神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)_第1頁
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神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)_第3頁
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神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第1頁(一)學(xué)習(xí)形式

1.非聯(lián)合型學(xué)習(xí)(nonassociativelearning):

是一個(gè)簡單學(xué)習(xí)形式,即在刺激和反應(yīng)之間不形成某種明確聯(lián)絡(luò)。如習(xí)慣化和敏感化。不一樣形式刺激使突觸發(fā)生習(xí)慣化和敏感化可塑性改變屬于這類學(xué)習(xí)。神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第2頁

習(xí)慣化:指當(dāng)一個(gè)非傷害性刺激重復(fù)作用時(shí),對該刺激反射性行為反應(yīng)逐步減弱過程。比如,對一個(gè)有規(guī)律地重復(fù)出現(xiàn)強(qiáng)噪音,大家不再對它反應(yīng)。

敏感化(假性條件化,pseudo-conditioning):比如一個(gè)弱傷害性刺激可引發(fā)弱收縮反應(yīng),但在強(qiáng)傷害性刺激之后,弱刺激引發(fā)反應(yīng)顯著增強(qiáng)。強(qiáng)刺激與弱刺激之間并不需要建立什么聯(lián)絡(luò),在時(shí)間上也不要求二者結(jié)合。神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第3頁2.聯(lián)合型學(xué)習(xí)(associativelearning)

是兩個(gè)事件在時(shí)間上很靠近地重復(fù)發(fā)生,最終在腦內(nèi)逐步形成聯(lián)絡(luò),如經(jīng)典條件反射和操作式條件反射。(1)經(jīng)典條件反射(巴浦洛夫條件反射)(后述):(2)操作式條件反射(operantconditionedreflex):又稱為工具性條件反射(instrumentalconditionedreflex)

完成某種復(fù)雜操作才能得到食物 偶因踩杠桿得到食物 逐步學(xué)會踩杠桿以獲取食物 看見燈光再踩杠桿才能取得食物 以后只要看見燈光即唾液分泌神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第4頁

條件反射活動基礎(chǔ)規(guī)律

1.建立經(jīng)典條件反射所需基礎(chǔ)條件 無關(guān)刺激+非條件刺激(屢次結(jié)合)

2.經(jīng)典條件反射消退只給條件刺激,不結(jié)合非條件刺激條件反射消退(條件刺激轉(zhuǎn)化為引發(fā)中樞抑制刺激,不是條件反射喪失)

神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第5頁

3.人類條件反射兒童接收語言信號能力還未健全,研究動物條件反射方法可用于兒童。人類語言可強(qiáng)化條件反射建立。

4.兩種信號系統(tǒng)第一信號:詳細(xì)刺激信號,如聲音、光、食物等第二信號:第一信號信號,即語言神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第6頁

第一信號系統(tǒng)(firstsignalsystem):

人類大腦皮層對第一信號發(fā)生反應(yīng)功效系統(tǒng)。動物只有第一信號系統(tǒng)。

第二信號系統(tǒng)(secondsignalsystem):

第一信號信號,即語言。語詞是現(xiàn)實(shí)概括和抽象化。第二信號系統(tǒng)是人類區(qū)分于動物主要特征。神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第7頁(二)記憶記憶過程:

1.記憶取得(acquisition):學(xué)習(xí)階段

2.記憶鞏固(consolidation)

3.記憶再現(xiàn)(retrival)

神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第8頁

記憶分類

1.依據(jù)記憶貯存及回想方式分類:(1)陳說性記憶(declarativememory):是對本身經(jīng)歷和學(xué)習(xí)事件進(jìn)行編碼、貯存并回想、再現(xiàn)過程,包含對發(fā)生在過去特殊場景和主要事件回想和再現(xiàn),用語言表示出來情景式記憶(episodicmemory)和對文字、語言和法律等回想語義式記憶(semanticmemory)。這種記憶要經(jīng)過意識,用語言表示出來。(2)非陳說性記憶(nondeclarativememory):不依賴于意識或認(rèn)知過程,但需要經(jīng)過屢次重復(fù)測試才能逐步形成,是對一系列規(guī)律性操作程序下意識感知和反射活動,因而又稱為反射性記憶,往往不能用語言表示出來。如駕駛,一些體育動作等。

神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第9頁2.依據(jù)記憶保留時(shí)間長短分類:(1)短時(shí)性記憶:有影像記憶、即刻記憶、操作記憶等。

1)感覺性記憶:不超出1秒,在腦感覺區(qū)貯存

2)第一級記憶:數(shù)秒到數(shù)分,將感覺性記憶進(jìn)行整合,形成一個(gè)新連續(xù)印象。(2)長時(shí)性記憶:有影像記憶、即刻記憶、操作記憶等。

