A NEUROCIÊNCIA DA APRENDIZAGEM

Summary

The video script delves into the fascinating world of learning and memory, highlighting the case of Henry Molaison, who, after brain surgery to alleviate severe epilepsy, lost the ability to form new memories. It explains the distinction between episodic and semantic memory, both of which are part of declarative memory that can be consciously expressed. The script also touches on non-declarative memory, which includes procedural memory and classical conditioning. The importance of the hippocampus in memory formation is underscored by Molaison's case. The video outlines how memories are thought to be maintained through neural networks and strengthened connections between neurons, a process known as long-term potentiation. It also discusses the impact of sleep, particularly REM and deep sleep, on memory consolidation. The script concludes with practical tips to enhance learning: ensuring quality sleep, managing stress levels, relating new information to existing knowledge, and seeking a deeper understanding of the subject matter. These insights are backed by the latest neuroscience and psychological research, offering viewers a deeper appreciation for the complexity and wonder of the human brain's learning capabilities.

Takeaways

• 🧠 Henry Molaison's case highlights the importance of the hippocampus in forming declarative memories, as his inability to form new memories post-surgery demonstrates its critical role in learning.
• 🤔 Learning involves acquiring new knowledge, behaviors, or skills, with experiences leaving traces in the brain known as long-term memory.
• 🔍 There are different types of long-term memory, including episodic (personal experiences) and semantic (world knowledge), which together form declarative memories expressible through language.
• 🌟 Non-declarative memories, such as procedural (motor skills) and classical conditioning (stimulus-response associations), allow for learning without conscious expression.
• 💤 Sleep, particularly deep sleep, plays a significant role in memory consolidation, with memories replayed to strengthen neural connections.
• 🧬 Neuroscience research suggests that memories are maintained through neural networks, with synaptic strengthening (long-term potentiation) facilitating learning.
• 🎯 Engramas, the neural networks encoding memories, have been visualized in animals using genetic and neuroscientific techniques, advancing our understanding of memory function.
• 📚 To optimize learning, ensure quality sleep, manage stress levels, engage with the material, relate new information to existing knowledge, and deepen your understanding of the subject matter.
• 🌐 The brain's ability to store complex information about reality is fascinating, and ongoing scientific efforts are unraveling the mysteries of learning and memory.

Q & A

What was the significant impact of Henry Molaison's surgery on his memory?

Henry Molaison's surgery removed a part of his brain that led to the loss of his ability to form new memories, specifically declarative memories, which include episodic and semantic memories.

What are the two main categories of long-term memory?

The two main categories of long-term memory are declarative memories, which can be consciously expressed through language, and non-declarative memories, which include procedural memories and classical conditioning memories.

How does the hippocampus play a role in memory formation?

The hippocampus is involved in the initial stages of processing declarative memories. It helps in the consolidation of new memories by interacting with other parts of the cortex and is essential for the learning process.

What is the significance of sleep in memory consolidation?

Sleep, particularly deep sleep and REM sleep, plays a crucial role in memory consolidation. During deep sleep, memories are reactivated, which can influence dream content, while REM sleep significantly impacts the consolidation of non-declarative memories.

What is the role of the basal ganglia in non-declarative memory?

The basal ganglia are important regions for the consolidation of non-declarative memories, particularly those involved in motor skills and the formation of habits.

How do neurons and synapses contribute to memory storage?

Memories are maintained through networks of neurons that communicate with each other via synapses. These synapses strengthen when neurons frequently communicate, a process known as long-term potentiation, which facilitates the storage and retrieval of memories.

What is an engrama and how has recent research helped in understanding memories?

An engrama is the network of neurons that encodes a memory. Recent research using genetic and neuroscientific techniques has allowed scientists to visualize and study engramas in animals, leading to impressive discoveries about how memory functions.

What are some tips to optimize learning capacity?

Ensure quality sleep, avoid excessive stress, maintain moderate levels of stress for better focus, relate new information to existing knowledge, and learn more about the topic to create more recovery routes for different pieces of information.

How do our existing neural connections help in learning new information?

Existing neural connections help in learning by providing a framework to store new information. When new information is related to well-known memories, it leverages these connections to be stored more effectively and can be later retrieved more easily.

What is the current mystery in neuroscience regarding learning?

The current mystery in neuroscience is understanding exactly how learning occurs at the cellular level, specifically how brain cells differ from other body cells to facilitate learning.

How can we further enhance our understanding of the brain and learning?

Further enhancement in understanding the brain and learning can be achieved through continued research, exploring the cellular level of learning, and applying new discoveries to help individuals facing learning difficulties.

