Bab 12 Pembelajaran Biologi dan Memori

 BAB 12 

Representasi Lokal dari Memori

Untuk mempelajari fisiologi pembelajaran, pertama-tama kita harus mengkarakterisasi pembelajaran, dan para psikolog secara tradisional membedakan dua kategori utama, pengkondisian klasik dan instrumental.  Fisiologis ssian, Ivan Pavlov memelopori penyelidikan tentang apa yang sekarang kita sebut pengkondisian klasik (lihat Gambar 12.1a), yang memasangkan dua rangsangan mengubah respons terhadap salah satunya (Pavlov, 1927). Eksperimen dimulai dengan menghadirkan stimulus terkondisi (CS), yang awalnya memunculkan tidak ada catatan respons, dan kemudian menyajikan stimulus tanpa syarat (UCS), yang secara otomatis memunculkan respon tanpa syarat (UCR).  Setelah beberapa pasangan CS dan UCS (mungkin hanya satu atau dua, mungkin banyak), individu mulai membuat yang baru, lear esponse (CR).  Dalam eksperimen aslinya, Pavlov menghadiahkan seekor anjing dengan suara (CS) diikuti oleh daging (UCS), yang menstimulasi respons yang berdering ke CS, yang disebut r 392 terkondisi.

Saliva (UCR).  Setelah banyak pasangan seperti itu, (CS) merangsang anjing untuk mengeluarkan air liur (CR). Dalam banyak yang lain, CR menyerupai UCR, tetapi dalam beberapa tidak.  Misalnya, jika tikus mengalami guncangan berpasangan CS, guncangan memunculkan teriakan dan lompatan, tetapi CS memunculkan respons beku.  Dalam pengkondisian instrumental (juga dikenal sebagai pengkondisian operan), respons seseorang mengarah pada penguat atau hukuman (lihat Gambar 12.1b).  Penguat adalah segala peristiwa yang meningkatkan kemungkinan respons di masa depan. Hukuman adalah peristiwa yang menekan frekuensi respons.

Pencarian Modern untuk Engram

Richard F Thompson dan rekan-rekannya menggunakan tugas yang lebih sederhana daripada Lashley dan mencari engram ingatan bukan di korteks serebral tetapi di otak kecil.  Ihompson dan rekannya mempelajari pengkondisian klasik respon kelopak mata pada kelinci.  Mereka pertama-tama menyajikan nada (CS) dan kemudian embusan udara (UCS) ke kornea mata kelinci.  Pada awalnya, seekor kelinci mengerjap di embusan udara tetapi tidak pada nada.  Setelah pasangan berulang, pengkondisian klasik terjadi dan kelinci juga berkedip pada nada.  Peneliti mencatat aktivitas di berbagai sel otak untuk menentukan mana yang mengubah respons mereka selama pembelajaran.  Thompson menetapkan untuk menentukan lokasi belajar bImagine urutan area otak dari reseptor sensorik ke neuron motorik yang mengendalikan otot.

Mekanisme Sel-Tunggal pada Perilaku Tulang Belakang

Banyak peneliti yang sudah mempelajari tulang belakang. Sistem saraf vertebrata dan invertebrata bekerja berbeda, tapi neuron, aksi potensial, dan neurotransmitter serta reseptornya bekerja secara sama. Jika kita mengidentifikasi dasar pembelajaran dari invertebrata, setidaknya kita punya dugaan sementara seperti di vertebrata. Pakar biologis sudah menggunakan strategi ini untuk mmepelajari genetik, embriologi, dan proses biologi lainnya.

Aplysia sebagai Hewan Eksperimental 

Aplysia, hewan invertebrata laut seperti siput menjadi hewan popular untuk dipelajari dalam psikologi. Dibandingkan dengan vertebrata, memiliki lebih sedikit neuron, anyak juga yang berentuk besar dan mudah di teliti.   Tidak seperti vertebrata, neuron Aplysia hampir identik satu dengan yang lainnya sehinga banyak peneliti dapat mempelajarinya dari neuron yang sama.

Salah satu perilaku yang dipelajari adalah reaksi penarikan: jika kamu menyentuh seperti sedotan, lapisan, atau  insang dari Aplysia, hewan tersebut dengan cepat menarik struktur yang beriritasi itu. Para peneliti sudah melihat neural dari reseptor yang disentuh melewati neuron lainnya ke neuron motoric yang langsung bereaksi. Dengan menggunakan penelitian ini, para peneliti telah belajar perubahan peilaku sesuai hasil eksperimen ini. Eric Kandel memenangkan penghargaan Nobel di bidang fisiologi atau obat untuk pekerjaan ini.

Memori kerja

Untuk menggantikan konsep memori jangka pendek, AD Baddeley dan GJ Hitch (1994) memperkenalkan istilah memori kerja untuk merujuk pada cara kami menyimpan informasi saat kami bekerja dengannya. Kerusakan pada korteks prefrontal mengganggu kinerja, dan defisitnya bisa sangat tepat, tergantung pada lokasi kerusakan yang tepat. Banyak orang tua memiliki gangguan memori kerja, mungkin karena perubahan di korteks prefrontal. Manusia yang lebih tua dengan memori yang menurun menunjukkan aktivitas yang menurun di korteks prefrontal, tetapi mereka yang memiliki memori yang utuh menunjukkan lebih besaraktivitas dibandingkan orang dewasa muda. Agaknya, peningkatan aktivitas berarti bahwa korteks prefrontal bekerja lebih keras untuk mengkompensasi gangguan di tempat lain di otak. 

Hipokampus

Amnesia adalah kehilangan memori. Kata amnesia, yang berasal dari bahasa Yunani, terdiri dari dua kata "a" berarti "tanpa", "mnesia" berarti ingatan. Amnesia dalam dunia medis dikaitkan dengan gangguan amnesia klinis, suatu diagnosa yang diberikan untuk menamai suatu kondisi kehilangan ingatan. Amnesia dapat terjadi dalam waktu singkat atau dalam jangka waktu panjang. Amnesia dalam kamus filsafat disebut amnestic, hilang ingatan. Orang yang hilang ingatan ini adalah sebenarnya orang yang sudah melupakan siapa dirinya. Dia sudah kehilangan kesadaran atau keterjagaannya akan relasi dasar yang memberikan dirinya suatu identitas. Karena itu orang macam ini kala ditanya mengenai siapa dirinya, darimana dia, siapa keluarganya, dimana rumahnya dan apa pekerjaannya, maka dia tidak akan dapat memberikan jawabannya dengan tepat. Yang perlu digarisbawahi disini adalah bahwa amnesia adalah orang yang melupakan siapa dirinya dan identitas dirinya Studi tentang amnesia membantu memperjelas perbedaan di antara berbagai jenis memori dan memungkinkan kita untuk mengeksplorasi mekanisme memori.