1)第二級記憶:數(shù)分或數(shù)年,在第一級記憶基礎(chǔ)上反復(fù)應(yīng)用、強(qiáng)化

2)第三級記憶:永久記憶,克服了干擾神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第10頁

感覺性記憶(在感覺皮層短暫儲存) 口頭表示性(語言)符號非口頭表示性路徑 第一級記憶神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第11頁神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第12頁神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第13頁神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第14頁神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第15頁

遺忘(amnesia)遺忘指個(gè)別或完全失去回想和再認(rèn)能力,是一個(gè)正常生理現(xiàn)象。遺忘開始快,以后變慢(20min,41.8%;30d,78.9%)。遺忘不是記憶痕跡消失,復(fù)習(xí)已忘記東西比學(xué)習(xí)新材料輕易。遺忘機(jī)制:(1)消退抑制;(2)新信息干擾神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第16頁

記憶障礙:疾病情況下發(fā)生遺忘。

1.順行性遺忘:不能保留新近取得信息。多見于酒精中毒。機(jī)制:信息不能從第一級記憶轉(zhuǎn)為第二級記憶。

2.逆行性遺忘:不能回想腦功效障礙發(fā)生之前一段時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷。多見于腦震蕩。機(jī)制:第二級記憶紊亂,第三級記憶正常。神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第17頁(三)不一樣歷史時(shí)期對學(xué)習(xí)與記憶機(jī)制認(rèn)識

腦室定位學(xué)說:大約公元前幾百年,認(rèn)為心理、精神過程定位于腦室。這一學(xué)說統(tǒng)治了1000多年。

顱相學(xué)(腦功效局部定位學(xué)說):約19世紀(jì)初。將不一樣腦功效(心理、意識、思想、情感等)定位于腦不一樣部位,并在顱骨外標(biāo)識出來,形成顱骨圖。認(rèn)為每一功效發(fā)展均可使其功效區(qū)域擴(kuò)充,如同鍛煉能夠使肌肉健壯普通,從而形成了腦功效局部定位學(xué)說。神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第18頁P(yáng)hrenologyhead神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第19頁神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第20頁

腦功效整體論:法國神經(jīng)學(xué)家Flourens經(jīng)過切除動物個(gè)別腦區(qū)觀察分析腦與行為關(guān)系。研究發(fā)覺,不論切除什么部位,功效都能得到一樣恢復(fù),提出了腦功效整體論。以上腦功效局部定位學(xué)說與整體論學(xué)說爭論一直延續(xù)到20世紀(jì)。JeanPierreFlourens神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第21頁

大腦語言功效定位:法國醫(yī)生Broca對在一個(gè)生前患有運(yùn)動性失語病人腦內(nèi),發(fā)覺病變位于左額葉。他于1885年發(fā)表“咱們用左大腦半球說話”,成為腦功效研究史中一個(gè)里程碑。PaulPierreBrocaBornJune28,1824

DiedJuly9,1880

NationalityFrenchFieldsanthropology神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第22頁

神經(jīng)電生理學(xué)起始:以Golgi和Cajal為代表試驗(yàn)神經(jīng)組織學(xué)發(fā)展將大家對本身大腦認(rèn)識向前大大推進(jìn)了一步。Galvani發(fā)覺動物神經(jīng)組織電活動成為神經(jīng)電生理學(xué)起始標(biāo)志。另外,在達(dá)爾文生物行為進(jìn)化論影響下,心理學(xué)從哲學(xué)中獨(dú)立出來,成為一門試驗(yàn)科學(xué)。到19世紀(jì)末,以上幾個(gè)試驗(yàn)性分支科學(xué)理論觀點(diǎn)逐步融合,形成了關(guān)于腦和行為當(dāng)代觀點(diǎn)。HippocampusimpregnatedbytheGolgistain(fromanoriginalpreparationfromGolgi'slaboratorykeptintheInstituteofPathologyoftheUniversityofPavia).TheNobeldiplomaGolgireceivedin1906.神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第23頁SantiagoRamónyCajal(1852-1934)Hewasoneofthemostoutstandingneuroscientistsofalltime.

HewasborninPetilladeAragón,asmallvillageintheNorthofSpain.HestudiedmedicineintheFacultyofMedicineinZaragoza.

In1883CajalwasappointedtothechairofDescriptiveandGeneralAnatomyattheUniversityofValencia.In1887hemovedtotheUniversityofBarcelonawherehewasappointedtothechairofHistologyandPathologicalAnatomy.

ThenCajalmoved,untilhisretirement,totheUniversityofMadridwherehewasappointedtothechairofHistologyandPathologicalAnatomy.

Dr.Cajalreceivednumerousprizes,honorarydegreesanddistinctions,amongthemostimportantbeingtheNobelPrizeforPhysiologyorMedicinein1906.

