Minne och inlärning



En fördel med det dåliga minnet är att man kan njuta en del goda saker som primörer.Nietzsche (1844-1900)
(Denna sida ingår som en del i temaavsnittet H sapiens - info-behandling, som infördes 2019-03. Länkar är kontrollerade 2019-02 eller senare. Fotnoter finns längst ner på sidan.)

Referenser: [Klingberg2011], [Wasling2013], [Kåver2006], [Walker2018]

Grov översikt:

    • Arbetsminne och koncentrationsförmåga

Arbetsminnet hjälper oss lagra ett fåtal instruktioner om vad vi strax ska göra. Det hjälper oss alltså - om vi koncentrerar oss - att komma ihåg vad vi ska göra när vi kommer in i köket.

    • Långtidsminne

.. länkar snarare ihop våra dagar och liv. Och där finns våra erfarenheter som underlag för kommande beslut. Avsnittet inkluderar lite om minnesmekanismer, typer av långtidsminnen och vanor.

    • Inlärning

Lite om inlärningslagar och social inlärning

    • Sömnens betydelse för minne och inlärning

Under sömnen händer mycket mer än vi tidigare trott.

Arbetsminne och koncentrationsförmåga

[Klingberg2011]

Långtidsminnet lagrar inlärda fakta och erfarna händelser, se längre ner. Arbetsminnet (närliggande men annat begrepp är korttidsminne; se not 1) är det som håller information aktuell just när vi ska lösa ett problem. Informationen suddas ut så fort den inte längre behövs (ibland fortare). Det har ytterst begränsad kapacitet både i “antal bitar” (jag har ofta fått höra att man kan hålla reda på 7 +- 2 “minnesenheter” samtidigt) och tid och distraktioner hotar ständigt att radera ut informationen. Arbetsminnet är samma funktion som den typ av koncentrationsförmåga (not 2), som brukar kallas kontrollerad koncentrationsförmåga eller kontrollerad uppmärksamhet och funktionen hör också ihop med distraherbarhet. För att lyckas hålla kvar information i arbetsminnet måste vi alltså hela tiden koncentrera oss på den.

Det har visat sig att arbetsminnet är viktigt både för matematik och läsförståelse. Barn som fått diagnosen ADHD klarar vissa arbetsminnestester sämre än genomsnittliga barn. Detta innebär dock inte att ADHD och lågt arbetsminne är samma sak. Att identifiera barn med lågt arbetsminne är viktigt om det leder till konkreta åtgärder: 1) minska kraven på arbetsminnet i pedagogiken; 2) öka arbetsminnet genom träning. Även om arbetsminnet skulle vara mycket påtagligt lågt så finns det många möjliga praktiska åtgärder att göra som underlättar tillvaron. Se t ex tips från Certec Teknik och förståndshandikapp.

Långtidsminnet ackumulerar erfarenheter

[Klingberg2011]

Arbetsminnet har, som vi såg ovan, ungefär till uppgift att lagra några få instruktioner om vad vi ska göra en kort stund senare. Långtidsminnet, å andra sidan, länkar ihop våra dagar och liv.

Under uppväxten utvecklas långtidsminnet snabbare än arbetsminnet. En 10-åring kan t.o.m. vara bättre än en 20-åring på t ex kortspelet Memory (som typiskt kräver att man kommer ihåg bilder i flera minuter). Arbetsminnet utvecklas långsammare. 20-åringar har där högre kapacitet än 10-åringar.

[Wasling2013]

Syftet med långtidsminnen (nedan ofta bara kallat minnen) är att vi ska skapa dem av erfarenheter för att sedan vid behov plocka fram dem för att bättre anpassa oss till framtiden. Minnen används alltså för att konstruera framtidsvisioner, som vi kan handla efter. Minnet av det förgångna är inte statiskt utan anpassas hela tiden i en kreativ process för att passa in i nuvarande livsberättelsen (om positiva illusioner om självet, se wiki/Illusory_superiority). Med en alltför rekonstruerad och friserad verklighet löper vi risk fatta dåliga beslut på lösa grunder. Men det kan ju vara bra att glömma detaljer, som inte behövs för överlevnaden.

Ex 1: kunskap om fåglar. De flesta av oss glömmer alla enskilda fåglar och smälter ihop dem - i alla fall per fågelart - till ett abstrakt begrepp. För savanter hopar sig i st konkreta bilder av tidigare upplevelser av fåglar och de översvämmas av intryck. Det är en fördel att vi glömmer det som inte är viktigt och att vi kan skapa abstrakta begrepp om världen.