Orang dengan kerusakan Hipokampus

Seorang ahli bedah yang telah bereksperimen dengan berbagai bentuk lobotomi untuk penyakit mental mengetahui dua kasus di mana pengangkatan sebagian besar lobus temporal medial telah meredakan epilepsi. Berharap hal yang sama dapat bekerja dengan HM, ahli bedah mengangkat hippocampus dan beberapa struktur terdekat dari korteks temporal medial dari kedua belahan HM. Para peneliti hampir tidak tahu apa-apa tentang hippocampus pada saat itu, dan tidak ada yang tahu apa yang diharapkan setelah operasi. Kita sekarang tahu bahwa bagian-bagian dari hippocampus aktif selama pembentukan ingatan dan ingatan kemudian. Meskipun operasi mengurangi epilepsi HM menjadi tidak lebih dari dua kejang besar per tahun, ia menderita gangguan memori yang parah.

Amnesia Anterograde dan Retrograde

Aamnesia anterograde (ketidakmampuan untuk membentuk ingatan untuk peristiwa yang terjadi setelah kerusakan otak). Amnesia mundur (kehilangan memori untuk peristiwa yang terjadi sebelum kerusakan otak). Awalnya, para peneliti mengatakan amnesia retrograde-nya terbatas pada 1 hingga 3 tahun sebelum operasi. Kemudian, mereka menemukan itu lebih luas. HM mewakili banyak orang yang menderita amnesia setelah kerusakan pada hipokampus dan struktur di sekitar lobus temporal medial. Semua menunjukkan amnesia anterograde dan retrograde, dengan amnesia retrograde yang paling parah untuk waktu menjelang kerusakan. Misalnya, pasien amnesia biasanya dapat mengetahui di mana mereka tinggal sebagai seorang anak dan di mana mereka tinggal sebagai remaja tetapi mungkin tidak dapat mengatakan di mana mereka tinggal 3 tahun yang lalu.

Memori Kerja Utuh

Meskipun kekurangan besar HM dalam membentuk ingatan jangka panjang, ingatan jangka pendek atau ingatan kerjanya tetap utuh. Dalam satu tes, Brenda Milner (1959) memintanya untuk mengingat angka 584. Setelah penundaan 15 menit tanpa gangguan, dia mengingatnya dengan mudah. Sesaat kemudian, setelah perhatiannya beralih ke topik lain, dia lupa nomor dan alur pemikiran rumit yang dia kaitkan dengannya. Sebagian besar pasien lain dengan amnesia berat juga menunjukkan memori kerja yang normal, mengingat kurangnya gangguan.

Penyimpanan Memori jangka panjang terganggu

Satu studi menemukan kualifikasi yang menarik untuk aturan biasa bahwa pasien dengan amnesia tidak dapat mempelajari informasi baru. Para peneliti menunjukkan serangkaian bentuk dengan label yang tidak terkait, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 12.6. Seperti yang diharapkan, pasien amnesia tidak membuat kemajuan dalam mempelajari label untuk setiap bentuk. Kemudian para peneliti membiarkan pasien merancang label mereka sendiri. Setiap pasien harus melihat satu bentuk pada satu waktu dan menggambarkannya sehingga orang lain, yang melihat 12 bentuk yang tidak berlabel, akan tahu yang mana yang sedang dilihat pasien. 

Penurunan parah Memori Episodik 

HM mengalami gangguan parah padakenangan episodik,kenangan peristiwa pribadi tunggal. Dia tidak bisa menggambarkan pengalaman apa pun yang dia alami setelah operasi. Amnesia retrograde-nya juga paling hebat untuk ingatan episodik. Meskipun dia bisa menggambarkan fakta yang dia pelajari sebelum operasi, dia bisa menggambarkan ingatan yang jelas hanya untuk dua pengalaman pribadi. Lerusakan di hipokampus dan lokasi lain, yang menyebabkan hilangnya memori episodik yang tampaknya lengkap. Dia tidak dapat menggambarkan satu peristiwa pun dari masa hidupnya, meskipun dia mengingat banyak fakta.

Memori Implisit lebih baik daripada Memori Eksplisit

Memori eksplisit adalah mengingat kembali informasi yang dikenali seseorang sebagai ingatan, juga dikenal sebagai memori deklaratif. Jika Anda memiliki memori eksplisit atau deklaratif tentang sesuatu, Anda dapat menyatakannya dengan kata-kata. Memori implisita dalah pengaruh pengalaman pada perilaku, bahkan jika Anda tidak mengenali pengaruh itu. Misalnya, HM menjadi akrab dengan orangorang tertentu, seperti psikolog yang bekerja dengannya selama bertahun-tahun, tetapi dia tidak ingat nama mereka atau di mana dia pernah bertemu dengan mereka. Juga, dia tidak akan ingat tentang apa percakapan baru-baru ini, tetapi dia sering spontanmulai membicarakan topik yang sama lagi. 

• Memori Prosedural Utuh

Memori prosedural, pengembangan keterampilan motorik dan kebiasaan adalah jenis khusus dari memori implisit. Seperti contoh memori implisit lainnya, Anda mungkin tidak dapat menggambarkan keterampilan motorik atau kebiasaan dengan kata-kata, dan Anda bahkan mungkin tidak mengenalinya sebagai memori. Misalnya, pasien KC memiliki pekerjaan paruh waktu di perpustakaan dan telah belajar menggunakan sistem desimal Dewey dalam menyortir buku, meskipun dia tidak ingat kapan atau di mana dia mempelajarinya (Rosenbaum et al., 2005).

Contoh lain dari memori prosedural: Dalam permainan video tetris, orang normal dapat meningkatkan keterampilan mereka selama beberapa jam dan dengan mudah menjelaskan permainan dan strateginya. Tapi, pasien amnesia, setelah memainkannya dengan jumlah jam yang sama, tidak dapat menggambarkan permainan tersebut dan mengatakan bahwa mereka tidak ingat memainkannya. Namun demikian, mereka membaik, perlahan. Selain itu, ketika mereka akan tertidur, mereka melaporkan melihat gambar tumpukan kecil balok jatuh dan berputar (Stickgold, Malia, Maguire, Roddenberry, & O'Connor, 2000). Lalu mereka bingung dan bertanya-tanya apa arti gambar-gambar itu. 

Singkatnya, HM menunjukkan pola berikut, mirip dengan beberapa pasien amnesia lainnya:

• Memori bekerja normal, kecuali terganggu 

• Amnesia anterograde parah untuk memori deklaratif yaitu, kesulitan membentuk memori deklaratif baru, terutama memori episodik. 

• Kehilangan ingatan episodik yang parah, termasuk sebagian besar ingatan sebelum kerusakan 

• Lebih baik implisit daripada memori eksplisit 

• Memori prosedural yang hampir utuh

Teori Fungsi Hipokampus

Beberapa penelitian fungsi hipokampus berasal dari pasien dengan kerusakan hipokampus, tetapi untuk mendapatkan kontrol yang lebih baik baik dari anatomi dan lingkungan, peneliti juga melakukan penelitian pada hewan laboratorium.