神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第24頁LuigiGalvaniTheItalianphysiologistLuigiGalvani(1737-1798)isnotedforhisdiscoveryofanimalelectricity.Galvani'sfirstannouncementofhisexperimentsappearedinapaper,"OntheEffectofElectricityonMuscularMotion,"publishedin1791.Healsogaveanaccountofconvulsionsproducedinafrog,intheabsenceofanelectricalmachine,whenthefrogformedpartofacircuitcontainingoneormorepiecesofmetal.Galvanihadobservedmotionofthenervejuicesduringtheseconvulsionsandproposedthetheorythattheconvulsionswerecausedbyelectricitywithintheanimal'sbody;themusclefiberandthenervewereactinglikeaLeydenjar.神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第25頁AnillustrationdepictingsomeofGalvani'slaboratoryequipment.

From"Deviribuselectricitatisinmotumuscularicommentarius"(1791).神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第26頁

發(fā)覺顳葉在學(xué)習(xí)記憶中作用:20世紀(jì)40年代,神經(jīng)外科醫(yī)生Penfield用刺激電極刺激手術(shù)病人皮層,讓處于清醒狀態(tài)病人述說感受。結(jié)果發(fā)覺,電刺激能夠造成病人產(chǎn)生一個(gè)經(jīng)驗(yàn)性反應(yīng),即病人有記憶復(fù)現(xiàn),而且這種回想似反應(yīng)均是經(jīng)過刺激顳葉誘發(fā)出來。這一發(fā)覺首次將記憶功效定位在腦特定部位。從此,顳葉在學(xué)習(xí)記憶中作用受到越來越多重視。WilderPenfield(1891-1976)AyoungWilderPenfieldinCharlesSherrington'slaboratoryformammalianphysiologyin1916.

(WilderPenfieldArchive)

神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第27頁

顳葉(TemporalLobes)在記憶中有主要作用另一個(gè)證據(jù):來自20世紀(jì)50年代對癲癇病人治療觀察。其中最經(jīng)典病歷是一個(gè)長久患有頑固性癲癇年輕病人H.M,為了控制他癲癇發(fā)作,醫(yī)生切除了他大腦雙側(cè)顳葉內(nèi)側(cè)個(gè)別,結(jié)果造成他喪失了幾個(gè)類型長久記憶能力。神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第28頁

放棄特殊學(xué)習(xí)記憶腦區(qū)觀點(diǎn)自20世紀(jì)40年代提出腦高級功效局部定位學(xué)說以來,大家一直認(rèn)為記憶可在腦某一部位單獨(dú)存在,試圖探查出單獨(dú)存在記憶結(jié)構(gòu)和他們所在位置,從50年代起,神經(jīng)科學(xué)家日益認(rèn)識到,記憶是由大腦多個(gè)部位共同完成,這些部位之間有著親密神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接和功效聯(lián)絡(luò)。神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第29頁

對海馬和額葉認(rèn)識:總結(jié)長久經(jīng)過臨床觀察和腦組織試驗(yàn)切除所積累資料,認(rèn)為顳葉中一些結(jié)構(gòu),尤其是海馬(hipocampus)似乎是長久記憶暫時(shí)貯存場所,對新習(xí)得信息進(jìn)行為期數(shù)周到數(shù)月加工,然后將這種信息傳輸?shù)酱竽X皮層相關(guān)部位作更長時(shí)間貯存,貯存在大腦皮層不一樣部位記憶信息再由額葉(frontallobes)皮層記憶活動表現(xiàn)出來。另外,記憶有各種類型,其貯存部位及提取路徑并不相同。

神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第30頁Nissl-stainedcoronalsectionofthebrainofamacaquemonkey,showinghippocampus(circled).Source:海馬神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第31頁

額葉:也叫前額葉。位于中央溝以前。在中央溝和中央前溝之間為中央前回。在其前方有額上溝和餓下溝,被兩溝相間是額上回、額中回和額下回。額下回后部有外側(cè)裂升支和水平分支分為眶部、三角部和蓋部。額葉前端為額極。額葉底面有眶溝界出直回和眶回,其最內(nèi)方深溝為嗅束溝,容納嗅束和嗅球。嗅束向后分為內(nèi)側(cè)和外側(cè)嗅紋,其分叉界出三角區(qū)稱為嗅三角,也稱為前穿質(zhì),前部腦底動脈環(huán)許多穿支血管由此入腦。在額葉內(nèi)側(cè)面,中央前、后回延續(xù)個(gè)別,稱為旁中央小葉。負(fù)責(zé)思維、計(jì)劃,與個(gè)體需求和情感相關(guān)。

