ระบบความจำและการรวมความจำ

ความจำไม่ใช่ความสามารถเดียว แต่เป็นชุดของระบบที่แยกจากกันซึ่งได้รับการสนับสนุนโดยวงจรสมองที่แตกต่างกัน ความจำเชิงประกาศสำหรับข้อเท็จจริงและเหตุการณ์ขึ้นอยู่กับกลีบขมับส่วนกลาง รวมถึงฮิปโปแคมปัส ในขณะที่ทักษะและนิสัย การเตรียมพร้อม และการวางเงื่อนไขอาศัยระบบอื่น ๆ เช่น สไตรอาตัมและซีรีเบลลัม การรวมความจำคือกระบวนการที่ขึ้นกับเวลาซึ่งความจำที่เพิ่งได้รับจะมีความเสถียร และสำหรับความจำบางประเภท จะค่อย ๆ พึ่งพาฮิปโปแคมปัสน้อยลง

Definition

ระบบความจำคือรูปแบบการเรียนรู้และการเก็บรักษาที่แตกต่างกันซึ่งมีพื้นฐานมาจากสมอง และการรวมความจำคือชุดของกระบวนการที่ร่องรอยความจำที่ไม่เสถียรจะถูกทำให้เสถียรเมื่อเวลาผ่านไปในระดับไซแนปส์ และสำหรับความจำเชิงประกาศ จะถูกจัดระเบียบใหม่ทั่วทั้งบริเวณสมองเพื่อให้พึ่งพาฮิปโปแคมปัสน้อยลง

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมระบบความจำหลักและแนวคิดของการรวมความจำในฐานะเอกสารอ้างอิงในประสาทวิทยาการรู้คิด โดยจะแนะนำความแตกต่างระหว่างความจำเชิงประกาศ/ไม่ประกาศ บทบาทของกลีบขมับส่วนกลาง ความจำระยะสั้นและความจำใช้งาน การรวมความจำระดับไซแนปส์เทียบกับการรวมความจำระดับระบบ และอิทธิพลของผู้ป่วย H.M. และแบบจำลองสัตว์ต่อสาขาวิชานี้ อธิบายกลไกและหลักฐาน และไม่ใช่คำแนะนำทางคลินิก

Core questions

• ระบบความจำหลักมีอะไรบ้าง และความเสียหายต่อกลีบขมับส่วนกลางส่งผลกระทบต่อความจำเชิงประกาศอย่างเลือกสรรได้อย่างไร ในขณะที่ยังคงรักษาการเรียนรู้ทักษะไว้ได้?
• ความจำที่เพิ่งก่อตัวขึ้นจะมีความเสถียรได้อย่างไร และอะไรคือความแตกต่างระหว่างการรวมความจำระดับไซแนปส์กับการรวมความจำระดับระบบ?
• ความจำระยะสั้นและความจำใช้งานมีความสัมพันธ์กับการเก็บรักษาความจำระยะยาวอย่างไร?

Key concepts

• ความจำเชิงประกาศเทียบกับความจำไม่ประกาศ
• ความจำเชิงเหตุการณ์และความจำเชิงความหมาย
• กลีบขมับส่วนกลางและฮิปโปแคมปัส
• ภาวะความจำเสื่อมย้อนหน้าและภาวะความจำเสื่อมถอยหลัง
• การรวมความจำระดับไซแนปส์
• การรวมความจำระดับระบบ
• ความจำใช้งานและผู้บริหารส่วนกลาง
• การเล่นซ้ำความจำ

Key theories

แบบจำลองมาตรฐานของการรวมความจำระดับระบบ

ความจำเชิงประกาศในตอนแรกขึ้นอยู่กับฮิปโปแคมปัส แต่จะถูกจัดระเบียบใหม่ทีละน้อยเพื่อให้การเก็บรักษาและการเรียกคืนระยะยาวพึ่งพานีโอคอร์เทกซ์มากขึ้น ซึ่งอธิบายภาวะความจำเสื่อมถอยหลังที่ขึ้นกับเวลาที่พบหลังความเสียหายของกลีบขมับส่วนกลาง