• Hipokampus dan Memori Deklaratif

Meskipun pasien dengan kerusakan hipokampus memperoleh keterampilan baru, tapi mereka juga mengalami kesulitan besar mempelajari fakta-fakta baru. Larry Squire (1992) mengusulkan bahwa hippocampus sangat penting untuk memori deklaratif, terutama memori episodik.? Berikut adalah salah satu contoh uji hipotesis memori deklaratif atau episodic terhadap hewan yang mungkin: Seekor tikus menggali makanan dari lima tumpukan pasir, masing-masing dengan bau yang berbeda. Kemudian, ia mendapat pilihan di antara dua bau dan diberi penghargaa jika ia pergi ke arah yang diciumnya lebih dulu. Tikus yang utuh belajar untuk merespon dengan benar, tampaknya menunjukkan ingatan tidak hanya tentang apa yang mereka cium tetapi juga ketika mereka menciumnya. Karena tugas ini membutuhkan memori dari peristiwa tertentu, tampaknya memenuhi syarat sebagai episodik.

Dalamtugas pencocokan-ke-sampel yang tertunda, seekor hewan melihat suatu objek (sampel) dan kemudian, setelah penundaan, mendapat pilihan di antara dua objek, dari mana ia harus memilih salah satu yang cocok dengan sampel. Dalam tugas nonmatching-to-sampel tertunda, prosedurnya sama kecuali hewan harus memilih objek yang berbeda dari sampel (lihat Gambar 12.7). Dalam kedua kasus, hewan harus mengingat objek mana yang hadir pada kesempatan ini, dengan demikian menunjukkan apa yang kita sebut memori deklaratif, mungkin memori episodik. Kerusakan hipokampus sangat mengganggu kinerja dalam banyak kasus (Heuer & Bachevalier, 2011; Moore, Schettler, Killiany, Rosene, & Moss, 2012; Zola et al., 2000).

      

• Hipokampus dan Memori Spasial

Hipotesis kedua berfokus pada memori spasial. Rekaman listrik menunjukkan bahwa banyak neuron di hippocampus tikus disetel ke lokasi spasial tertentu, merespons paling baik ketika seekor hewan berada di tempat tertentu (O'Keefe & Burgess, 1996), melihat ke arah tertentu (Dudchenko & Taube, 1997; Rolls , 1996), atau bersiap-siap untuk melakukan perjalanan ke arah tertentu (Pfeiffer & Foster, 2013). Ketika tikus belajar melakukan tugas tertentu dalam urutan tertentu pada waktu tertentu, banyak sel hipokampus merespons pada waktu tertentu (MacDonald, Lepage, Eden, & Eichenbaum, 2011). 

Biasanya, peneliti tidak dapat menanamkan elektroda ke dalam otak manusia, tetapi pengecualian dibuat ketika seorang ahli bedah sedang menjelajahi otak seseorang untuk menemukan sumber dari mana epilepsi parah berasal. Operasi semacam itu dilakukan dengan anestesi lokal, membuat pasien tetap terjaga. Dalam dua penelitian, pasien dengan elektroda implan melakukan navigasi virtual melalui adegan di komputer. Seperti penelitian pada tikus, hasilnya menunjukkan sel-sel di hipokampus yang merespons lokasi dan arah perjalanan tertentu (Jacobs et al., 2013; JF Miller et al., 2013).

Para peneliti melakukan pemindaian PET pada otak pengemudi taksi London saat mereka menjawab pertanyaan navigasi seperti, "Apa rute hukum terpendek dari Carlton Tower Hotel ke Museum Sherlock Holmes?" (Sopir taksi London terlatih dengan baik dan menjawab dengan akurasi yang mengesankan.) Menjawab pertanyaan-pertanyaan ini mengaktifkan hippocampus mereka lebih dari menjawab pertanyaan nonspasial. Pemindaian MRI juga mengungkapkan bahwa pengemudi taksi memiliki hippocampus posterior yang lebih besar dari rata-rata dan bahwa semakin lama mereka menjadi pengemudi taksi, semakin besar hippocampus posterior mereka (Maguire et al., 2000). Hasil mengejutkan ini menunjukkan pertumbuhan aktual dari hippocampus manusia dewasa sebagai respons terhadap pengalaman belajar spasial.

Para peneliti psikologis melakukan uji coba kepada beberapa orang, menggunakan labirin radial virtual yang dapat dinavigasi oleh orang tersebut di layar komputer. Pada tugas ini, orang dengan kerusakan pada hipokampus lambat untuk mempelajari lengan mana yang tidak pernah benar, dan mereka sering mengunjungi satu lengan beberapa kali sebelum mencoba yang lainnya (Goodrich-Hunsaker & Hopkins, 2010). 

Tes lain dari memori spasial adalah labirin air Morris, di mana tikus berenang melalui air keruh untuk menemukan platform istirahat yang tepat di bawah permukaan. (Tikus berenang sesedikit mungkin) tikus dengan kerusakan hipokampus perlahan-lahan belajar menemukan platform jika selalu dimulai dari tempat yang sama dan platform lainnya selalu sama tempat. Namun, jika harus mulai dari lokasi yang berbeda atau jika platform istirahat sesekali berpindah dari satu lokasi ke lokasi lain, tikus mengalami disorientasi (Eichenbaum, 2000; P. Liu & Bilkey, 2001). Hewan pengerat dengan kerusakan hipokampus juga menjadi disorientasi jika mereka melihat dua penanda yang identik di labirin air, bahkan jika penanda yang kurang ambigu juga ada (Bannerman et al., 2012).

Peneliti terkadang menguji orang dengan labirin air virtual yang mereka navigasikan di komputer. Orang dengan kondisi langka disebut “amnesia global transien akut” memiliki disfungsi sementara hipokampus. Jika mereka diuji segera setelah timbulnya kondisi, mereka lambat untuk mempelajari rute yang benar dalam labirin air virtual (Bartsch et al., 2010).

• Hipokampus dan Memori Kontekstual

Hipotesis ketiga menghubungkan hippocampus dengan memori untuk konteks. Penelitian dengan pasien HM menunjukkan pentingnya hippocampus untuk memori episodik. Pikirkan tentang salah satu kenangan episodik Anda sendiri, salah satunya. Seperti  mencakup konteks — pemandangan, suara, satu atau lebih lokasi, dan serangkaian peristiwa. Jelas, memori itu tidak dapat disimpan di satu lokasi di otak; itu harus tersebar di banyak lokasi. Mungkin hippocampus adalah koordinator, direktur yang menyatukan representasi dari berbagai lokasi, dalam urutan yang benar. Singkatnya, itu merekonstruksi konteks. Ketika orang berhasil mengambil memori episodik, aktivitas di dalam dan sekitar hippocampus, disinkronkan dengan aktivitas di beberapa bagian korteks, konsisten dengan gagasan bahwa hippocampus menyediakan koneksi yang diperlukan untuk ingat (Watrous, Tandon, Conner, Pieters, & Ekstrom, 2013).

