學(xué)習(xí)與記憶的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制課件

學(xué)習(xí)與記憶的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制學(xué)習(xí)與記憶的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制1學(xué)習(xí)：神經(jīng)系統(tǒng)接受環(huán)境的變化而獲得新行為習(xí)慣(經(jīng)驗(yàn))的過程。記憶：學(xué)習(xí)后經(jīng)驗(yàn)的儲存、保持和讀出的過程。學(xué)習(xí)：神經(jīng)系統(tǒng)接受環(huán)境的變化而獲得新行為習(xí)慣(經(jīng)驗(yàn))的過程。2學(xué)習(xí)的模式聯(lián)想學(xué)習(xí)：是指由兩種或兩種以上刺激所引起的腦內(nèi)兩個以上的中樞興奮之間，形成的聯(lián)結(jié)而實(shí)現(xiàn)的學(xué)習(xí)過程。

非聯(lián)想學(xué)習(xí)：剌激與反應(yīng)之間不需要形成某種明確的聯(lián)系的學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)的模式聯(lián)想學(xué)習(xí)：3學(xué)習(xí)分析的三個層次整體水平：腦定位論和等位論細(xì)胞水平：異源性突觸易化分子水平：蛋白質(zhì)的變構(gòu)作用學(xué)習(xí)分析的三個層次整體水平：腦定位論和等位論4一、簡單學(xué)習(xí)（非聯(lián)想式學(xué)習(xí)）定義:剌激與反應(yīng)之間不需要形成某種明確的聯(lián)系的學(xué)習(xí)。（1）習(xí)慣化：當(dāng)不產(chǎn)生傷害性效應(yīng)的剌激重復(fù)作用時,機(jī)體對該剌激的反應(yīng)逐漸減弱的過程；（2）敏感化：重復(fù)刺激后，反射反應(yīng)加強(qiáng)的過程。一、簡單學(xué)習(xí)（非聯(lián)想式學(xué)習(xí)）定義:剌激與反應(yīng)之間不需要形成5學(xué)習(xí)與記憶的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制ppt課件6二、結(jié)合性學(xué)習(xí)（聯(lián)想式學(xué)習(xí)）定義:是指由兩種或兩種以上刺激所引起的腦內(nèi)兩個以上的中樞興奮之間，形成的聯(lián)結(jié)而實(shí)現(xiàn)的學(xué)習(xí)過程。二、結(jié)合性學(xué)習(xí)（聯(lián)想式學(xué)習(xí)）定義:是指由兩種或兩種以上刺激所7（一）嘗試與錯誤學(xué)習(xí)桑代克認(rèn)為，學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)就是建立某種情境（S）與某種反應(yīng)（R）之間的聯(lián)結(jié)。這種聯(lián)結(jié)的形成需要通過一個嘗試與錯誤的過程，并按照一定的規(guī)律而養(yǎng)成。學(xué)習(xí)的過程就是一個嘗試-錯誤-再嘗試這樣一個往復(fù)的過程。（一）嘗試與錯誤學(xué)習(xí)桑代克認(rèn)為，學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)就是建立某種情境（8（二）巴甫洛夫的經(jīng)典條件反射經(jīng)典條件反射實(shí)際就是一個刺激替代的過程，即由一個新的、中性刺激替代原先自然引發(fā)反應(yīng)的刺激的過程。條件反射建立的基本過程如下：1、UCS(食物)UCR（唾液分泌）2、CS（鈴聲）（只能引起無關(guān)的反應(yīng)）3、CS（鈴聲等）UCS（食物）UCR（唾液分泌）4、CS（鈴聲等）CR（唾液分泌）（二）巴甫洛夫的經(jīng)典條件反射經(jīng)典條件反射實(shí)際就是一個刺激替代9（三）操作性條件反射論

斯金納認(rèn)為，有機(jī)體有兩種行為，一種是應(yīng)答性行為；一種是操作性行為，它不與特定的刺激相聯(lián)系，是有機(jī)體自發(fā)地做出的隨意反應(yīng)。由此條件反射也有兩類，一類是刺激性的，相當(dāng)于巴甫洛夫的經(jīng)典性條件反射；一類是反應(yīng)性的，相當(dāng)于操作性條件反射。斯金納把重點(diǎn)放在了操作性條件反射的研究上。他認(rèn)為大多數(shù)人的行為，甚至幾乎所有人類的條件作用或?qū)W習(xí)都是操作性的，操作行為更能代表實(shí)際生活中的人的學(xué)習(xí)情境。（三）操作性條件反射論斯金納認(rèn)為，有機(jī)體有兩種行為，一種是10（2）操作式條件反射（operantconditioning）