Outlines

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🧠 The Enigma of Memory and Learning: Henry Molaison's Case

This paragraph introduces the story of Henry Molaison, an American born in 1926 with severe epilepsy that affected his ability to work. After a surgical attempt to cure his condition, which involved the removal of parts of his brain, his epilepsy improved but he lost the ability to form new memories. Despite this, he maintained normal performance in intelligence tests. The speaker, André, a psychologist with a Ph.D., along with psychologist Victor Keller, aims to explain the brain processes involved in learning and provide tips to maximize one's learning capacity. The importance of the hippocampus in memory formation and the impact of sleep on memory consolidation are discussed, highlighting the role of different types of memory, such as episodic and semantic, which are part of declarative memory, and non-declarative memories like procedural and classical conditioning.

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🧬 Neurons and the Cellular Basis of Memory

This section delves into the theories and advancements in understanding how memories are maintained through neuronal networks. It explains the role of neurons and synapses in memory formation, emphasizing the concept of long-term potentiation. The paragraph discusses the engram, a network of neurons that encode a memory, and recent scientific breakthroughs in visualizing engrams in living animals. Techniques such as genetic programming and optogenetics have allowed researchers to detect and control the activity of neurons involved in learning. The paragraph also provides practical tips for optimizing learning, including the importance of quality sleep, managing stress levels, engaging with the learning material, relating new information to existing knowledge, and understanding the broader context of the subject matter.

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🤝 Supporting the Pursuit of Knowledge

The final paragraph acknowledges the support of the audience and encourages those who appreciate the content to become members for exclusive benefits. It briefly recaps the discussion on learning and the brain regions involved, the role of neurons in enabling learning, and the tips provided for optimizing the learning process. The paragraph ends with a call to action for viewers to engage with the content, subscribe to the channel, and watch related videos on memory erasure.

Keywords

💡Epilepsy

Epilepsy is a neurological disorder characterized by recurrent seizures, which are sudden, uncontrolled electrical disturbances in the brain. In the video, Henry Molaison had such severe epilepsy that it impacted his ability to work. His case illustrates the extreme measures taken to manage this condition, which involved brain surgery that unfortunately led to memory loss.

💡Memory

Memory is the mental process of storing and retrieving information. In the context of the video, it is central to understanding the impact of brain surgery on Henry Molaison, who lost his ability to form new memories. The video discusses different types of memory, such as episodic and semantic, and how they are stored and retrieved by the brain.

💡Long-term memory

Long-term memory refers to the ability to store information over extended periods, from hours to a lifetime. In the video, it is explained that long-term memories are the traces left by experiences in the brain, and are divided into declarative and non-declarative types. The distinction is crucial for understanding how learning and memory are processed neurologically.

💡Declarative memory

Declarative memory is the type of memory that can be consciously expressed in language. It includes both episodic memory (personal experiences) and semantic memory (general knowledge). The video uses the example of Henry Molaison to illustrate the loss of declarative memory due to brain surgery.

💡Non-declarative memory

Non-declarative memory, also known as implicit memory, consists of information that we act upon but do not consciously recall. This includes procedural memories like riding a bike and classical conditioning like salivating at the smell of food. The video points out that Molaison was still able to form non-declarative memories after his surgery.

💡Hippocampus

The hippocampus is a region of the brain that plays a critical role in the consolidation of memories from short-term to long-term storage. It is particularly important for the initial stages of processing declarative memories. The video emphasizes the hippocampus's role in learning and memory by discussing the impact of its removal in Henry Molaison's case.

💡Neuroscience

Neuroscience is the scientific study of the nervous system and brain function, including how neurons communicate, how memories are formed, and how learning occurs. The video discusses various neuroscience findings, such as the role of sleep in memory consolidation and the cellular mechanisms underlying learning.

💡Sleep

Sleep is a natural state of rest that is essential for health and has a significant impact on memory consolidation. The video explains that deep sleep is particularly important for declarative memory consolidation, while REM sleep affects non-declarative memory. Proper sleep is crucial for learning and retaining new information.

💡Learning

Learning is the process through which new knowledge, behaviors, skills, or understanding is acquired. The video explores the neuroscience and psychology of learning, discussing how experiences leave traces in the brain that contribute to the formation of memories. It also provides tips for optimizing one's learning capacity.

💡Stress

Stress is a physiological and psychological response to challenging or demanding circumstances. The video discusses the impact of stress on learning and memory, noting that while moderate levels of stress can be beneficial for engagement and learning, excessive stress can be detrimental to the learning process.

