學(xué)習(xí)與記憶課件

學(xué)習(xí)與記憶學(xué)習(xí)與記憶學(xué)習(xí)和記憶learningandmemory學(xué)習(xí)和記憶是動(dòng)物與人類長(zhǎng)期進(jìn)化發(fā)展起來(lái)的重要腦功能。學(xué)習(xí)和記憶的發(fā)展不僅使動(dòng)物與人類能適應(yīng)自身生存復(fù)雜多變的外部環(huán)境，而且可以創(chuàng)造、改造環(huán)境。學(xué)習(xí)與記憶學(xué)習(xí)和記憶是兩個(gè)相互聯(lián)系的神經(jīng)過(guò)程。學(xué)習(xí)是指人和動(dòng)物獲得外界信息的神經(jīng)過(guò)程，記憶這是將獲得的信息儲(chǔ)存和讀出的過(guò)程。學(xué)習(xí)與記憶分類非聯(lián)合型學(xué)習(xí)：對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單的刺激形式所產(chǎn)生的隨時(shí)間而變化的行為反應(yīng)，也是一種非條件反射性學(xué)習(xí)，其可分為習(xí)慣化和敏感化兩種形式。聯(lián)合型學(xué)習(xí)：是簡(jiǎn)單的非條件性刺激與條件刺激相結(jié)合的學(xué)習(xí)方式，包括操作條件反射和經(jīng)典條件反射。學(xué)習(xí)與記憶分類短時(shí)程記憶保持記憶時(shí)間在數(shù)秒和數(shù)分鐘內(nèi)，記憶容量有限，且易丟失。長(zhǎng)時(shí)程記憶保持記憶時(shí)間為數(shù)日或更久，記憶容量幾乎無(wú)限。學(xué)習(xí)與記憶新信息－短時(shí)程記憶－加工、讀出－鞏固－長(zhǎng)時(shí)程記憶

學(xué)習(xí)與記憶神經(jīng)基礎(chǔ)：突觸的可塑性1973年，在麻醉的兔子上發(fā)現(xiàn)，當(dāng)以一連串或幾串頻率的電刺激作為條件刺激，繼后的單個(gè)測(cè)試刺激引起的群體鋒電位和群體興奮性突觸后電位的振幅將增大，潛伏期將縮短。學(xué)習(xí)與記憶學(xué)習(xí)與記憶LTP單突觸誘發(fā)反應(yīng)的長(zhǎng)時(shí)程易化稱為長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)（long－termpotentiation，LTP），隨著條件刺激的頻率和強(qiáng)度不同，LTP持續(xù)的時(shí)間也不同。學(xué)習(xí)與記憶誘導(dǎo)LTP的主要因素是強(qiáng)直刺激的頻率和強(qiáng)度。一定強(qiáng)度的刺激可提高單個(gè)刺激引起的EPSP幅度，一定頻率的刺激可使EPSP產(chǎn)生疊加效應(yīng)，使突觸后膜的去極化達(dá)到一定強(qiáng)度，使NMDA受體通道內(nèi)阻止Ca2＋內(nèi)流的Mg2＋移開(kāi)，當(dāng)遞質(zhì)與NMDA受體結(jié)合后，通道打開(kāi)，Ca2＋內(nèi)流，胞內(nèi)Ca2＋濃度升高，繼后觸發(fā)一系列生化反應(yīng)，改變膜性質(zhì)，導(dǎo)致LTP產(chǎn)生。學(xué)習(xí)與記憶Ca2＋與

LTP誘導(dǎo)早期LTP形成是由一個(gè)train引起的動(dòng)作電位產(chǎn)生，由NMDA受體激活，Ca2＋內(nèi)流到突觸后，激活一系列第二信使。晚期LTP的形成是由重復(fù)性的數(shù)個(gè)動(dòng)作電位，引起Ca2＋內(nèi)流，同時(shí)募集AC，激活cAMP依賴性PKA，該酶被轉(zhuǎn)移至胞核中，磷酸化CREB，再激活靶點(diǎn)。學(xué)習(xí)與記憶學(xué)習(xí)與記憶的過(guò)程：1.獲得acquisition2.儲(chǔ)存、鞏固storageandconsolidation3.再現(xiàn)retrieral相關(guān)的解剖學(xué)腦區(qū)學(xué)習(xí)與記憶與記憶有關(guān)的腦區(qū)及其聯(lián)系：1.海馬hippocampus2.杏仁體amygala3.額前區(qū)prefrontalarea4.基底前腦結(jié)構(gòu)5.間腦diencephalon學(xué)習(xí)與記憶Papez回路：海馬－穹隆－下丘腦乳頭體－乳頭丘腦束－丘腦前核群－大腦半球內(nèi)側(cè)面的扣帶回－下托皮質(zhì)－海馬學(xué)習(xí)與記憶學(xué)習(xí)與記憶學(xué)習(xí)與記憶學(xué)習(xí)和記憶檢測(cè)的方法學(xué)習(xí)與記憶系統(tǒng)包括：Morris水迷宮、大小鼠跳臺(tái)、穿梭、避暗（規(guī)避）、自主活動(dòng)、耐力測(cè)試、平衡能力測(cè)試等測(cè)試儀。系統(tǒng)綜合了神經(jīng)生理學(xué)、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)、電子工程學(xué)以及視頻影像處理技術(shù)等多學(xué)科的綜合優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)物學(xué)習(xí)記憶的綜合測(cè)試。動(dòng)物行為研究分析系統(tǒng)學(xué)習(xí)與記憶動(dòng)物行為研究分析系統(tǒng)