前額葉與丘腦背內(nèi)側(cè)核共同組成覺察系統(tǒng),是精神活動最主要場所。額葉功效是交換產(chǎn)出樣本,經(jīng)過聯(lián)結(jié)路徑點(diǎn)亮丘覺產(chǎn)出意識。前額葉與丘腦背內(nèi)側(cè)核經(jīng)過聯(lián)絡(luò)纖維建立聯(lián)結(jié)路徑,樣本就是經(jīng)過聯(lián)結(jié)路徑點(diǎn)亮丘覺。神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第32頁丘覺是咱們經(jīng)過遺傳取得意思結(jié)構(gòu),這些意思是丘腦核團(tuán)神經(jīng)元本身蘊(yùn)含,并能夠自由合成發(fā)放或被樣本點(diǎn)亮發(fā)放出來。丘覺平時(shí)處于潛伏狀態(tài),自由合成或被點(diǎn)亮?xí)r意思才能發(fā)放出來,形成意識。丘覺是不能經(jīng)過學(xué)習(xí)取得,丘覺含有遺傳性和聯(lián)結(jié)性,丘覺性質(zhì)也就決定了意識性質(zhì)。

心理兩內(nèi)核包含丘覺和樣本,是原理心理學(xué)關(guān)鍵概念。神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第33頁巴甫洛夫條件反射理論和試驗(yàn)動物模型

20世紀(jì)初,巴甫洛夫提出了條件反射概念,認(rèn)為,條件反射代表著將兩個(gè)事件聯(lián)絡(luò)在一起最簡單學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)是條件反射建立過程,記憶是條件反射鞏固過程。巴甫洛夫條件反射被假定為因?yàn)槟X內(nèi)記憶痕跡回路出現(xiàn),在此回路上有神經(jīng)結(jié)構(gòu)可塑性改變。巴甫洛夫條件反射長久以來作為研究聯(lián)合性學(xué)習(xí)行為試驗(yàn)?zāi)J剑且孕睦韺W(xué)方法研究學(xué)習(xí)記憶客觀行為標(biāo)志。巴甫洛夫?qū)l件反射形成機(jī)理探討,也使學(xué)習(xí)與記憶研究建立在嚴(yán)格試驗(yàn)基礎(chǔ)上,并納入神經(jīng)生理學(xué)范圍。巴甫洛夫條件反射又稱為經(jīng)典條件反射(classicalconditioning)。神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第34頁IvanPetrovichPavlov

伊凡彼德羅維奇巴甫洛夫NobelPrizeportrait(1904)神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第35頁巴甫洛夫條件反射又稱為經(jīng)典條件反射(classicalconditioning):鈴聲不引發(fā)狗唾液分泌,此時(shí)鈴聲稱無關(guān)刺激。食物引發(fā)狗唾液分泌,食物稱非條件刺激。鈴聲和食物屢次結(jié)合后,鈴聲可引發(fā)唾液分泌,此時(shí)鈴聲已成為進(jìn)食信號,成為信號刺激或條件刺激。由條件刺激引發(fā)反射成為條件反射。條件反射強(qiáng)化:無關(guān)刺激和非條件刺激屢次結(jié)合產(chǎn)生條件反射過程。神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第36頁Classicalconditioninginvolvespairingaresponsenaturallycausedbyonestimuluswithanother,previouslyneutralstimulus.Therearefourbasicelementstothistransfer:Theunconditionedstimulus(US),oftenfood,invariablycausesanorganismtorespondinaspecificway.Theunconditionedresponse(UR)isthereaction(suchassalivation)thatalwaysresultsfromtheunconditionedstimulus.Theconditionedstimulus(CS)isastimulus(suchasabell)thatdoesnotinitiallybringaboutthedesiredresponse;overthecourseofconditioning,however,theCScomestoproducethedesiredresponsewhenpresentedalone.Finally,theconditionedresponse(CR)isthebehaviorthattheorganismlearnstoexhibitinthepresenceofaconditionedstimulus.神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第37頁

操作性條件反射:19世紀(jì)末及20世紀(jì)初,EdwardThorndike創(chuàng)建了另一個(gè)條件反射試驗(yàn)方法,即要求動物經(jīng)過學(xué)習(xí)一個(gè)作業(yè)或處理一個(gè)問題而取得獎賞(或逃避處罰)。這種條件反射被稱為操作性條件反射(operantconditioning),而相對應(yīng)巴甫洛夫條件反射又稱為經(jīng)典條件反射(classicalconditioning)。在以上兩種條件反射基礎(chǔ)上建立起來各種試驗(yàn)動物模型使學(xué)習(xí)記憶研究進(jìn)入了高速發(fā)展階段。而且直至當(dāng)前依然是最為常見試驗(yàn)動物模型。神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第38頁Operantconditioning,pioneeredbyAmericanpsychologistB.F.Skinner,istheprocessofshapingbehaviorbymeansofreinforcementandpunishment.Thisillustrationshowshowamousecanlearntomaneuverthroughamaze.Themouseisrewardedwithfoodwhenitreachesthefirstturninthemaze(A).Oncethefirstbehaviorbecomesingrained,themouseisnotrewardeduntilitmakesthesecondturn(B).Aftermanytimesthroughthemaze,themousemustreachtheendofthemazetoreceiveitsreward(C).神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第39頁(三)突觸修飾理論提出