💡Neuron

Neurons, also known as nerve cells, are the fundamental units of the nervous system, responsible for transmitting information throughout the body. In the context of learning and memory, neurons form networks and communicate through synapses, which can be strengthened through frequent use, a process known as long-term potentiation.

Highlights

Henry Molaison, an American born in 1926, suffered from severe epilepsy that affected his ability to work.

In an attempt to cure his epilepsy, surgeons removed part of his brain, which improved his epilepsy but led to the loss of his ability to form new memories.

Despite his inability to form new memories, Henry continued to perform normally on intelligence tests.

The concept of learning as the acquisition of new knowledge, opinions, behaviors, or skills was discussed.

Memories are categorized into episodic and semantic long-term memories, which are collectively known as declarative memories.

Henry Molaison's case illustrated the tragic inability to form declarative memories after surgery.

Henry retained the ability to acquire non-declarative memories, such as procedural memories and classical conditioning.

The hippocampus plays a crucial role in the initial stages of memory processing for declarative memories.

Deep sleep is essential for the consolidation of declarative memories, with brain activity replaying memories during this phase.

Non-declarative memories, such as procedural and classical conditioning memories, follow a different neural pathway for consolidation, involving the basal ganglia.

REM sleep has a significant impact on the consolidation of non-declarative memories.

Neuroscience is still uncovering how learning occurs at the cellular level within the brain.

Memories are maintained through networks of neurons and their communication through synapses.

Long-term potentiation strengthens the connections within neural networks when certain neurons frequently communicate.

Engramas, the neural networks encoding memories, have been visualized in animals using genetic and neuroscientific techniques.

Research on learning and neuroscience has provided insights into optimizing our learning capabilities.

Ensuring quality sleep is crucial for memory consolidation and learning.

Avoiding excessive stress is important as it can interfere with the brain's ability to learn.

Maintaining moderate levels of stress can engage the brain in the learning process without overwhelming it.

Relating new information to existing knowledge strengthens memory storage and retrieval.

Learning more than what is required about a subject creates more recovery routes for memory.

Transcripts

Henry Molaison, um norte-americano nascido  em 1926, tinha uma epilepsia tão grave que  

não conseguia nem trabalhar. Numa tentativa de  curá-la, cirurgiões da época removeram parte do  

seu cérebro. A epilepsia de fato melhorou e ele  continuou tendo um desempenho normal em testes  

de inteligência, mas a sua capacidade  de formar novas memórias foi perdida. 

Eu sou o André, tenho um doutorado em psicologia,  

e hoje, com a ajuda do amigo e psicólogo Victor  Keller, quero te explicar um pouco sobre o que  

acontece no seu cérebro toda vez que você  aprende algo novo e também vou dar algumas  

dicas de como você aproveitar ao máximo a  sua capacidade cerebral de aprendizagem. 

Se gostou do assunto que a gente vai  abordar hoje, não deixa de clicar no  

joinha que ajuda muito a gente, inscreva-se  no canal e siga a gente nas redes sociais! 

A aprendizagem é o processo pelo qual alguém  adquire novos conhecimentos, opiniões,  

comportamentos ou habilidades. Quando você  aprende algo novo, as experiências que você  

viveu deixam alguns rastros no seu cérebro. Psicólogos e neurocientistas chamam o conjunto  

desses rastros de memória de longo prazo.  Como explicamos no nosso vídeo sobre memória,  

existem vários tipos de memória de longo prazo  e vamos falar aqui de alguns dos principais. 

As lembranças de eventos que você vivenciou,  

como o episódio de Naruto que assistiu hoje  ou a última viagem que fez antes da pandemia,  

formam sua memória episódica. Já  seus conhecimentos sobre o mundo,  

como saber a capital de um país ou a receita  de um bolo, constituem sua memória semântica. 

Juntas, as memórias episódicas e semânticas  compõem a categoria de memórias declarativas,  

que são aquelas que podem ser expressas de  forma consciente e através da linguagem. 

O caso do Henry Molaison que descrevi no início  do vídeo foi um exemplo trágico da incapacidade  

de formar memórias declarativas. Depois da  cirurgia, Henry não conseguia adquirir novos  

conhecimentos sobre o mundo ou se lembrar  do que tinha vivenciado há momentos atrás. 

Um fato curioso sobre esse caso é  que ele ainda conseguia adquirir  

memórias não-declarativas. Um tipo de memória  não-declarativa são as memórias procedurais,  

que incluem habilidades motoras, como saber  andar de bicicleta ou amarrar cadarços. 