動物必須通過自己完成某種運(yùn)動或操作后才能得到強(qiáng)化。

（2）操作式條件反射（operantconditionin11三、復(fù)合學(xué)習(xí)摹仿學(xué)習(xí)（認(rèn)知學(xué)習(xí)）印記式學(xué)習(xí)三、復(fù)合學(xué)習(xí)摹仿學(xué)習(xí)（認(rèn)知學(xué)習(xí)）12第二節(jié)記憶的類型一、記憶的基本類型二、記憶的歷程三、影響記憶的因素第二節(jié)記憶的類型一、記憶的基本類型13一、記憶的基本類型感官記憶（SensoryMemory)短期記憶(ShortTermMemory,STM)近期記憶(RecentTermMemory)長期記憶(LongTermMemory,LTM）一、記憶的基本類型感官記憶（SensoryMemory)14感官記憶（瞬時記憶）

感官記憶是指個體憑視、聽、味、嗅等感覺器官感應(yīng)到刺激時所引起的瞬間記憶（一般按幾分之一秒計(jì)算）。感官記憶只留在感官層面，如不加注意，馬上就會消失。

感官記憶（瞬時記憶）感官記憶是指個體憑視、聽、味、嗅等感15短時記憶

當(dāng)我們注意力集中于刺激感官記憶的信息的時候，這些信息立刻被我們意識到了，這時候就轉(zhuǎn)入了短時記憶。短時記憶是指個體可以刺激發(fā)生同時能夠意識到并保持在20秒左右的記憶。

短時記憶當(dāng)我們注意力集中于刺激感官記憶的信息的16近期記憶

事件過后可記憶幾分鐘、幾天、幾個月或幾年，但仍然易忘，不易回憶。近期記憶事件過后可記憶幾分鐘、幾天、幾個月17長期記憶

短時記憶經(jīng)過復(fù)習(xí)后就會進(jìn)入長期記憶，長期記憶的保持時間可以是1分鐘以上，甚至終生不忘，所以也可以叫永久記憶。我們生活中所用的知識就來自長期記憶。長期記憶

短時記憶經(jīng)過復(fù)習(xí)后就會進(jìn)入長期記憶，長期記憶的18長期記憶1．程序性記憶

所謂程序性記憶，即對做事方法的記憶，學(xué)習(xí)者將做事的過程作為一個整體來記憶。更簡單的說就是做事的先后順序的記憶。

2．陳述性記憶

陳述性記憶是指對事實(shí)和事件的回憶。陳述性記憶又分為情景性記憶和語意性記憶兩種。陳述性記憶與個人生活經(jīng)驗(yàn)相關(guān)，是個人生活事實(shí)的寫照，故又稱為自傳式經(jīng)驗(yàn)。語義性經(jīng)驗(yàn)則表達(dá)對周圍世界的認(rèn)識和抽象事物的理解。我們的知識基礎(chǔ)大都是語言、文字等語意性經(jīng)驗(yàn)的表現(xiàn)。

長期記憶1．程序性記憶

所謂程序性記憶，即對做事方19二、記憶的歷程1．編碼

我們在學(xué)習(xí)文字時，按事物的形狀、聲音、意義，分別編成各種代碼（文字），依類是形碼、聲碼、意碼。同樣在儲存信息之前把信息譯成記憶碼的過程，我們就叫做編碼。2．存儲