1949年,Hebb指出,心理功效,如記憶、情緒和思維等,都是因?yàn)橐蕴囟ǚ绞铰?lián)結(jié)在一起細(xì)胞裝置活動所致。當(dāng)細(xì)胞活動時(shí),它突觸聯(lián)結(jié)就會變得愈加有效。這種效應(yīng)能夠表現(xiàn)為短時(shí)程興奮性增強(qiáng)(如在短期記憶時(shí));或者能夠包括到一些長連續(xù)突觸結(jié)構(gòu)改變(如在長久記憶時(shí))。這一突觸修飾理論很快被大家所接收并成為研究學(xué)習(xí)記憶神經(jīng)機(jī)制主要理論依據(jù)。神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第40頁海兔等低等動物模型在學(xué)習(xí)記憶研究中貢獻(xiàn)

20世紀(jì)60年代,Kandel等人利用海兔這一軟體動物縮腮反射,對習(xí)慣化和敏感化這一簡單學(xué)習(xí)形式進(jìn)行了詳細(xì)深入研究,揭示了這種簡單學(xué)習(xí)模式完成分子機(jī)制,首次使學(xué)習(xí)和記憶神經(jīng)機(jī)理在分子水平上得到了說明。在海兔標(biāo)本上發(fā)覺學(xué)習(xí)過程基礎(chǔ)規(guī)律和特征,指導(dǎo)了哺乳動物學(xué)習(xí)記憶機(jī)制研究。

神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第41頁海兔(Aplysia)有一個(gè)非常清楚反射行為:假如用普通水流噴射或用毛筆觸碰它噴水管,噴水管和呼吸腮就會收縮,這一反射稱為縮腮反射;重復(fù)刺激噴水管后,縮腮反射幅度會逐步變小,這就是縮腮反射習(xí)慣化。來自噴水管感覺信息經(jīng)感覺神經(jīng)元傳自腹神經(jīng)節(jié),與L7運(yùn)動神經(jīng)元形成突觸,L7支配腮肌,控制縮腮運(yùn)動。在這個(gè)簡單單突觸反射弧中,習(xí)慣化發(fā)生在那個(gè)步驟?神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第42頁縮腮反射習(xí)慣化可能原因:(1)噴水管皮膚感覺神經(jīng)末梢對刺激敏感性降低。但經(jīng)過微電極統(tǒng)計(jì)感覺神經(jīng)元電活動排除了這種可能性。(2)縮腮肌肉對來自L7運(yùn)動神經(jīng)元信號反應(yīng)能力降低。但當(dāng)習(xí)慣化形成后,電刺激L7總能引發(fā)與習(xí)慣化形成前同等強(qiáng)度縮腮反應(yīng),因而也排除了第2中可能性。(3)只剩下一個(gè)可能性,即習(xí)慣化發(fā)生在感覺神經(jīng)元與運(yùn)動神經(jīng)元突觸連接處。重復(fù)刺激感覺神經(jīng)元后,在L7運(yùn)動神經(jīng)元上引發(fā)EPSP會逐步減小。所以,突觸修飾是習(xí)慣化神經(jīng)機(jī)制。經(jīng)坎德爾(諾貝爾獎取得者,200)等人研究發(fā)覺,感覺神經(jīng)元每個(gè)動作電位在突觸末梢引發(fā)神經(jīng)遞質(zhì)釋放降低,而L7對神經(jīng)遞質(zhì)敏感性并未改變,說明縮腮反射習(xí)慣化與突觸前修飾相關(guān)。神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第43頁(五)學(xué)習(xí)與記憶電生理研究發(fā)展

強(qiáng)直后增強(qiáng)現(xiàn)象發(fā)覺:強(qiáng)直后增強(qiáng)(Post-tetanicpotentiation,PTP)是指突觸前末梢在接收一短串強(qiáng)直刺激(高頻刺激)后其突觸后電位發(fā)生顯著增強(qiáng)現(xiàn)象。1949年,Lloyd在脊髓階段所做單突觸傳遞特征研究為突觸修飾理論提供了電生理證據(jù)。他研究發(fā)覺,給肌肉纖維施加強(qiáng)直刺激后,脊髓內(nèi)單突觸傳遞出現(xiàn)了傳遞效應(yīng)增強(qiáng)。這一現(xiàn)象被稱為強(qiáng)直后增強(qiáng)。強(qiáng)直后增強(qiáng)現(xiàn)象發(fā)覺表明突觸傳遞效應(yīng)能夠經(jīng)過使用而得到加強(qiáng),這不但為Hebb突觸修飾理論增添了證據(jù),而且為學(xué)習(xí)與記憶神經(jīng)機(jī)制探討找到了一個(gè)可能電生理指標(biāo)。