Människan har generellt en stark tendens att ständigt gå igenom vad som blev rätt eller fel i dåtid och fundera, planera och oroa sig för framtid. Denna rastlöshet hos hjärnan har givetvis behövts för att vara kreativ och anpassa sig till nya situationer och miljöer (skaffa föda, bygga koja, klara av en tuff vinter etc). Tyvärr blir dock upplevelsen av nuet lidande och det kan behövas träning för att förskjuta tyngdpunkten lite mer mot nuet.

Minnesmekanismer - rekonsolidering

När vi återkallar ett minne från vårt förflutna kommer vi att förändra det minnet. Denna process när man erinrar sig minnet, knådar om det och lagrar in det igen , kallas rekonsolidering (not 3). Syftet med detta är att vi ska kunna omskapa livsberättelsen efter våra nuvarande behov. Här är det alltså stor skillnad jämfört med ett vanligt datorminne. En annan skillnad är att minnen lagras på de ställen i hjärnan där de används. Synminnen lagras alltså i synbarken etc.

Minnen lagras in i nätverk av nervceller, som är spridda över hela hjärnan. Ju större nätverk som är inblandat när man ska lära sig något desto bättre fäster minnet. Synapserna är den minsta beståndsdelen i minnen. I synapserna blir alla våra tankar och känslor både bearbetade och lagrade. Vid kraftiga elektriska aktiveringar av nervceller sker en bestående förstärkning av synapser och det kan bildas långtidsminnen. Molekylära processen som är inblandad kallas long-term potentiation, LTP, och involverar nybildning av proteiner.

Vi kopplar alltid nya minnen till de äldre som vi redan har. Det blir lättare lära sig något nytt ju mer man redan vet. Bäst funkar visuella associationer. Ett nytt minne tränger inte bort ett gammalt. Upplevelsen av vad som händer är också helt beroende av våra tidigare upplevelser. Det okända passerar alltså ofta förbi.

"Jag vet att" resp. "jag vet hur"

Två slags långtidsminnen: jag vet att resp. jag vet hur. Det första handlar om fakta (semantiskt minne och episodminne). Det senare gäller t ex hur vi använder verktyg eller kör bil (procedurminne). Det är tyst kunskap. Jag vet hur - minnen styr mycket av vår vardag. De är underlaget för vanemässiga handlingar och val. De triggas av något som gör att hela programmet av handlingar sätts igång. En del val är harmlösa medan andra ger långsiktiga konsekvenser (på hälsa, ekonomi etc)

Ex 2. När vi cyklar räcker det att bestämma vart vi ska. Själva cyklingen går av sig självt.

Ex 3. För en tränad golfspelare triggas golfsvingen av en ganska medveten förberedande rutin men utförs sedan m hj av ett automatiserad omedvetet program i hjärnan, som bestämmer musklernas komplexa rörelseschema. I rutinen ingår att bestämma avstånd till och sikta mot målet m.m. så att rätt parametervärden ställs in för programmet. Medvetande klarar inte att korrigera programmet när det startats.

Ibland talar man också om perceptuellt minne. Detta hjälper oss erinra oss intryck av syn, hörsel, lukter etc utan att sätta ord på intrycken.

Vanor

    • Vanor inpräglas m hj av de basala ganglierna, som är en äldre minnespräglare än hippocampus. Mekanismerna är desamma vare sig det är goda eller dåliga vanor, som lärs in.
    • Insikten att något som känns bra kan vara dåligt är svårt för hjärnan att greppa. Det är gott med en bulle till kaffet.
    • För att uppnå världsklass i något krävs c:a 10 000 tim träning nästan oberoende av vad det gäller.
    • Jag vet hur”- minnen kan utvecklas och förbättras över tiden med rätt undervisning. “Jag vet att”- minnen lagras in snabbt men tynar sedan bort.
    • Drogberoende är en minnessjukdom (starka minnen av hur välbehag uppnås skapas), som är raka motsatsen till Alzheimer (där ju minnet blir svagare).