Outro tipo são as memórias envolvidas no  condicionamento clássico, que resutlam  

das associações entre estímulos do  ambiente e reações comportamentais,  

emocionais ou fisiológicas, como salivar  ao sentir o cheiro de uma comida. 

Molaison conseguia aprender novas  habilidades motoras, como desenhar  

formas geométricas ou a disposição dos cômodos  na casa para a qual se mudou depois da cirurgia,  

mesmo não conseguindo falar intencionalmente  as informações que conseguia desenhar. 

O caso de Henry, outros casos de lesões cerebrais  e novas técnicas de pesquisa permitiram que  

cientistas mapeassem quais regiões do cérebro  eram as mais importantes durante o aprendizado  

de algo. Antes de você formar uma memória,  informações são recebidas pelos seus órgãos  

sensoriais e passam por estágios iniciais de  processamento em diferentes partes do cérebro. 

No caso das memórias declarativas, a parte  do cérebro que parece estar mais envolvida  

com essas primeiras etapas de processamento  é o hipocampo. Foi exatamente essa região e  

algumas próximas dela que foram removidas do  cérebro de Henry Molaison, impedindo que ele  

formasse esse tipo de memória e deixando clara  a importância dela no processo de aprendizagem. 

Nas horas e dias seguintes à essas etapas  iniciais, alguns pesquisadores suspeitam  

que o hipocampo e outras partes do córtex  interagem para associar novas memórias  

às antigas. Com o tempo, as atividades cerebrais  mais importantes para a consolidação de uma nova  

memória vão mudando do hipocampo para o córtex. O sono profundo possui um papel muito importante  

na consolidação desse tipo de memória. Durante  essa fase do sono, algumas das nossas memórias são  

reativadas como se estivesse ocorrendo um replay  delas, o que pode influenciar no conteúdo dos  

sonhos, comoj[a explicamos no vídeo sobre sonhos. Já memórias não-declarativas parecem seguir outro  

caminho neural para se consolidarem. Uma das  regiões mais importantes para isso ocorrer  

são os gânglios basais, os quais também estão  ligados à formação de hábitos, por exemplo. 

O sono também afeta bastante a consolidação  de memórias não-declarativas. Entretanto,  

é durante a fase do sono REM, aquela na qual  ocorrem a maior parte dos sonhos, que o sono mais  

impacta na consolidação desse tipo de memória. A verdade é que existem muitos outros eventos  

em várias regiões do cérebro que contribuem  para a consolidação desses 2 tipos de memórias,  

mas tentamos nos prender mais àquelas  partes que são as mais importantes. 

Um dos grandes mistérios atuais na neurociência  é como exatamente a aprendizagem ocorre no nível  

celular. O que que as células do cérebro  fazem de diferente das outras células do  

corpo para que o aprendizado ocorra? Por causa das dificuldades de estudar  

cérebros em funcionamento e ainda conseguir ver  em detalhes o que acontece num nível celular,  

os cientistas ainda não têm uma  resposta completa para essa pergunta,  

mas alguns avanços incríveis vem sendo feitos. Uma das principais teorias é a de que as memórias  

são mantidas através de redes de neurônios.  Já falamos sobre neurônios em outro vídeo,  

mas basicamente eles são células que podem  se "ligar" ou "desligar" e que se comunicam  

uns com os outros através das sinapses.  Essas sinpases se fortalecem quando certos  

neurônios se comunicam frequentemente, algo  conhecido como potenciação de longo prazo. 

Quando aprendemos algo novo, as conexões dentro  de uma rede de neurônios são fortalecidas. Daí  

para frente, quando nos deparamos novamente com  esse novo aprendizado, será mais fácil que essa  

rede seja ativada e as conexões serão mais  fortalecidas. Como explicamos no vídeo sobre  

se é possível apagar memórias, a rede de neurônios  que codifica uma memória é conhecida como engrama. 

Até recentemente, não era possível visualizar  engramas em seres vivos, só que nos últimos anos,  

cientistas juntaram técnicas da genética e  da neurociência para visualizá-los em animais  

como ratos. De lá para cá, os estudos sobre  engramas têm nos permitido fazer descobertas  

impressionantes sobre como a memória funciona. Os métodos usados nessas pesquisas consistem em  

programar geneticamente neurônios específicos  para emitirem sinais de que estão mais ativos,  

tal como exibir um pigmento que  possa ser visto em um microscópio,  

ou para se ativarem mais quando expostos à  luz, uma técnica chamada de optogenética. 