神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第44頁強(qiáng)直后增強(qiáng)現(xiàn)象是一個(gè)活動引發(fā)突觸傳遞功效增強(qiáng),這一客觀指標(biāo)出現(xiàn)曾經(jīng)一度引發(fā)學(xué)習(xí)記憶神經(jīng)機(jī)制電生理研究熱潮。不過把這一現(xiàn)象作為研究學(xué)習(xí)與記憶神經(jīng)機(jī)制指標(biāo),卻有著顯著缺點(diǎn),即它連續(xù)時(shí)間太短。因?yàn)檫B續(xù)時(shí)間長短,是作為記憶神經(jīng)基礎(chǔ)一個(gè)主要指標(biāo)。強(qiáng)直后增強(qiáng)是因?yàn)閺?qiáng)直刺激使突觸前神經(jīng)元胞內(nèi)Ca2+增多,促使突觸末梢釋放神經(jīng)遞質(zhì)最多,造成EPSP增大。PTP可連續(xù)數(shù)分鐘-1小時(shí)。PTP普遍存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng),尤其是與與學(xué)習(xí)記憶相關(guān)部位,因而認(rèn)為與學(xué)習(xí)記憶相關(guān)。神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第45頁excitatorypostsynapticcurrents(EPSCs)神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第46頁長時(shí)程增強(qiáng)現(xiàn)象發(fā)覺:長時(shí)程增強(qiáng)(long-termpotentiation,LTP)是指突觸前神經(jīng)元受到短時(shí)間快速重復(fù)刺激后,在突出后神經(jīng)元快速形成連續(xù)時(shí)間較長EPSP增強(qiáng),表現(xiàn)為潛伏期縮短、幅度增高、斜率加大。1973年,Bliss等人在哺乳動物海馬部位發(fā)覺了長時(shí)程增強(qiáng)現(xiàn)象。與強(qiáng)直后增強(qiáng)現(xiàn)象不一樣是,在傳入纖維上施加短暫強(qiáng)直刺激,所引發(fā)突觸效應(yīng)增強(qiáng)能夠連續(xù)相當(dāng)長時(shí)間。在慢性動物試驗(yàn)中,這一現(xiàn)象能夠連續(xù)幾周時(shí)間。因?yàn)殚L時(shí)程增強(qiáng)現(xiàn)象首先發(fā)覺于哺乳動物海馬部位,而臨床資料早已證實(shí)這一部位與一些記憶形式有著極為親密關(guān)系,因而長時(shí)程增強(qiáng)現(xiàn)象從一開始就受到神經(jīng)科學(xué)家高度重視,已被廣泛作為信息貯存過程中突觸效應(yīng)增強(qiáng)客觀電生理指標(biāo)。神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第47頁Long-termpotentiation(LTP)isthepersistentincreaseinsynapticstrengthfollowinghigh-frequencystimulationofachemicalsynapse.StudiesofLTPareoftencarriedoutinslicesofthehippocampus,animportantorganforlearningandmemory.Insuchstudies,eletricalrecordingsaremadefromcellsandplottedinagraphsuchasthisone.ThisgraphcomparestheresponsetostimuliinsynapsesthathaveundergoneLTPversussynapsesthathavenotundergoneLTP.SynapsesthathaveundergoneLTPtendtohavestrongerelectricalresponsestostimulithanothersynapses.Thetermlong-termpotentiationcomesfromthefactthatthisincreaseinsynapticstrength,orpotentiation,lastsaverylongtimecomparedtootherprocessesthataffectsynapticstrength.神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第48頁神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第49頁腦化學(xué)研究蛋白質(zhì)和核糖核酸改變將直接影響到突觸效應(yīng),或調(diào)整控制突觸可塑性改變。采取藥品路徑,觀察和測定學(xué)習(xí)后腦內(nèi)化學(xué)物質(zhì)分量改變,研究記憶腦化學(xué)基礎(chǔ)。

神經(jīng)遞質(zhì):乙酰膽堿:學(xué)習(xí)后逐步發(fā)生膽堿能突觸改變時(shí)間與記憶相關(guān)。在學(xué)習(xí)之后不一樣時(shí)間施用抗膽堿脂酶藥品二異丙基氟磷酸(DFP)或毒扁豆堿,7天損害記憶,21天則易化記憶??鼓憠A脂酶藥品提升膽堿能突觸效應(yīng)。單胺類(去甲腎上腺素和多巴胺):氨基酸類:Υ-氨基丁酸(GABA)外源性給藥,能夠易化記憶;GABA轉(zhuǎn)氨酶抑制劑氨氧乙酸(AOAA)改進(jìn)分辨學(xué)習(xí)記憶保持,而GABA受體阻斷劑印防己毒素效果相反。這些試驗(yàn)說明,GABA作為抑制性遞質(zhì)可能參預(yù)記憶調(diào)整過程。神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第50頁腦內(nèi)細(xì)微結(jié)構(gòu)研究