Ingatan episodik baru-baru ini umumnya mencakup banyak detail kontekstual. Beberapa kenangan lama juga, tetapi dalam banyak kasus detailnya memudar dan kami hanya mengingat inti dari peristiwa tersebut. Memori dengan banyak detail kontekstual bergantung pada hippocampus, tetapi memori yang lebih tua dan kurang detail bergantung terutama pada korteks serebral dengan kontribusi yang lebih sedikit dari hippocampus (Takehara-Nishiuchi & McNaughton, 2008). Hal yang sama berlaku untuk tikus: Ketika tikus dilatih untuk melakukan sesuatu, dan kemudian diuji lagi setelah beberapa saat, mereka ingat respon paling baik jika mereka diuji di lokasi yang sama. Artinya, ingatan mereka tergantung pada konteksnya. Seiring berjalannya waktu, konteksnya semakin tidak penting, dan sejauh tikus mengingat responsnya, mereka mengingatnya dengan baik di lokasi yang berbeda. Jika tikus dengan kerusakan pada hipokampus mempelajari sesuatu, mereka tidak menunjukkan perbedaan antara pengujian di tempat yang sudah dikenal dan tempat lain. Memori mereka tidak bergantung pada konteks, mungkin karena mereka tidak mengingatnya (Winocur, Moscovitch, & Sekeres, 2007). 

Jenis Amnesia lainnya

Sindrom Korsakoff

Sindrom Korsakoff, juga dikenal sebagai sindrom Wernicke-Korsakoff, adalah kerusakan otak yang disebabkan oleh defisiensi tiamin yang berkepanjangan. Kekurangan tiamin yang parah sebagian besar terjadi pada pecandu alkohol kronis yang menjalani diet selama berminggu-minggu hanya dengan minuman beralkohol, dan kekurangan vitamin. Otak membutuhkan tiamin (vitamin B1) untuk memetabolisme glukosa sebagi bahan bakar utamanya. Kekurangan tiamin berkepanjangan dapat menyebabkan hilangnya atau penyusutan neuron di seluruh otak. Salah satu area yang paling terpengaruh adalah thalamus dorsomedial, sumber input utama ke korteks prefrontal. Gejala sindrom Korsakoff mirip dengan orang-orang dengan kerusakan pada korteks prefrontal, termasuk apatis, kebingungan, dan kehilangan memori. Mereka juga tumpang tindih dengan kerusakan hipokampus, dengan gangguan besar memori episodik tetapi hemat memori implisit.

Gejala khas sindrom Korsakoff adalah perundingan, di mana pasien mengisi celah memori dengan tebakan. (Beberapa pasien dengan gangguan lain juga mengobrol.) Mereka jarang membicarakan pertanyaan semantik seperti “Apa ibu kota Rusia?” atau pertanyaan tidak masuk akal seperti "Siapa Putri Lolita?" Mereka mengobrol terutama tentang memori episodik mereka, seperti "Apa yang kamu lakukan akhir pekan lalu?" (Borsutzky, Fujiwara, Merek, & Markowitsch, 2008; Schnider, 2003). Biasanya, jawaban yang dibuat-buat itu benar pada suatu waktu di masa lalu tetapi tidak sekarang, seperti, "Saya pergi berdansa," atau "Saya mengunjungi anak-anak saya." Kadang-kadang, pasien mencoba untuk bertindak berdasarkan omongan spontan mereka, seperti mencoba meninggalkan rumah sakit untuk pergi bekerja, pergi ke bandara, atau menyiapkan makan malam untuk tamu (Nahum, Bouzerda-Wahlen, Guggisberg, Ptak, & Schnider, 2012). Sebagian besar jawaban yang dibuat-buat lebih menyenangkan daripada jawaban yang benar saat ini (Fotopoulou, Solms, & Turnbull, 2004). Kecenderungan itu mungkin mencerminkan upaya pasien untuk mempertahankan emosi yang menyenangkan atau fakta bahwa kehidupan masa lalu pasien, secara keseluruhan, lebih menyenangkan daripada saat ini.

Alzheimer

Daniel Schacter (1983) melaporkan bermain golf dengan pasien Alzheimer yang mengingat aturan dan jargon permainan dengan benar tetapi terus lupa berapa banyak pukulan yang dia lakukan. Pada lima kesempatan, dia melakukan tee off, menunggu pemain lain melakukan tee off, dan kemudian melakukan tee off lagi, setelah melupakan pukulan pertamanya. Seperti pasien amnesia lainnya, pasien Alzheimer memiliki memori prosedural yang lebih baik daripada memori deklaratif. Mereka mempelajari keterampilan baru tetapi kemudian mengejutkan diri mereka sendiri dengan kinerja yang baik karena mereka tidak ingat pernah melakukannya sebelumnya (Gabrieli, Corkin, Mickel, & Growdon, 1993). Memori dan kewaspadaan mereka bervariasi secara substansial dari waktu ke waktu, menunjukkan bahwa banyak dari masalah mereka diakibatkan oleh neuron yang tidak berfungsi dan tingkat gairah yang berfluktuasi, dan bukan hanya hilangnya neuron (Palop, Chin, & Mucke, 2006).

Penyakit Alzheimer secara bertahap berkembang menjadi kehilangan memori yang lebih serius, kebingungan, depresi, kegelisahan, halusinasi, delusi, sulit tidur, dan kehilangan nafsu makan. Kadang-kadang menyerang orang yang lebih muda dari usia 40 tetapi menjadi lebih umum dengan usia, mempengaruhi hampir 5 persen orang antara usia 65 dan 74 dan hampir 50 persen orang di atas 85 (Evans et al., 1989). 

Petunjuk utama pertama penyebab Alzheimer adalah fakta bahwa orang dengan Sindrom Down (sejenis keterbelakangan mental) hampir selalu terkena penyakit Alzheimer jika mereka bertahan sampai usia paruh baya (Lott, 1982). Orang dengan sindrom Down memiliki tiga salinan kromosom 21 daripada dua yang biasa. Fakta itu mengarahkan para peneliti untuk memeriksa kromosom 21, di mana mereka menemukan sebuah gen yang terkait dengan banyak kasus awal penyakit Alzheimer (Goate et al., 1991; Murrell, Farlow, Ghetti, & Benson, 1991). Peneliti kemudian menemukan dua gen lagi yang terkait dengan Alzheimer dini.

Gen yang mengendalikan penyakit Alzheimer dini menyebabkan protein yang disebut amiloid-b terakumulasi baik di dalam maupun di luar neuron (LaFerla, Green, & Oddo, 2007). Efeknya adalah merusak duri dendritik, menurunkan input sinaptik, dan menurunkan plastisitas (Wei, Nguyen, Kessels, Hagiwara, Sisodia, & Malinow, 2010). Saat amiloid merusak akson dan dendrit, struktur yang rusak mengelompok menjadi struktur yang disebut plakat (Selkoe, 2000). Saat plak menumpuk, korteks serebral, hipokampus, dan area lain mengalami atrofi (menyingkir). 

                  

       

Selain amiloid-b, masalah kedua berkaitan dengan protein tau dalam struktur pendukung intraseluler akson (Davies, 2000). Kadar amiloid-b yang tinggi menyebabkan lebih banyak gugus fosfat yang menempel pada protein tau. 