Minnen i kroppen

    • Känslor får minnen att fästa bättre.
    • Barn som utsatts för övergrepp får traumatiska minnen för livet. Bredvid hippocampus finns amygdala som får minnet av dåliga känslor att fästa extra bra.
    • När vi betingats till rädsla uppstår förändringar i amygdala. När en neutral signal når amygdala samtidigt som en smärtsam signal sker en inlärning. Amygdala lagrar in en association.
    • En oerhörd evolutionär fördel för människor är att vi kan lära oss genom att lyssna på andra eller observera dem. Det kan räcka att se någons skrämda uttryck för att betingas till rädsla. Nackdelen är att även irrationell skräck, t ex för möss, kan föras vidare till andra. Inpräntningen kan ske omedvetet.
    • Förr tänkte man att först blev man rädd och sen sprang man. I slutet av 1800-talet framförde William James den inte helt tokiga tanken att först sprang man (hjärtat dunkade etc) och sen blev man rädd. Nu anser man att den kroppsliga responsen påverkar känslan men inte orsakar den.
    • Om man äter betablockerare kommer man inte ihåg känsloladdade ord bättre än neutrala ord (en sidoeffekt är att blockeringen dessutom ger försämrad inlärning).
    • Känslor är motiverande kraft för att ändra på sånt som är dåligt och hålla kvar det som är bra.
    • En person som hade skador i pannlobens orbitofrontala cortex (OFC) förlorade magkänslan och blev överrationell. Han gick systematiskt igenom alla alternativ och det tog lång tid. OFC är det ställe där impulser från kroppen via amygdala integreras i hjärnans beslutsprocess. Det är normalt bra att låta känslor styra i livet och påverka våra beslut.
    • Att känna sig lite bättre än genomsnittet är helt normalt. Omtolkningar gör att vi mår bättre och kan gå vidare i livet utan att tänka tillbaka. Baksidan på kollektiv nivå är att kult kring omtolkade minnen kan leda till nationalism och konflikter.

Savantsyndromet: Hos vanliga människor filtreras all information som kommer in baserat på våra erfarenheter. Vi koncentrerar oss på det som är väsentligt kopplat till tidigare erfarenheter, ser sammanhang, och får därmed lättare att överleva. Savanten sparar alla miljontals detaljer som kommer in utan att sortera upp vad som är viktigt. Färdigheterna som levande räknemaskiner är enormt imponerande, men eftersom man missar sammanhangen blir det svårt att överleva utan speciellt stöd.

Inlärning - på gott och ont

[Kåver2006]

Inlärning kan definieras som förändring av en människas sätt att tänka, känna och agera som ett resultat av nya erfarenheter. Inlärningslagarna påminner lite grand om fysikens lagar. Inlärningsprocessen är dock komplicerad: hur nya erfarenheter skapas, lagras i minnet, integreras med eller ersätter gammal kunskap etc. Olika sätt att lära: modellinlärning, instruktioner, egen upplevelse/erfarenhet (trial and error). Ofta kombination. Vi kan givetvis lära in mer eller mindre ändamålsenliga beteenden (= handlingar, tankar, känslor). Bra förhållningssätt är att se på beteenden utifrån deras funktionalitet (fungerar beteendet enl. önskemål?). Detta är bättre än att tala om rätt eller fel beteende.

Ex 4: För en person med panikångest utgör kroppsreaktioner och inlärd tolkning av dessa ett problem. Tar man då lugnande piller som fungerar i stunden så lär man sig att sådana behövs. En annan strategi, som kan fungera långsiktigt, är att lära om d.v.s. ändra tolkningen till att “detta är inget farligt”.

Inlärningslagar. I denna korta text ska vi inte trötta ut oss genom att gå igenom alla begrepp (stimulus, respons, obetingad respons, ….) och inlärningslagar (klassisk Pavlovsk betingning, habituering, respondent utsläckning, positiv eller negativ förstärkning, bestraffning, …), som kan vara svåra att komma ihåg för oss som inte jobbar i branschen. En gedigen genomgång finns i [Kåver2006].

Ex 5: (Frida Johanssons föredrag, Anhörigriksdagen 2017: När kriget är det enda jag minns, 38 min). Vid svåra trauman, som brukar förknippas med krigsveteraner eller krigsflyktingar, lagras minnen på ett annorlunda sätt. Amygdala snarare än hippocampus spelar en huvudroll och sammanhang i form av var och när lagras inte. Den drabbade får flashbacks, d.v.s. de påträngande minnena upplevs hända här och nu. Tillståndet har fått en diagnosetikett, posttraumatiskt stresssyndrom, PTSD, och är behandlingsbart med psykologiska metoder. Flashbacks triggas av sådant som påminner om traumahändelsen och kan delvis förklaras som klassisk betingning. Men de tolkas ofta som hallucinationer, d.v.s. PTSD-drabbade riskerar feldiagnosticeras och medikaliseras som psykos-patienter. Se not 14 i avsnitt om Psykiska variationer.