學(xué)習(xí)最終結(jié)果是否造成腦內(nèi)細(xì)微結(jié)構(gòu)改變,這是難于研究一個(gè)問題。不過從早期環(huán)境對動物大腦發(fā)育影響試驗(yàn)結(jié)果來看,回答是必定。在學(xué)習(xí)機(jī)會多豐富環(huán)境下成長大鼠,其腦皮層較重較厚,尤其在枕區(qū),而且其腦內(nèi)神經(jīng)元大,樹突分枝多,處理問題能力強(qiáng)。這些結(jié)果意味著一個(gè)豐富環(huán)境為大鼠提供了更多學(xué)習(xí)機(jī)會和經(jīng)驗(yàn),這促進(jìn)了腦細(xì)微結(jié)構(gòu)改變,從而提升了學(xué)習(xí)能力。神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第51頁現(xiàn)在神經(jīng)科學(xué)多重伎倆腦成像數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)模型功效基因組學(xué),蛋白質(zhì)組學(xué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型經(jīng)典方法(電生理學(xué),組織學(xué)等)心理學(xué)神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第52頁

當(dāng)代相關(guān)學(xué)習(xí)和記憶機(jī)制認(rèn)識

1.腦內(nèi)那些部位與學(xué)習(xí)記憶相關(guān)?(兩種觀點(diǎn))(1)學(xué)習(xí)與記憶是許多神經(jīng)元集體活動結(jié)果,腦內(nèi)沒有專一區(qū)域司掌學(xué)習(xí)與記憶。所以也不可能出現(xiàn)毀損腦內(nèi)專一區(qū)域出現(xiàn)學(xué)習(xí)與記憶永久喪失現(xiàn)象。

(2)認(rèn)為記憶在各個(gè)個(gè)別分別加工、儲存,所以能夠區(qū)分出不一樣種類記憶,并在腦內(nèi)各有其代表區(qū)域。 與記憶功效親密相關(guān)腦區(qū):大腦皮層聯(lián)絡(luò)區(qū)、海馬及其鄰近結(jié)構(gòu)、丘腦、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),等等。神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第53頁

大腦皮層聯(lián)絡(luò)區(qū)與學(xué)習(xí)記憶大腦皮層聯(lián)絡(luò)區(qū):指感覺區(qū)、運(yùn)動區(qū)以外廣大皮層區(qū)破壞聯(lián)絡(luò)區(qū)不一樣區(qū)域可引發(fā)各種選擇性遺忘癥:

如失讀癥、失寫癥等(后述)電刺激聯(lián)絡(luò)區(qū)不一樣區(qū)域可誘發(fā)不一樣形式記憶:如電刺激癲癇病人顳葉皮層外側(cè)表面可誘發(fā)對往事回想電刺激顳上回可聽到以往聽過音樂演奏或看見樂隊(duì)映象.神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第54頁

海馬、穹隆、下丘腦乳頭體及乳頭體丘腦束與學(xué)習(xí)記憶損傷這些部位會出現(xiàn)近期記憶功效喪失近期記憶神經(jīng)環(huán)路: 海馬 穹隆 下丘腦乳頭體 扣帶回 丘腦前核 神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第55頁前額皮層與短時(shí)記憶神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第56頁2.學(xué)習(xí)記憶神經(jīng)生理學(xué)機(jī)制

感覺性記憶和一級記憶主要是神經(jīng)元后活動結(jié)果環(huán)路連續(xù)活動可能與第一級記憶相關(guān)。突觸可塑性與記憶相關(guān):

突觸習(xí)慣化和敏感化

長時(shí)程增強(qiáng)(LTP)

長時(shí)程抑制(long-termdepression,LTD)

LTP和LTD可能與學(xué)習(xí)與記憶相關(guān)。神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第57頁神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第58頁長時(shí)程增強(qiáng)機(jī)制:突出后神經(jīng)元Ca2+增高神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第59頁3.學(xué)習(xí)記憶神經(jīng)生化機(jī)制長時(shí)性記憶與腦內(nèi)物質(zhì)代謝(尤其是蛋白質(zhì)合成)相關(guān)。

中樞遞質(zhì)與學(xué)習(xí)記憶相關(guān)。

Ach、NE、-氨基丁酸、AVP等可加強(qiáng)記憶催產(chǎn)素、腦啡肽等可抑制記憶神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第60頁神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第61頁