Gen yang paling berpengaruh dalam mengontrol zat kimia disebut apolipoprotein E, yang membantu menghilangkan b-amyloid dari otak (Cramer et al., 2012; Jonsson et al., 2012).

Tidak ada pengobatan yang efektif untuk penderita Alzheimer, kerusakannya mungkin sudah terlalu luas untuk dibantu oleh obat apa pun. Dan cara pengobatan yang paling objektif yaitu dengan memberikan obat yang merangsang reseptor asetilkolin atau memperpanjang pelepasan asetilkolin, sehingga meningkatkan gairah.

Apa Yang Diajarkan Pasien Amnesia Kepada Kita

Studi pasien dengan amnesia mengungkapkan bahwa orang tersebut tidak kehilangan semua aspek memori secara merata. Seorang pasien akan kesulitan membangun memori baru yang mungkin juga mengingat peristiwa dari dulu, dan seseorang dengan gangguan memori dapat mempelajari keterampilan baru.

Ganglia Basal

Memori episodik, tergantung pada hippocampus yang berkembang setelah satu pengalaman. Banyak kenangan semantik juga terbentuk setelah satu pengalaman. Yaitu, jika seseorang memberi tahu Anda sebuah fakta menarik, Anda mungkin mengingatnya selamanya. Namun, kita membutuhkan mekanisme yang berbeda untuk secara bertahap mempelajari apa yang mungkin atau tidak akan terjadi dalam kondisi tertentu. Saat Anda mempertimbangkan banyak jenis informasi, contohnya ketika Anda menyimpulkan bahwa mungkin akan hujan besok, atau bahwa Anda mungkin tidak akan menikmati film yang baru saja Anda tonton, atau bahwa tim favorit Anda mungkin akan memenangkan pertandingan berikutnya. Kamu tidak dapat melacak salah satu kesimpulan tersebut ke satu pengalaman, dan bahkan mungkin tidak menyadari apa yang Anda gunakan atau bagaimana Anda memutuskan.

Bertahap dan probabilistik Pembelajaran pada ganglia basal. Misalkan kita menjalankan tes ini pada orang-orang Parkinson, yang memiliki gangguan ganglia basal. Mereka melakukan hampir sama dengan orang normal pada awalnya, karena mereka memiliki hippocampus yang utuh dan mereka bisa belajar fakta deklaratif sederhana seperti "biru berarti ya dan ungu tugas ini, Anda mungkin telah mengembangkan salah satu dari beberapa strategi. Jika Anda hanya memperhatikan bahwa jawabannya adalah ya lebih sering daripada tidak (ternyata Anda memprediksi cuaca di daerah yang sangat hujan), Anda selalu bisa menjawab ya, benar 64 persen dari waktu.Strategi yang lebih baik adalah, jika Anda melihat dua atau tiga kotak biru pada percobaan tertentu, tebak ya. kamu dua atau tiga persegi panjang ungu, coba tebak. Strategi itu benar 83 persen. Jika Anda memperhatikan hanya biru versus persegi panjang ungu dalam satu kolom, akurasi Anda bervariasi dari 53 persen hingga 86 persen benar, tergantung pada kolom mana kamu.

Area Otak dan Memori Lainnya

Selain hippocampus, amigdala dan ganglia basal, area otak lainnya juga penting untuk pembelajaran dan daya ingat. Bahkan, sebagian besar otak berkontribusi. Peneliti bertanya kepada dua pasien dengan kerusakan lobus parietal untuk menggambarkan berbagai peristiwa dari masa lalu mereka. Saat diuji dengan cara ini,  ingatan episodik mereka jarang bahkan hampir tidak ada detail nya. Namun, para penyelidik menanyakan pertanyaan lanjutan, seperti, “Di mana anda?” Dan “Siapa lagi yang ada di sana? waktunya?".Kemudian pasien-pasien ini menjawab dengan detail yang masuk akal, menunjukkan bahwa ingatan episodik mereka juga utuh sebagai ucapan mereka dan kesediaan mereka untuk bekerja sama. 

Korteks prefrontal berkontribusi pada perilaku yang dipelajari dan pengambilan keputusan dalam banyak cara. Pada Gambar 12.13, area yang ditunjukkan dengan warna merah lebih penting untuk menghambat respons yang tidak tepat dan beralih ke perilaku lain.

Kerusakan pada area yang ditunjukkan dengan warna merah pada Gambar 12.13 menyebabkan gangguan pada kedua tugas ini (Gläscher et al., 2012). Ketidakmatangan area ini membantu menjelaskan mengapa anak-anak dan remaja sering mengalami kesulitan dalam menghambat impuls mereka.

Gambar 12.13 Dua fungsi korteks prefrontal

Area yang ditunjukkan dengan warna merah lebih penting untuk fungsi kognitif, terutama menghambat perilaku yang tidak pantas. Area yang ditunjukkan dengan warna biru lebih penting untuk menilai nilai relatif dari kemungkinan respons

Menyimpan Informasi Dalam Sistem Saraf

Gang Buta dan Tambang Terbengkalai

Penelitian ilmiah tidak berkembang langsung dari ketidaktahuan menuju pencerahan. Ini menjelajahi satu arah demi satu, sedikit seperti tikus di labirin yang kompleks, meninggalkan jalan buntu dan mengejar senjata yang memimpin lebih jauh. Masalah dengan analogi labirin adalah bahwa penyelidik jarang menabrak dinding yang dengan jelas mengidentifikasi akhir rute. Analogi yang lebih baik adalah seorang pencari emas yang menggali emas, tidak pernah yakin apakah akan meninggalkan tempat yang tidak menguntungkan atau terus menggali sedikit lebih lama. Banyak garis penelitian yang sebelumnya menarik dalam studi pembelajaran sekarang tidak lebih dari kepentingan sejarah. Berikut adalah tiga contoh:

1. Wilder Penfield kadang-kadang melakukan operasi otak untuk epilepsi parah pada pasien sadar yang hanya memiliki anestesi kulit kepala. Ketika ia menerapkan stimulus listrik yang lemah dan singkat ke bagian otak, pasien dapat menggambarkan pengalaman yang ditimbulkan oleh rangsangan tersebut. Stimulasi korteks temporal kadang-kadang menimbulkan gambaran yang jelas seperti: Saya merasa seolah-olah berada di kamar mandi di sekolah. Saya melihat diri saya di sudut Jacob dan Washington di South Bend, Indiana. Saya ingat diri saya di stasiun kereta api di Vanceburg, Kentucky; sekarang musim dingin dan angin bertiup di luar, dan saya sedang menunggu kereta. Penfield (1955; Penfield & Perot, 1963) menyarankan bahwa setiap neuron menyimpan memori tertentu, seperti rekaman video kehidupan seseorang. Namun, stimulasi otak jarang menimbulkan ingatan tentang peristiwa tertentu. Biasanya, itu membangkitkan pemandangan dan suara yang samar-samar, atau ingatan akan pengalaman umum seperti "melihat tempat tidur" atau "mendengar paduan suara menyanyikan 'White Christmas.'" Stimulasi hampir tidak pernah menimbulkan ingatan untuk melakukan sesuatu hanya melihat dan mendengar. Juga, beberapa pasien melaporkan kejadian yang sebenarnya tidak pernah mereka alami, seperti dikejar perampok atau melihat Kristus turun dari langit. Singkatnya, rangsangan menghasilkan sesuatu yang lebih seperti mimpi daripada ingatan.