已經(jīng)編碼的信息，保存在記憶中，以備必要時檢索。3．檢索

必要時將儲存在記憶中的信息應(yīng)用的心理歷程。二、記憶的歷程1．編碼

我們在學(xué)習(xí)文字時，按事物的形狀20三、記憶的過程時間長短感覺性記憶第一級記憶第二級記憶第三級記憶短時記憶長時記憶三、記憶的過程時間長短感覺性記憶第一級記憶第二級記憶第三級記21學(xué)習(xí)與記憶的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制ppt課件22學(xué)習(xí)與記憶的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制ppt課件23學(xué)習(xí)與記憶的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制ppt課件24四、影響記憶的因素1．幾個記憶效應(yīng)序位效應(yīng)、閃光燈效應(yīng)、萊斯托夫效應(yīng)2．注意四、影響記憶的因素1．幾個記憶效應(yīng)25注意熟悉度，即熟悉的事物容易引起注意，這是親合心理的外現(xiàn)。新奇度，即新奇的事物容易引起注意，這是好奇心的外現(xiàn)。重要性，即重要的事物容易引起注意，這是興趣、愛好、情感、需要在發(fā)揮作用。注意熟悉度，即熟悉的事物容易引起注意，這是親合心理的外現(xiàn)。26第三節(jié)學(xué)習(xí)與記憶的生理機(jī)制一、Lashley對記憶痕跡的研究二、暫時聯(lián)系和異源性突觸易化三、長時記憶的生化基礎(chǔ)四、哺乳動物的LTP五、海馬的記憶功能第三節(jié)學(xué)習(xí)與記憶的生理機(jī)制一、Lashley對記憶痕跡27一、Lashley對記憶痕跡的研究心理學(xué)家Lashley在動物實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上提出兩條著名原理：腦內(nèi)沒有特殊與記憶有關(guān)的部位和結(jié)構(gòu)，記憶痕跡是彌漫地儲存在整個腦內(nèi)。皮層損傷的范圍大小對于記憶的損害作用遠(yuǎn)大于具體的損傷部位。一、Lashley對記憶痕跡的研究心理學(xué)家Lashley在動28赫布律（突觸學(xué)習(xí)學(xué)說）

“當(dāng)細(xì)胞A的一個軸突和細(xì)胞B很近，足以對它產(chǎn)生影響，并且持久地、不斷地參與了對細(xì)胞B的興奮，那么在這兩個細(xì)胞或其中之一會發(fā)生某種生長過程或新陳代謝變化，以致于A作為能使B興奮的細(xì)胞之一，它的影響加強(qiáng)了。”赫布律（突觸學(xué)習(xí)學(xué)說）“當(dāng)細(xì)胞A的29細(xì)胞集合（CellAssembly）細(xì)胞集合是與環(huán)境事物連結(jié)的神經(jīng)細(xì)胞組。任何重復(fù)的刺激會在腦中興奮一群特定的細(xì)胞。這一群細(xì)胞分布在大腦皮層、間腦（視丘與下視丘）以及基底核，可以在刺激的觸發(fā)下暫時成為一封閉系統(tǒng)，透過他們之間眾多的聯(lián)絡(luò)神經(jīng)，使興奮活動在系統(tǒng)內(nèi)維持一段相當(dāng)?shù)臅r間。細(xì)胞集合（CellAssembly）30二、暫時聯(lián)系和異源性突觸易化條件反射建立的基礎(chǔ)是條件刺激和非條件刺激在腦內(nèi)引起興奮灶間形成暫時聯(lián)系。大腦皮層或其他腦結(jié)構(gòu)，每個神經(jīng)元接受數(shù)以千計(jì)、來源不同神經(jīng)末梢，形成異源性突觸聯(lián)系。多次重復(fù)使神經(jīng)元把兩種刺激聚合形成暫時聯(lián)系。組織形態(tài)和生理學(xué)基礎(chǔ)是異源性突觸易化。二、暫時聯(lián)系和異源性突觸易化條件反射建立的基礎(chǔ)是條件刺激和非31三、長時記憶的生化基礎(chǔ)學(xué)習(xí)過程是腦的高級功能，不是某一種特殊分子變化的過程，而是多種物質(zhì)經(jīng)過復(fù)雜代謝環(huán)節(jié)參與學(xué)習(xí)過程。幾個亞單位組成的受體蛋白或酶蛋白，同時接受條件刺激和非條件刺激的影響發(fā)生變構(gòu)作用，實(shí)現(xiàn)兩種刺激間的聯(lián)接。蛋白分子的變構(gòu)作用是學(xué)習(xí)記憶的基本機(jī)制。