Det kan vara värt att påminna sig om att vårt oerhört avancerade symbolhanterande samhälle bygger på vår förmåga att lära oss reagera och agera på betingade stimuli. Vårt språksystem handlar om just inlärda symboler och betingningar (s 63).

Glömska. Redan i slutet på 1800-talet studerade Hermann Ebbinghaus hur vi glömmer när tiden går och betydelsen av repetition för att information ska fastna i långtidsminnet. Han kom fram till den berömda glömskekurvan.

Inlärning från andra människors beteenden

Se Golkars forskning. Eller lyssna till Allt du velat veta-podden, 2017-09: Social inlärning med Armita Golkar.

Det pågår forskning om hur de generella inlärningsprinciperna effektivt skulle kunna omsättas i praktiken i en social kontext. Det har visat sig att inlärda (obs! ej medfödda) preferenser påverkar social inlärning. Vi lär bättre av “ingrupp” än av “utgrupp”. Med andra ord så påverkar fördomar vår sociala inlärning.

Ex 6. Är man själv Djurgårdare (snarare än AIK:are) så lär man sig effektivare av en Djurgårdare.

Sömnens betydelse för minne och inlärning

Sidhänvisningar nedan avser [Walker2018] om inget annat anges.

Människan sover ungefär en tredjedel av sitt liv men vi har inte riktigt förstått varför det ska behövas. Att sova har snudd på varit lågstatus i vårt moderna samhälle och folk, som fått tillräckligt med sömn har ansetts lata.Sömnforskningen har gjort riktigt stora framsteg först de senaste åren. Nu har vi tillgång till kunskap för att bättre förstå vad som händer när vi sover och drömmer och varför. Det händer mer än vi har trott. Sömnforskaren Matthew Walker har skrivit en intressant populärvetenskaplig bok om detta, [Walker2018]. När man läst boken inser man sömnens betydelse för mentala såväl som för somatiska funktioner. Se not 4.

Vår sömn är uppdelad i sömncykler, där varje cykel är indelad i två helt olika sorters sömn beroende på om ögonen rör på sig eller ej. Med vakenhet inkluderat har vi tre separata tillstånd. Den vetenskapliga metoden att avgöra tillståndet - vakenhet resp. sömntyp - är att mäta elektriska hjärnvågor, ögonrörelser och muskulär aktivitet.

    • Vakenhet - medvetenhet om yttre signaler. Asynkrona oregelbundna vågor, frekvens 30 - 40 Hz.
    • Non-rapid eye movement, NREM - omedvetenhet. Har kommit att delas upp i 4 faser, fas 1 till 4 (där fas ett är slummer och 3-4 djupsömn med synkrona vågor 2 - 4 Hz och stor amplitud). Andning blir långsammare och muskler slappnar av.
    • Rapid eye movement, REM - förvirrad, drömmande medvetenhet. Hjärnvågor ungefär som för vakenhet. Kallas också drömsömn eftersom man har livliga drömmar under denna fas. Signaler som rör känslor, drifter och (känslospecifika) minnen tas emot av hjärnbarken men inte yttre signaler. För att man inte ska leva ut sina drömmar fysiskt är muskler förlamade.

Varje sömncykel kan vara c:a 1.5 tim, vilket kan innebära c:a 5 cykler under en natt. Under första cyklerna överväger djupsömnen men gradvis blir REM-faserna längre. Framåt morgonen drömmer man alltså mest.

Syftet med vakenhet är att utforska omvärlden och vidta lämpliga åtgärder för att på adekvat sätt hantera den. REM-sömn och djupsömn har till uppgift att förbereda människan för kommande vakenhetsperioder. Båda sömntyperna har stor betydelse för hålla hjärnans minne i topptrim (jämför sidan Biologiska mål och medel, där människans olika minnesbanker är listade).