ทฤษฎีระบบการเรียนรู้เสริม

ระบบฮิปโปแคมปัสที่เรียนรู้เร็วและระบบนีโอคอร์เทกซ์ที่เรียนรู้ช้ามีความเสริมกันในเชิงหน้าที่: ฮิปโปแคมปัสเข้ารหัสเหตุการณ์เฉพาะได้อย่างรวดเร็ว และการเล่นซ้ำแบบสลับกันจะค่อย ๆ รวมเหตุการณ์เหล่านั้นเข้ากับความรู้ของนีโอคอร์เทกซ์โดยไม่ทำให้การเรียนรู้ก่อนหน้าถูกเขียนทับอย่างรุนแรง

แบบจำลองความจำใช้งานแบบหลายองค์ประกอบ

ความจำใช้งานถูกมองว่าเป็นระบบที่มีความจุจำกัด โดยมีที่เก็บข้อมูลแยกต่างหากสำหรับข้อมูลเชิงวาจาและเชิงภาพ-พื้นที่ ซึ่งประสานงานโดยผู้บริหารส่วนกลางและบัฟเฟอร์เชิงเหตุการณ์ แทนที่จะเป็นที่เก็บข้อมูลระยะสั้นเพียงแห่งเดียว

Mechanisms

ในระดับเซลล์ ความคงอยู่ของความจำเริ่มต้นด้วยการรวมความจำระดับไซแนปส์: ความยืดหยุ่นที่ขึ้นกับกิจกรรม รวมถึงการเสริมฤทธิ์ระยะยาว (long-term potentiation) จะเสริมสร้างไซแนปส์ที่เฉพาะเจาะจงผ่านกระบวนการที่ต้องมีการสังเคราะห์โปรตีนใหม่ภายในไม่กี่ชั่วโมงหลังการเรียนรู้ ในระดับระบบ ความจำเชิงประกาศในตอนแรกต้องอาศัยฮิปโปแคมปัสและกลีบขมับส่วนกลางที่อยู่รอบ ๆ สำหรับการเข้ารหัสและการเรียกคืนในช่วงแรก เมื่อเวลาผ่านไป หลายสิ่งจะพึ่งพาฮิปโปแคมปัสน้อยลงเมื่อการแสดงผลของนีโอคอร์เทกซ์แข็งแกร่งขึ้น ซึ่งเป็นการจัดระเบียบใหม่ที่ถูกอธิบายโดยแบบจำลองการรวมความจำมาตรฐาน (Squire et al., 2004; Frankland & Bontempi, 2005) กรอบแนวคิดระบบการเรียนรู้เสริมอธิบายว่าเหตุใดสมองจึงใช้ผู้เรียนฮิปโปแคมปัสที่เรียนรู้เร็วควบคู่ไปกับผู้เรียนนีโอคอร์เทกซ์ที่เรียนรู้ช้า (McClelland et al., 1995) ความจำใช้งาน ซึ่งเป็นการรักษาและจัดการข้อมูลชั่วคราว เป็นระบบที่แตกต่างกันซึ่งได้รับการสนับสนุนอย่างมากจากเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าและเยื่อหุ้มสมองส่วนข้าง (Baddeley, 2003)

Clinical relevance

ภาวะความจำเสื่อมแบบเลือกที่เกิดขึ้นหลังความเสียหายของกลีบขมับส่วนกลาง ซึ่งแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนโดยผู้ป่วย H.M. เป็นพื้นฐานที่นักคลินิกเข้าใจความผิดปกติของความจำในภาวะต่าง ๆ เช่น โรคอัลไซเมอร์ โรคลมชักกลีบขมับ และกลุ่มอาการความจำเสื่อม และวิธีการทดสอบทางประสาทจิตวิทยาแยกแยะระบบความจำ รายการนี้เป็นข้อมูลอ้างอิงทางการศึกษาเกี่ยวกับกลไกความจำ และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการจัดการความผิดปกติของความจำในบุคคลใด ๆ