通過(guò)對(duì)動(dòng)物在迷宮中受許多不同外界因素作用下，運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)圖形的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與長(zhǎng)時(shí)間記錄，再經(jīng)專門(mén)的硬件設(shè)備（圖象處理器）及相關(guān)軟件分析統(tǒng)計(jì)等處理，最終得出動(dòng)物在特定的刺激下尋找目標(biāo)平臺(tái)的反應(yīng)速度、運(yùn)動(dòng)軌跡、總游程、總時(shí)間等行為數(shù)據(jù)。為開(kāi)發(fā)人類大腦記憶功能（邊緣區(qū)、海馬區(qū)、嗅覺(jué)區(qū)）和藥物的開(kāi)發(fā)研究提供最根本和最直接的方法和手段。學(xué)習(xí)與記憶

水迷宮檢測(cè)分析系統(tǒng)（WaterMazesystem）主要用于研究外界因素（環(huán)境溫度、照度、濕度、含氧度、疼痛刺激、藥物作用、醫(yī)藥刺激、腦組織神經(jīng)探損、磁場(chǎng)輻射等）對(duì)動(dòng)物大腦的“學(xué)習(xí)”、記憶、認(rèn)知、識(shí)別行為的影響和變化規(guī)律。

學(xué)習(xí)與記憶小鼠方形水迷宮大鼠Morris水迷宮學(xué)習(xí)與記憶自制Morris水迷宮學(xué)習(xí)與記憶MG－2型Y型電迷宮學(xué)習(xí)與記憶缺氧對(duì)學(xué)習(xí)記憶的影響居住在高原上的人們，已經(jīng)適應(yīng)了高原的低氧環(huán)境，進(jìn)化形成一套應(yīng)對(duì)低氧的生理機(jī)制，包括低氧代謝和能量補(bǔ)充。短期考察或旅游的人們卻常常發(fā)生低氧應(yīng)激反應(yīng)。學(xué)習(xí)與記憶低氧等環(huán)境因素對(duì)生物的影響非常明顯，不僅僅是高原問(wèn)題，也是許多重大疾病發(fā)生發(fā)展的基本病理生理改變。學(xué)習(xí)與記憶動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究顯示，低氧對(duì)學(xué)習(xí)記憶有不同的影響，主要和低氧的強(qiáng)度、暴露的方式、暴露的時(shí)間以及動(dòng)物的不同生長(zhǎng)發(fā)育階段有關(guān)，顯示出增強(qiáng)和損傷學(xué)習(xí)記憶能力。學(xué)習(xí)與記憶有關(guān)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)成年大鼠暴露于5.9km、6.4km三個(gè)高度2－6h后發(fā)現(xiàn)大鼠在水迷宮里的成績(jī)顯著下降。新生小鼠或成年大鼠在低氧、低壓后空間學(xué)習(xí)記憶能力提高。出生后7－11天給予6h/d10％的低氧暴露可損害大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力。學(xué)習(xí)與記憶高原低氧訓(xùn)練有助于提高運(yùn)動(dòng)員成績(jī)低氧能增加血紅蛋白濃度，提高緩沖能力，改善骨骼肌的結(jié)構(gòu)和生化特性。研究表明：在海拔2500m的高原訓(xùn)練適應(yīng)后，再在1500m高原上訓(xùn)練，有助于提高運(yùn)動(dòng)員在平原上的成績(jī)。低氧適應(yīng)可以提高對(duì)缺氧缺血的耐受性，增強(qiáng)機(jī)體抗病能力。學(xué)習(xí)與記憶低氧到底是增強(qiáng)還是減弱學(xué)習(xí)記憶能力？學(xué)習(xí)與記憶適度低氧可以促進(jìn)學(xué)習(xí)記憶能力，在腦的不同階段，對(duì)低氧的反應(yīng)性是不同的。低氧可能刺激發(fā)育過(guò)程中中樞神經(jīng)細(xì)胞的增殖，增加海馬神經(jīng)突觸數(shù)目和LTP。學(xué)習(xí)與記憶急性缺氧－腦內(nèi)興奮性氨基酸濃度上升缺氧環(huán)境－NMDA受體1和生長(zhǎng)抑素mRNA表達(dá)改變學(xué)習(xí)與記憶研究稱人腦記憶力22歲處于頂峰研究發(fā)現(xiàn)，人類的腦筋大概都在二十二歲時(shí)處于頂峰，但推理能力、思考速度和在腦海中處理圖像的能力卻會(huì)在二十七歲開(kāi)始走下坡。