2. GA Horridge (1962) ternyata menunjukkan bahwa kecoa yang dipenggal kepalanya bisa belajar. Pertama dia memotong sambungan antara kepala kecoa dan bagian tubuh lainnya. Kemudian ia menggantung kecoa tersebut sehingga kakinya menjuntai tepat di atas permukaan air. Sebuah rangkaian listrik diatur seperti pada Gambar 12.14 sehingga kaki kecoa menerima kejutan setiap kali menyentuh air. Setiap kecoa percobaan dipasangkan dengan kecoa kontrol yang mendapat kejutan kaki setiap kali kecoa pertama melakukannya. Namun, hanya kecoak eksperimental yang memiliki kendali atas kejutan itu. Eksperimen semacam ini dikenal sebagai desain "kontrol kuk". 

Selama 5 hingga 10 menit, kecoak dalam kelompok eksperimen meningkatkan respons menyelipkan kaki di bawah tubuh untuk menghindari guncangan. Kecoa dalam kelompok kontrol, rata-rata, tidak mengubah posisi kaki mereka sebagai akibat dari guncangan. Dengan demikian, respons yang berubah tampaknya memenuhi syarat sebagai pembelajaran dan bukan sebagai produk sampingan kejutan yang tidak disengaja. 

Eksperimen ini awalnya tampak sebagai cara yang menjanjikan untuk mempelajari pembelajaran dalam sistem saraf sederhana (Eisenstein & Cohen, 1965). Sayangnya, kecoa yang dipenggal belajarnya lambat. Dan hasilnya sangat bervariasi dari satu individu ke individu lainnya, membatasi kegunaan hasilnya. Setelah beberapa penelitian, minat pada penelitian ini memudar.

3. In the 1960s and early 1970s, several investigators proposed that each memory is coded as a specific molecule, probably RNA or protein. The boldest test of that hypothesis was an attempt to transfer memories chemically from one individual to another. James McConnell (1962) reported that, when planaria (flatworms) cannibalized other planaria that had been classically conditioned to respond to a light, they apparently “remembered” what the cannibalized planaria had learned. At least they learned the response faster than planaria generally do.

Terinspirasi oleh laporan itu, peneliti lain melatih tikus untuk mendekati suara klik untuk makanan (Babich, Jacobson, Bubash, & Jacobson, 1965). Setelah tikus dilatih dengan baik, para peneliti menggali otak mereka, mengekstraksi RNA, dan menyuntikkannya ke tikus yang tidak terlatih. Tikus penerima belajar untuk mendekati suara klik lebih cepat daripada tikus dalam kelompok kontrol.

Laporan itu menghasilkan banyak penelitian tentang transfer pelatihan dengan ekstrak otak. Di beberapa dari percobaan ini, tikus yang menerima ekstrak otak dari kelompok terlatih menunjukkan memori yang jelas dari tugas, sedangkan tikus yang menerima ekstrak dari kelompok yang tidak terlatih tidak (Dyal, 1971; Fjerdingstad, 1973). Namun, hasilnya tidak konsisten dan tidak dapat ditiru, bahkan dalam satu laboratorium (LT Smith, 1975). Banyak laboratorium gagal menemukan petunjuk tentang efek transfer. Pada pertengahan 1970-an, sebagian besar peneliti melihat tidak ada gunanya melanjutkan penelitian ini.

Belajar dan Sinaps Hebbian

Penelitian tentang fisiologi pembelajaran dimulai dengan konsep pengkondisian klasik Ivan Pavlov. Meskipun teori itu mengarah Karl Lashley ke pencarian yang gagal untuk koneksi di korteks serebral, itu juga mendorong Donald Hebb untuk mengusulkan mekanisme sebuah sinapsis.

Hebb menyarankan bahwa ketika akson neuron A "berulang kali atau terus-menerus mengambil bagian dalam penembakan [sel B], beberapa proses pertumbuhan atau perubahan metabolisme terjadi di satu atau kedua sel" yang meningkatkan kemampuan akson A berikutnya untuk menggairahkan sel B (Hebb , 1949, hlm. 62). Dengan kata lain, akson yang berhasil merangsang sel B di masa lalu menjadi lebih sukses di masa depan. Dengan kata-kata yang lebih sederhana, "sel-sel yang menyala bersama-sama saling terhubung."

Pertimbangkan bagaimana proses ini berhubungan dengan pengkondisian klasik. Misalkan akson A awalnya sedikit merangsang sel B, dan akson C merangsang B lebih kuat. Jika A dan C terbakar bersama-sama, efek gabungannya pada B dapat menghasilkan potensial aksi. Anda mungkin menganggap akson A sebagai stimulus terkondisi dan akson C sebagai stimulus tak terkondisi. Aktivitas berpasangan di akson A dan C meningkatkan efek masa depan A pada B.

Sinaps yang keefektifannya meningkat karena aktivitas simultan di neuron prasinaps dan pascasinaps disebut sinapsis Ibrani. Dalam Bab 5, kami menemukan contoh jenis sinaps ini. Dalam perkembangan sistem visual, jika akson dari mata kiri secara konsisten menembak pada saat yang sama dengan akson dari mata kanan, neuron di korteks visual meningkatkan responsnya terhadap keduanya. Sinapsis semacam itu mungkin juga penting untuk berbagai jenis pembelajaran asosiatif. Ahli saraf telah menemukan banyak tentang mekanisme sinapsis Hebbian.

Mekanisme Sel Tunggal Perubahan Perilaku Invertebrata

Jika kita akan mencari jarum di tumpukan jerami, strategi yang baik adalah mencari di tumpukan jerami yang kecil. Oleh karena itu, banyak peneliti beralih ke studi tentang invertebrata. Sistem saraf vertebrata dan invertebrata diatur secara berbeda, tetapi kimia neuron, prinsip potensial aksi, dan neurotransmiter dan reseptornya adalah sama. Jika kita mengidentifikasi dasar fisik pembelajaran dan memori pada invertebrata, setidaknya kita memiliki hipotesis tentang apa: mungkin bekerja pada vertebrata. Ahli biologi telah lama menggunakan strategi ini untuk mempelajari genetika, embriologi, dan proses biologis lainnya.