三、長時記憶的生化基礎(chǔ)學(xué)習(xí)過程是腦的高級功能，不是某一種特殊32兩條研究路線注重蛋白質(zhì)合成，抑制劑干擾蛋白質(zhì)合成，考察動物記憶障礙。影響長時記憶，不影響短時記憶和學(xué)習(xí)過程。記憶形成時，分析動物腦內(nèi)出現(xiàn)的特殊蛋白質(zhì)，或哪些蛋白質(zhì)合成最活躍。分析發(fā)現(xiàn)，分子量較小的糖蛋白或酸性蛋白質(zhì)，在記憶痕跡形成中作用明顯。兩條研究路線33四、哺乳動物的長時程增強(qiáng)效應(yīng)(LTP)

Lomo實(shí)驗(yàn):在突觸傳遞可塑性研究中，洛莫(Lomo)觀察到，以短串(10s)高頻(15Hz)電刺激作用于麻醉或清醒動物的海馬傳入纖維后，海馬的突觸傳遞可在數(shù)秒內(nèi)增強(qiáng)(即EPSP增大，潛伏期縮短)，其增強(qiáng)效果能持續(xù)數(shù)小時至數(shù)周，這一現(xiàn)象稱為突觸傳遞的長時程增強(qiáng)(LTP)。目前對LTP發(fā)生機(jī)制的解釋是：突觸后細(xì)胞興奮時，Ca2+直接激活或由其激活的第二信使，可促使釋放一種逆行可塑性因子，從突觸后細(xì)胞逆行彌散至突觸前終末，激活那里的第二信使，興奮突觸前神經(jīng)元，由此LTP得以維持長達(dá)數(shù)周之久。現(xiàn)已證明與運(yùn)動學(xué)習(xí)相關(guān)的神經(jīng)通路中多處突觸均能產(chǎn)生LTP。

四、哺乳動物的長時程增強(qiáng)效應(yīng)(LTP)Lomo實(shí)驗(yàn):在突觸34五、海馬的記憶功能（一）海馬的形態(tài)與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（二）海馬的兩個記憶回路（三）從短時記憶向長時記憶的過渡五、海馬的記憶功能（一）海馬的形態(tài)與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)35（一）海馬的形態(tài)與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)齒狀回是大腦皮質(zhì)中唯一的只與大腦皮質(zhì)內(nèi)部發(fā)生聯(lián)系，而不與皮質(zhì)下中樞發(fā)生聯(lián)系的結(jié)構(gòu)，它接受來自內(nèi)嗅區(qū)的穿通纖維，發(fā)出的軸索，形成苔狀纖維，止于CA3區(qū)錐體細(xì)胞主干樹突基部。苔狀纖維的突觸結(jié)構(gòu)比較特殊，內(nèi)含密集的圓形透明囊泡和少量實(shí)心的囊泡，且與好幾個樹突棘形成突觸復(fù)合體——苔狀纖維突觸集群，這一結(jié)構(gòu)只在海馬和小腦中才有，它被認(rèn)為可能是腦信息的存儲載體。（一）海馬的形態(tài)與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)齒狀回是大腦皮質(zhì)中唯一的只與大腦皮36（二）海馬的兩個記憶回路Papaz回路：海馬→穹隆→乳頭體→乳頭丘腦束→丘腦前核→扣帶回→海馬三突觸回路：內(nèi)嗅區(qū)皮層→齒狀回顆粒細(xì)胞樹突→齒狀回顆粒細(xì)胞軸突→海馬CA3區(qū)錐體細(xì)胞樹突→CA3區(qū)錐體細(xì)胞軸突→CA1區(qū)錐體細(xì)胞→內(nèi)側(cè)嗅區(qū)（二）海馬的兩個記憶回路Papaz回路：海馬→穹隆→乳頭體→37學(xué)習(xí)與記憶的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制ppt課件38(三)從短時記憶向長時記憶的過渡組別手術(shù)前手術(shù)后訓(xùn)練時間反應(yīng)率訓(xùn)練時間1組（未形成組）1日40%21日2組（不鞏固組）4—5日80%以下9日3組（鞏固組）20日80%以上5日說明：毀壞雙側(cè)海馬對記憶的影響依賴于記憶鞏固水平，海馬在記憶形成的早期階段更為重要。(三)從短時記憶向長時記憶的過渡組別39海馬損失患者只產(chǎn)生對陳述性記憶的障礙,其