大腦皮層語言中樞中央前回底部前方Broca三角區(qū): 損傷后造成運(yùn)動性失語癥(motoraphasia):

能聽懂,能讀懂,不是啞巴,沒有肌肉麻痹,但不會講話)。額中回后部靠近中央前回手部代表區(qū):損傷后造成失寫癥(agraphia):

能聽懂,能讀懂,沒有肌肉麻痹,但不會書寫神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第62頁(Writing)額中回后部-----失寫癥(Speaking)中央前回底部前方(Broca三角區(qū))運(yùn)動性失語癥(Hearing)顳上回后部感覺性失語癥(Verbal)角回----失讀癥神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第63頁

顳上回后部: 損傷后造成運(yùn)動性失語癥(motoraphasia):

能聽懂,能讀懂,不是啞巴,沒有肌肉麻痹,但不會講話)。額中回后部靠近中央前回手部代表區(qū):損傷后造成失寫癥(agraphia):

能聽懂,能讀懂,沒有肌肉麻痹,但不會書寫神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第64頁

流暢失語癥(fluentaphasia):又稱Wernicke失語對語言了解力有顯著缺點(diǎn),但語言輸出流暢。見于左側(cè)顳葉后部或Wernicke區(qū)等損傷。傳導(dǎo)性失語癥:完全失語癥:命名性失語癥:跨皮層運(yùn)動性失語癥跨皮層感覺性失語癥神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第65頁

大腦皮層功效一側(cè)優(yōu)勢(lateralitycerebraldominance):指人腦高級功效向一側(cè)半球集中現(xiàn)象。右手利者,左側(cè)大腦皮層在語言活動功效上占優(yōu)勢與遺傳及后天學(xué)習(xí)相關(guān)。左手利者,左右雙側(cè)大腦皮層都可能成為語言活動中樞左右手混用者,左右雙側(cè)大腦皮層都可能成為語言中樞。優(yōu)勢半球(dominantcerebralhemisphere):

左半球神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第66頁

右側(cè)半球功效:

主要表現(xiàn)在非語詞性認(rèn)知方面,如對空間辨認(rèn)、深度知覺、觸覺認(rèn)識、音樂觀賞分辨等。右側(cè)頂葉損傷-----穿衣失用癥(apraxia):無肌肉麻痹,但穿衣困難。右側(cè)頂葉、枕葉、顳葉結(jié)合部損傷-----分不清左右、穿衣困難、不能繪制圖表等。右側(cè)頂葉半球后部損傷-----視覺認(rèn)知障礙,如不能識別他人面部、甚至不能認(rèn)識自己面部,對顏色、物體、地方認(rèn)識障礙等。神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第67頁

腦裂試驗(yàn):

幫助判斷左、右大腦皮層各自功效。方法:切斷胼胝體,常在頑固性癲癇發(fā)作病人上進(jìn)行。表現(xiàn):對出現(xiàn)在左側(cè)視野中物體不能用語詞說出物體名稱,而對出現(xiàn)在右側(cè)視野中物體就能用語詞說出物體名稱,說明語言中樞在左側(cè)。神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第68頁(六)研究學(xué)習(xí)和記憶動物模型

1.經(jīng)典條件反射和操作式條件反射模型

2.迷宮學(xué)習(xí)模型

3.研究記憶過程行為模型

4.常見猴行為模型

神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第69頁

迷宮學(xué)習(xí)模型:是一類與空間學(xué)習(xí)與記憶相關(guān)行為模型:

Y型迷宮:是一個(gè)含有分辨性質(zhì)主動回避學(xué)習(xí),常用于藥品篩選。

八臂迷宮:是一個(gè)食物性行為模型,可設(shè)計(jì)不一樣訓(xùn)練程序,如固定取食程序和插板延時(shí)程序等。

水迷宮:是一個(gè)空間記憶模型,與海馬功效相關(guān)。訓(xùn)練開始時(shí)把大鼠放在盛水圓桶內(nèi),為逃避水淹動物就要尋找平臺,平臺略低于水面。為使動物看不見平臺需把水染成深色。計(jì)算動物找到平臺時(shí)間、游動軌跡、經(jīng)過平臺軌跡所在象限次數(shù)等。神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第70頁神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第71頁神經(jīng)學(xué)習(xí)與記憶專業(yè)知識培訓(xùn)第72頁

幾個(gè)研究記憶過程行為模型:(1)一次性被動回避(step-through):用于大鼠,主要適合記憶鞏固(memoryconsolidation)和記憶保持(memoryretention)。測定動物經(jīng)過一次電擊后能維持多長時(shí)間不進(jìn)入給電擊小室。不進(jìn)入小室時(shí)間愈長,說明記憶保持

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