Aplysia sebagai Hewan Percobaan

Aplysia, invertebrata laut yang berhubungan dengan siput, telah menjadi hewan yang populer untuk studi fisiologi pembelajaran (lihat Gambar 12.15). Dibandingkan dengan vertebrata, ia memiliki lebih sedikit neuron, banyak di antaranya berukuran besar dan mudah dipelajari. Selain itu, tidak seperti vertebrata, Aplysia neuron hampir identik dari satu individu ke individu lain sehingga banyak peneliti dapat mempelajari sifat-sifat neuron yang sama. Salah satu perilaku yang umum dipelajari adalah respons penarikan: Jika seseorang menyentuh siphon, mantel, atau insang seekor Aplysia (lihat Gambar 12.16), hewan dengan penuh semangat menarik struktur yang teriritasi. Penyelidik telah melacak jalur saraf dari reseptor sentuhan melalui neuron lain ke neuron motorik yang mengarahkan respons. Menggunakan jalur saraf ini, peneliti telah mempelajari perubahan perilaku sebagai hasil dari pengalaman. Pada tahun 2000, Eric Kandel memenangkan Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran untuk pekerjaan ini.

       

Pembiasaan dalam Aplysia

Pembiasaan adalah penurunan respon terhadap stimulus yang disajikan secara berulang-ulang dan disertai dengan tidak adanya perubahan pada stimulus lainnya. Misalnya, jika jam Anda berbunyi setiap jam, Anda semakin sedikit merespons secara ganda. Jika kita berulang kali merangsang dengan semburan air laut singkat, ia menarik pada awalnya, setelah banyak pengulangan, ia berhenti merespons. Respon penurunan bukan karena kelelahan otot karena, bahkan setelah Saat itu telah terjadi, stimulasi langsung dari motoron menghasilkan kontraksi otot ukuran penuh (Kupfermann, stellucci, Pinsker, & Kandel, 1970). Kita juga bisa mengesampingkan di neuron sensorik. Neuron sensorik masih memberikan respons normal terhadap rangsangan; itu hanya gagal untuk mantan neuron motorik sebanyak sebelumnya (Kupfermann et al., 70). Oleh karena itu kita ditinggalkan dengan kesimpulan bahwa kebiasaan dalam Aplysia tergantung pada perubahan sinapsis antara neuron sensorik dan neuron motorik (lihat Gambar 12.17).

Nsitisasi di Aplysia

Anda mengalami rasa sakit yang tak terduga dan intens, Anda bereaksi lebih kuat dari biasanya terhadap mulai kuat dan tiba-tiba lainnya. Fenomena ini adalah sensitisasi, peningkatan respons terhadap rangsangan ringan sebagai akibat dari paparan rangsangan yang lebih intens. Demikian pula, stimulus yang kuat hampir di mana saja di Aplysia kulit mengintensifkan respon penarikan kemudian untuk sentuhan. Peneliti menelusuri sensitisasi terhadap perubahan pada sinapsis yang teridentifikasi (Cleary, Hammer, & Byrne, 1989; Dale, Schacher, & Kandel, 1988; Kandel & Schwartz, 1982). Stimulasi kuat pada kulit menggairahkan memfasilitasi inter neuron yang melepaskan serotonin (5-HT) ke terminal prasinaps dari banyak neuron sensorik. Serotonin memblokir saluran kalium di membran ini. Hasilnya adalah bahwa setelah potensial aksi selanjutnya, membran membutuhkan waktu lebih lama dari biasanya untuk repolarisasi (karena kalium lambat mengalir keluar dari sel). Oleh karena itu, neuron prasinaps terus melepaskan neurotransmiter nya lebih lama dari biasanya. Pengulangan proses ini menyebabkan neuron sensorik mensintesis protein baru yang menghasilkan sensitisasi jangka panjang (CH Bailey, Giustetto, Huang, Hawkins, & Kandel, 2000). Penelitian ini menunjukkan bagaimana mungkin untuk menjelaskan salah satu contoh plastisitas perilaku dalam hal peristiwa molekuler. Studi selanjutnya mengeksplorasi mekanisme pengkondisian klasik dan instrumental dalam Aplysia.

Potensiasi Jangka Panjang di Vertebrata

Sejak karya Charles Sherrington dan Santiago Ramón y Cajal, sebagian besar ahli saraf berasumsi bahwa pembelajaran bergantung pada perubahan pada sinapsis, dan kerja pada Aplysia mendukung gagasan itu. Bukti pertama untuk proses serupa di antara vertebrata berasal dari studi neuron di hippocampus tikus (Bliss & Lømo, 1973). Fenomena yang dikenal sebagai potensiasi jangka panjang (LTP), apakah ini: Satu atau lebih akson terhubung ke dendrit membombardirnya dengan serangkaian rangsangan yang cepat. Ledakan stimulasi yang intens membuat beberapa sinapsis terpotensiasi (lebih responsif terhadap input baru dari jenis yang sama) selama beberapa menit, hari, atau minggu.

LTP menunjukkan tiga sifat yang menjadikannya kandidat yang menarik untuk basis seluler pembelajaran dan memori:

- kekhususan-Jika beberapa sinapsis ke sel telah sangat aktif dan yang lainnya tidak, hanya sinapsis yang aktif menjadi diperkuat.

- kerjasama-Stimulasi yang hampir bersamaan oleh dua akson atau lebih menghasilkan LTP jauh lebih kuat daripada stimulasi berulang hanya oleh satu akson.

- asosiatif-Memasangkan input yang lemah dengan input yang kuat meningkatkan respons selanjutnya terhadap input yang lemah, seperti yang diilustrasikan pada Gambar 12.18. Dalam hal ini, LTP cocok dengan apa yang kita harapkan dari sinapsis Hebbian. Dalam beberapa kasus, sinapsis yang hampir tidak aktif sebelum LTP berhenti & Memeriksa menjadi efektif sesudahnya (Kerchner & Nicoll, 2008). Perubahan sebaliknya, depresi jangka panjang (LTD), penurunan respons yang berkepanjangan pada sinaps, terjadi untuk akson yang kurang aktif dibandingkan yang lain, seperti akson 3 pada Gambar 12.18 (Collingridge, Peineau, Howland, & Wang, 2010). Anda dapat menganggap ini sebagai proses kompensasi. Sebagai satu kekuatan sinaps, kelemahan lain (Royer & Paré, 2003). Jika belajar hanya menghasilkan penguatan sinapsis, maka setiap kali Anda mempelajari sesuatu, otak Anda akan semakin aktif, membakar lebih banyak bahan bakar!

Mekanisme Biokimia
Menentukan bagaimana LTP atau LTD terjadi telah menjadi tantangan penelitian besar karena setiap neuron memiliki banyak sinapsis kecil, kadang-kadang dalam puluhan ribu. Mengisolasi 

perubahan kimia pada satu sinapsis membutuhkan banyak penelitian kreatif dan sabar. Kita akan membahas LTP di hipokampus, dimana ia paling mudah terjadi dan di mana mekanismenya telah dipelajari secara ekstensif.