Djupsömnen stärker långtidsminnet

Att sova natten efter inlärning är som att klicka på “spara” för att nya filer inte ska försvinna (s 142)

En viktig funktion under djupsömnen är minneslagringen. Det långsamma, taktfasta vågmönstret möjliggör överförande av information över stora avstånd - från korttidsreservoar (hippocampus) till säkrare långtidsförvaring i hjärnbarken (sid. 69). Korttidsreservoaren har begränsad kapacitet och därför är det bra att - för att bereda plats - sova både före och efter inlärning, s 138. Även information som du trodde du hade glömt innan du somnade kan sömnen återskapa, s 147 (“reparera korrupta filer”).

Det är bra att kunna radera information, som vi sparat men inte behöver längre (“garbage collection”). Då är det lättare hitta det man verkligen behöver. Experiment visar att sömnen kan medverka till selektiv förstärkning resp. försvagning av information, s 153.

REM-sömnen organiserar om och optimerar minnet

Under REM-sömnen går hjärnan igenom dagens information och hittar kopplingar till tidigare erfarenheter i långtidsminnet. Nya associationsbanor bildas och gamla förstärks eller försvagas. Med det reviderade neurala nätet kommer nya insikter och kreativa lösningar på problem kan dyka upp. Smärtsamma minnen dämpas och känslokretsar finjusteras så att vi lättare kan avläsa varandras sinnesstämning och klara social komplexitet.

Ex 7. En dröm hjälpte Mendelejev att komma fram till periodiska systemet

Ex 8. Språkinlärning och förmåga att tillämpa outtalade grammatiska regler från det tal man hört under dagen.

Ex 9. Bristfällig sömn ger symtom, som kan medföra ADHD-diagnoser. Utifrån vissa forskningsöversikter så är mer än hälften av ADHD-diagnoser hos barn (USA-förhållanden?) i själva verket sömnstörning (sid 385). Ofta ger man amfetamin-liknande medicin, som ju kan hålla hjärnan klarvaken!

Tyvärr är inte sömntabletter alls bra på att ge den naturliga sömnens fördelar: sömntabletter slår ut hjärnbarken och hjärnvågorna blir markant annorlunda (s 343).

Tvådelad nattsömn kanske är mest naturlig?

Se BBC 2012-02: The myth of the eight-hour sleep eller Veckans affärer 2016-06: Att sova som på 1600-talet …

Enl. ovan är vår sömn uppdelad i sömncykler som i sin tur är indelad i faser, vilket antagligen forskare är rätt eniga om. Underförstått är att sömncyklerna genomgås i ett svep under natten. Men vissa forskare menar att sömn uppdelad i två perioder under natten var normen i det förindustriella samhället och att detta kanske är naturligt för vår biologiska klocka. Tvådelad sömn kan innebära att sova c:a 4 timmar, vara vaken mitt i natten 1 - 2 timmar för att läsa eller göra annat och sedan sova igen några timmar fram till gryning.

Anm. Siesta-perioder är en modern form av tvådelad sömn men då handlar det mer om en tupplur under varmaste tiden på dygnet.

________________________

Nu vet vi lite om minne och inlärning. Gå gärna direkt vidare till nästa delområde, Varseblivning - hjärnan tolkar. Eller gå tillbaka till startsidan för hela temaområdet H sapiens - informationsbehandling för att hitta länkar till andra delområden.

_________________________

Not 1. Begreppet “korttidsminne” är relaterat till arbetsminne, men det handlar eg. om separata begrepp. Troligen inte full konsensus om teorier, men ungefär: korttidsminne handlar om själva minnesfunktionen; arbetsminne handlar dessutom om uppmärksamhet och manipulering av data. Arbetsminnet är alltså relaterat till förmågan att tänka. Se wiki/eng eller Cowan 2008: What are the differences between long-term, short-term, and working memory?
Not 2. Minst tre sorters koncentrationsförmåga nämner Klingberg:1 stimulusdriven uppmärksamhet2 kontrollerad uppmärksamhet ~= arbetsminne3 vakenhetsgrad (från dåsighet till panikliknande stress)1 och 2 beskrivs under Varseblivning/Uppmärksamhet längre ner.
Not 3 Hippocampus hanterar detta genom att samordna nätverken i hjärnbarken. När minnet återlagras, ligger det annorlunda i hjärnans neuroner än tidigare.
Not 4. Walker säger att i-världens sjukdomar: cancer, alzheimer, diabetes, hjärt- och kärlsjukdomar etc. är kopplade till brist på sömn (sid 205+). Dessutom försvagas immunförsvaret vilket också leder till sjukdomar.______________________
Jag började inte lära mig något förrän jag var färdig med mina studier.Anatole France (1844-1924)