứng lâm sàng và thực nghiệm cho thấy sự hình thành trí nhớ dài hạn bị ảnh hưởng bởi các phương pháp điều trị và rối loạn ảnh hưởng đến hoạt động của não. Ngoài ra còn có các loại bằng chứng khác chỉ ra một cách trực tiếp hơn rằng trí nhớ được củng cố theo thời gian sau quá trình học hỏi. Avi Kami và Dov Sagi báo cáo rằng hiệu suất của các đối tượng được đào tạo về kỹ năng thị giác không cải thiện cho đến tám giờ sau khi khóa đào tạo hoàn thành, và sự cải thiện đó thậm chí còn lớn hơn vào ngày hôm sau. Hơn nữa, kỹ năng này đã được giữ lại trong vài năm.

Các nghiên cứu sử dụng hình ảnh não người để nghiên cứu những thay đổi trong hoạt động thần kinh do học tập gây ra cũng đã báo cáo rằng những thay đổi này tiếp tục phát triển trong nhiều giờ sau khi học. Trong một nghiên cứu sáng tạo bằng cách sử dụng hình ảnh chức năng của não, Reza Shadmehr và Henry Holcomb đã kiểm tra hoạt động của não ở một số vùng não ngay sau khi các đối tượng của con người được huấn luyện trong một nhiệm vụ học tập về vận động đòi hỏi các cử động của cánh tay và bàn tay. Họ phát hiện ra rằng trong khi hiệu suất của các đối tượng vẫn ổn định trong vài giờ sau khi hoàn thành khóa đào tạo, hoạt động não của họ thì không; các vùng khác nhau của não chủ yếu hoạt động vào những thời điểm khác nhau trong khoảng thời gian vài giờ sau khi đào tạo. Hoạt động chuyển từ vỏ não trước