Sinapsis AMpA dan NMdA

Dalam beberapa kasus, LTP tergantung pada perubahan pada sinapsis GABA (Nugent, Penick, & Kauer, 2007), tetapi dalam banyak kasus, itu tergantung pada perubahan pada sinapsis glutamat. Otak memiliki beberapa jenis reseptor untuk glutamat, pemancarnya yang paling melimpah. Ahli saraf mengidentifikasi reseptor dopamin yang berbeda dengan nomor, seperti D1dan D2, dan reseptor GABA yang berbeda dengan huruf, seperti GABAA. Mereka mengidentifikasi sinapsis serotonin (5-hydroxytryptamine) dengan huruf dan angka, seperti 5HT2C. Untuk glutamat, mereka menamai reseptornya dengan obat tertentu yang merangsangnya. Di sini kita tertarik pada dua jenis reseptor glutamat, yang disebut AMPA dan NMDA. 

reseptor AMPAbersemangat oleh neurotransmitter glutamat, tetapi juga dapat merespon obat yang disebutsebuah-asam amino-3- hidroksi-5-metil-4-isoksazolpropionat (disingkat AMPA). Reseptor NMDAjuga biasanya tereksitasi hanya oleh glutamat, tetapi dapat merespon obat yang disebut N-metil-D-aspartat (disingkat NMDA). Keduanya merupakan reseptor ionotropik. Artinya, ketika mereka dirangsang, mereka membuka saluran untuk membiarkan ion memasuki sel postsinaptik. Reseptor AMPA adalah ionotropik khas reseptor yang membuka saluran natrium. Reseptor NMDA, bagaimanapun, berbeda: Responnya terhadap glutamate pemancar tergantung pada tingkat polarisasi melintasi membran. Ketika glutamat menempel pada reseptor NMDA saat membran berada pada potensial istirahatnya, saluran ion biasanya diblokir oleh ion magnesium.  

Masuknya kalsium adalah kunci untuk menjaga LTP. Ketika kalsium masuk melalui saluran NMDA, ia mengaktifkan protein yang disebut CaMKII (sebuah-kalsium-calmodulin-dependent protein kinase II) (Lisman, Schulman, & Cline, 2002; Otmakhov et al., 2004). CaMKII menggerakkan serangkaian reaksi yang mengarah pada pelepasan protein yang disebut CREB — protein pengikat elemen responsif adenosin monofosfat siklik. (Anda dapat melihat mengapa hampir selalu disingkat.) CREB pergi ke inti sel dan mengatur ekspresi beberapa gen. Dalam beberapa kasus, ekspresi gen yang berubah berlangsung selama berbulan-bulan atau bertahun-tahun, cukup lama untuk menjelaskan memori jangka panjang (Miller et al., 2010). Ini adalah contoh perubahan epigenetik, seperti yang dibahas dalam bab tentang perkembangan (Guo et al., 2011). Efek CaMKII diperlukan untuk LTP dan untuk jenis pembelajaran tertentu. Karena CaMKII yang diaktifkan tetap berada di sinaps yang distimulasi dan tidak menyebar ditempat lain. Efek CaMKII dan CREB diperbesar oleh BDNF—factor neurotropik yang diturunkan dari otak, suatu neurotropin yang mirip dengan faktor pertumbuhan saraf. Aktivitas yang bertahan di sinapsis menyebabkan potensial aksi yang dimulai di akson tetapi merambat kembali ke dendrit, yang kemudian melepaskan BDNF.

Perubahan prasinaptik 

Perubahan yang baru saja dijelaskan terjadi di neuron postsinaptik. Dalam banyak kasus, LTP bergantung pada perubahan pada neuron prasinaps sebagai gantinya atau sebagai tambahan. Stimulasi ekstensif sel postsinaptik menyebabkannya melepaskanpemancar retrogradeyang
melakukan perjalanan kembali ke sel prasinaps untuk memodifikasinya. Dalam banyak kasus, pemancar retrograde itu adalah nitric oxide (NO). Akibatnya, neuron prasinaptik menurunkan ambangnya untuk menghasilkan potensial aksi (Ganguly, Kiss, & Poo, 2000), meningkatkan
pelepasan neurotransmitter (Zakharenko, Zablow, & Siegelbaum, 2001), memperluas aksonnya (Routtenberg, Cantallops, Zaffuto , Serrano, & Namgung, 2000), dan melepaskan pemancarnya dari situs tambahan di sepanjang aksonnya (Reid, Dixon, Takahashi, Bliss, & Fine, 2004). Singkatnya, LTP mencerminkan peningkatan aktivitas oleh neuron prasinaps serta peningkatan responsivitas oleh neuron pascasinaps. 

Meningkatkan Memori 

Salah satu alasan untuk mempelajari LTP dan mekanisme biologis lainnya adalah harapan bahwa hal itu dapat mengarah pada aplikasi praktis. LTP bergantung pada produksi beberapa protein, dan meningkatkan produksi protein ini meningkatkan memori pada hewan pengerat (Routtenberg et al., 2000; Shema et al., 2011). Obat yang menghambat produksinya melemahkan daya ingat, bahkan jika obat diberikan beberapa hari setelah pelatihan (Shema, Sacktor, & Dudai, 2007). Beberapa perusahaan farmasi sedang menyelidiki obat yang dapat meningkatkan memori dengan meningkatkan LTP, tetapi sejauh ini tidak ada yang tersedia. Seperti obatobatan lainnya, obat-obatan yang menjanjikan dalam penelitian pada hewan terkadang memiliki efek samping yang tidak dapat diterima bila diterapkan pada manusia.

Satu-satunya jenis obat yang sedikit membantu ingatan adalah obat-obatan seperti kafein, amfetamin, atau methylphenidate (Ritalin). Dosis moderat obat perangsang sebelum atau segera setelah waktu belajar asli meningkatkan penyimpanan memori dengan meningkatkan gairah. Pengalaman yang merangsang secara emosional juga membantu, dengan mengaktifkan amigdala. Kortisol sebelum pengujian terkadang membantu orang mengakses ingatan. Obat lain yang direkomendasikan untuk perbaikan memori memiliki efek yang lebih meragukan. Anda mungkin pernah mendengar klaim bahwa ramuan itu Ginkgo Biloba meningkatkan memori. Perusahaan obat menghadapi peraturan ketat oleh Food and Drug Administration sebelum mereka dapat memasarkan obat baru, tetapi perusahaan yang memasarkan jamu atau bahan alami lainnya tidak harus melakukan penelitian apa pun, asalkan label atau iklan tersebut tidak mengklaim manfaat medis. 

Metode perilaku untuk meningkatkan memori masih merupakan pilihan terbaik. Jika Anda ingin mengingat sesuatu nanti, pelajarilah dengan baik sekarang, latihlah nanti, dan uji diri Anda secara berkala. Suplemen untuk strategi ini tersedia, termasuk program komputer yang mengklaim hasil yang luar biasa. Bersikaplah skeptis dengan benar, karena banyak dari klaim ini belum diuji dengan cermat. Namun, beberapa jenis perangkat lunak komputer memang meningkatkan memori dan kognisi bagi banyak orang tua yang kemampuannya mungkin menurun (Kueider, Parisi, Gross, & Rebok, 2012). Latihan fisik juga meningkatkan daya ingat di usia tua, jika terus berlanjut selama beberapa minggu.

LINK YOUTUBE 

https://youtu.be/UZVxYBCpgGs

Referensi  

http://sttaletheia.ac.id/e-journal/index.php/solagratia/article/view/14/10