Evidence & guidelines

ผลการวิจัยหลักขึ้นอยู่กับการศึกษาผู้ป่วยที่มีรอยโรคในมนุษย์ที่สอดคล้องกัน การแยกแยะทางประสาทจิตวิทยา และแบบจำลองสัตว์ที่รวบรวมไว้ในบทวิจารณ์ที่น่าเชื่อถือ (Squire et al., 2004; Frankland & Bontempi, 2005) การศึกษาผู้ป่วยรายเดียวของ H.M. (Scoville & Milner, 1957) ยังคงเป็นข้อสังเกตพื้นฐานที่เชื่อมโยงกลีบขมับส่วนกลางเข้ากับความจำเชิงประกาศ การอธิบายเชิงคำนวณ เช่น ระบบการเรียนรู้เสริม ได้รวมข้อมูลเหล่านี้เข้ากับกรอบแนวคิดเชิงกลไก

History

การวิจัยความจำสมัยใหม่ได้รับการเปลี่ยนแปลงโดยการผ่าตัดในปี 1953 กับผู้ป่วย H.M. ซึ่งการตัดกลีบขมับส่วนกลางทั้งสองข้างทำให้เกิดภาวะความจำเสื่อมย้อนหน้าอย่างรุนแรง แต่ยังคงรักษาการเรียนรู้ทักษะไว้ได้ รายงานโดย Scoville และ Milner ในปี 1957 การแยกแยะนี้ได้กำหนดให้กลีบขมับส่วนกลางมีความสำคัญต่อความจำเชิงประกาศ และเป็นจุดเริ่มต้นของการจัดหมวดหมู่ระบบความจำสมัยใหม่ งานวิจัยต่อมาโดย Squire, Tulving และคนอื่น ๆ ได้ปรับปรุงความแตกต่างระหว่างความจำเชิงเหตุการณ์-ความหมาย และความจำเชิงประกาศ-ไม่ประกาศ ในขณะที่การศึกษาของ Kandel เกี่ยวกับความยืดหยุ่นของไซแนปส์ได้ให้คำอธิบายระดับเซลล์ว่าความจำถูกเก็บรักษาไว้อย่างไร

Debates

ฮิปโปแคมปัสจะกลายเป็นสิ่งที่ไม่จำเป็นสำหรับความจำเชิงประกาศระยะไกลหรือไม่?

แบบจำลองการรวมความจำมาตรฐานระบุว่าความจำเชิงประกาศที่เก่ากว่าจะกลายเป็นอิสระจากฮิปโปแคมปัส แต่ทฤษฎีหลายร่องรอยและทฤษฎีที่เกี่ยวข้องโต้แย้งว่าความจำเชิงเหตุการณ์ที่สดใสและมีรายละเอียดจะยังคงขึ้นอยู่กับฮิปโปแคมปัสอย่างไม่มีกำหนด คำถามนี้ยังคงมีการถกเถียงกันอย่างต่อเนื่อง

Key figures

• Brenda Milner
• Larry Squire
• Endel Tulving
• Eric Kandel
• Alan Baddeley

Seminal works

• scoville-milner-1957
• squire-2004
• mcclelland-1995

Frequently asked questions

ความแตกต่างระหว่างความจำเชิงประกาศและความจำไม่ประกาศคืออะไร?

ความจำเชิงประกาศคือความจำที่รู้ตัวสำหรับข้อเท็จจริง (ความหมาย) และเหตุการณ์ (เหตุการณ์) และขึ้นอยู่กับกลีบขมับส่วนกลาง; ความจำไม่ประกาศครอบคลุมทักษะ นิสัย การเตรียมพร้อม และการวางเงื่อนไข ซึ่งแสดงออกผ่านการปฏิบัติงานและอาศัยระบบอื่น ๆ เช่น สไตรอาตัมและซีรีเบลลัม

การรวมความจำหมายถึงอะไร?

การรวมความจำคือกระบวนการที่ความจำใหม่ที่เปราะบางจะมีความเสถียร ซึ่งรวมถึงการรวมความจำระดับไซแนปส์ภายในไม่กี่ชั่วโมง ซึ่งแก้ไขการเปลี่ยนแปลงที่ไซแนปส์แต่ละแห่ง และการรวมความจำระดับระบบในช่วงเวลาที่ยาวนานขึ้น ซึ่งความจำเชิงประกาศจะพึ่งพาฮิปโปแคมปัสน้อยลงและอาศัยการเก็บรักษาในนีโอคอร์เทกซ์มากขึ้น