Assim, pesquisadores conseguem  detectar e até mesmo controlar  

quando um neurônio ficará mais ativo. Ao  colocar ratos em situações de aprendizagem,  

cientistas puderam ver quais neurônios  estavam mais ativos durante o aprendizado  

e até decidir se o rato conseguiria aprender ou  não manipulando a exposição dos neurônios à luz. 

Todas essas pesquisas sobre a neurociência e  a psicologia da aprendizagem tem nos permitido  

entender várias coisas sobre como seres  humanos aprendem coisas novas. Com base  

nisso, aqui vão algumas dicas sobre como  otimizar a sua capacidade de aprender. 

Dica número 1: garanta que você possui  um sono de qualidade. Já está bem claro  

na ciência que dormir mal prejudica  a nossa capacidade de memorizar as  

coisas. Assista o nosso vídeo sobre  o sono que lá damos algumas dicas  

de como melhorar esse aspecto da sua vida. Dica número 2: evite o excesso de estresse.  

Quando nos estressamos de forma aguda ou  frequentemente, a reação do cérebro é nos  

direcionar para fugir daquela situação e reduzir  o estresse. O problema é que ficar assim acarreta  

uma série de mudanças neuroquímicas que podem  interferir com a sua capacidade de aprender. 

Dica número 3: não fique totalmente  relaxado quando precisar aprender  

algo novo. Eu sei que essa dica parece  um pouco contraditória com a anterior,  

mas o fato é que níveis muito baixos de estresse  podem fazer com que você não consiga ficar atento,  

se sinta muito desmotivado ou sonolento em  um momento em que precisa aprender algo. 

O ideal é manter de níveis baixos a moderados  de estresse. Isso tende a ser o suficiente para  

engajar o cérebro na tarefa de aprender,  mas não tanto que atrapalhe. Geralmente,  

só de você estar em uma situação na qual precisa  aprender algo novo já é estressante o suficiente,  

mas caso não seja, pense em como você pode  aumentar um pouquinho isso de uma forma saudável. 

Dica número 4: quando estiver aprendendo  um material novo, relacione o mesmo com  

conhecimentos que já possui. Uma das formas  mais simples de gravar bem uma informação é  

relacionado-a com outras memórias e isso  pode ser feito de diferentes maneiras. 

Ao relacionar a informação nova com informações  que já conhece bem, você estará se aproveitando  

das conexões já existentes em redes neurais do  seu cérebro para armazenar essa informação e,  

mais tarde, a ativação dessa rede  facilitará a recuperação da informação nova. 

Dica número 5: saiba mais sobre o tema que  está aprendendo. Talvez você pense que,  

se precisa aprender alguns poucos fatos sobre um  assunto, seria mais eficiente apenas decorá-los  

e não se preocupar com outras informações. Só que é bem mais provável que sua aprendizagem  

seja mais efetiva e duradoura se você aprender  mais do que precisa. Quanto mais relações  

você puder fazer entre diferentes informações  ligadas a um assunto, mais rotas de recuperação  

existirão no momento em que você tentar se  lembrar de qualquer uma dessas informações. 

O fato de que um órgão do nosso corpo como  o cérebro é capaz de armazenar informações  

complexas sobre a realidade é maravilhosamente  bizarro, e ainda temos uma longa jornada pela  

frente para entender melhor essa capacidade  tão poderosa e necessária que é a aprendizagem. 

Maravilhoso também é o fato de que estamos  finalmente desvendando vários dos mistérios  

do cérebro através do esforço de milhares  de cientistas. As novas descobertas sobre  

esse assunto poderão nos ajudar não  só a compreender melhor o ser humano,  

o que é algo valioso por si só, mas  também poderá ajudar milhares de pessoas  

que enfrentam dificuldades de aprendizagem. Muito obrigado a todos vocês que são apoiadores  

ou apoiadoras oficiais do Minutos Psíquicos.  Vocês incentivam muito a gente a fazer vídeos  

como o de hoje, e se você gosta do nosso  trabalho, mas ainda não é um apoiador nosso,  

clique em "SEJA MEMBRO" aqui embaixo para  saber quais são os benefícios exclusivos  

que a gente oferece em troca do seu apoio. Hoje falamos um pouco sobre como aprendemos  

e quais são algumas das áreas do cérebro  que estão envolvidas na aprendizagem.  

Explicamos também como neurônios permitem que  a aprendizagem ocorra e demos algumas dicas de  

como você pode otimizar o seu aprendizado. Comente aqui embaixo o que achou do vídeo,  

clique no joinha, inscreva-se no canal e  clique no sininho. Você acha que é possível  

apagar memórias? A gente já fez um vídeo sobre  isso e eu recomendo que você o assista agora.