研究對(duì)象介乎十八至六十歲，多數(shù)都身體健康而且受過(guò)高等教育，研究員為他們安排了十二項(xiàng)測(cè)試，包括視覺(jué)謎題、字詞記憶、故事內(nèi)容記憶，以及找出字母和符號(hào)的形狀──類似的測(cè)試，經(jīng)常用于診斷智力障礙和智力衰退癥狀，包括癡呆癥。學(xué)習(xí)與記憶結(jié)果顯示，其中九項(xiàng)測(cè)試的成績(jī)都是在二十二歲時(shí)最佳，但在推理能力、思考速度和“空間可視化”的能力(即在腦海中處理平面和立體圖像的能力)方面，在二十七歲時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)顯著的倒退。其它受測(cè)試的智能，則在四十二歲左右開(kāi)始走下坡。詞匯、常識(shí)等依靠知識(shí)累積的能力，更可在六十歲甚至之后仍不斷增長(zhǎng)。學(xué)習(xí)與記憶老年癡呆癥：抹去記憶的橡皮擦這個(gè)以德國(guó)神經(jīng)精神醫(yī)學(xué)家阿爾茨海默名字命名的病癥，至今病因不明，尚無(wú)特效治療藥物。人們對(duì)于這個(gè)能抹去大腦記憶的“魔鬼”并不了解，很多人對(duì)老年癡呆的認(rèn)識(shí)僅限于是“老小孩兒”、“老糊涂”的一種表現(xiàn)。其實(shí)阿爾茨海默氏病遠(yuǎn)沒(méi)有人們想象的那么簡(jiǎn)單。當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)自己時(shí)常健忘的時(shí)候，這種“吞噬”就已經(jīng)潛移默化地開(kāi)始了。學(xué)習(xí)與記憶對(duì)于這種記憶遺忘，目前科學(xué)界比較主流的觀點(diǎn)認(rèn)為，在我們的體內(nèi)有一種“小身材”的垃圾蛋白質(zhì)—Aβ，而其大量聚集形成了一個(gè)個(gè)“大塊頭”。研究表明，蛋白質(zhì)中4個(gè)相鄰的氨基酸有序排列導(dǎo)致了這種變形和集聚，從而使它“越來(lái)越胖”，形成了像老年斑一樣的斑塊，阻斷了神經(jīng)元間突觸的聯(lián)系，這些垃圾蛋白每天能吞噬掉幾百萬(wàn)個(gè)承載我們記憶的神經(jīng)元。學(xué)習(xí)與記憶失憶最終，患者除了叫喊外，無(wú)語(yǔ)言能力、無(wú)法行走，甚至失去了吞咽功能，常常因?yàn)槔^發(fā)性感染和衰竭而死去。喪失記憶也會(huì)導(dǎo)致死亡？初聽(tīng)起來(lái)不禁使人悚然，在年輕人看來(lái)也許只有老年人才會(huì)得這種病，可事實(shí)并非如此。實(shí)際上阿爾茨海默氏病有兩種類型，家族性阿爾茨海默氏病是阿爾茨海默氏病中較罕見(jiàn)的類型。多發(fā)病于30~60歲之間，這類阿爾茨海默氏病有很強(qiáng)的遺傳因素。學(xué)習(xí)與記憶而大部分的阿爾茨海默氏病患者屬于晚發(fā)性阿爾茨海默氏病。他們多數(shù)在60歲以后發(fā)病，年齡越大發(fā)病率越高。而人口專家預(yù)計(jì)2035年前后，中國(guó)65歲以上老人占總?cè)丝诒壤龑⑸仙?0%，他們之中會(huì)有3%~8%的人受到這種疾病的困擾。阿爾茨海默氏病目前已經(jīng)成為繼癌癥、心腦血管疾病、中風(fēng)之后的第四大老年人殺手。學(xué)習(xí)與記憶其實(shí)，阿爾茨海默氏病并不是一下子竊走所有記憶，患者首先會(huì)從無(wú)法保留新記憶開(kāi)始。這種長(zhǎng)期記憶在發(fā)病初期暫時(shí)得到了保留，但隨著時(shí)間的推移也不會(huì)幸存下來(lái)，阿爾茨海默氏病對(duì)記憶的吞噬是不可逆轉(zhuǎn)的，近期記憶逐漸流失后，隨著疾病蔓延至大腦皮質(zhì)，所有的記憶逐一崩塌，甚至包括親情。學(xué)習(xí)與記憶考前吃一顆考試不犯愁"記憶藥片"即將上市考前狂背復(fù)習(xí)資料和記住重要紀(jì)念日或許不再是難事，一種據(jù)稱有助提高記憶力的藥片有望數(shù)年內(nèi)在藥店銷售。英國(guó)報(bào)道的“記憶藥片”，可用于治療與年齡相關(guān)的記憶力減退癥狀。這種藥原本用于治療阿爾茨海默氏癥，配方更溫和時(shí)，則可供健康人日常服用。學(xué)習(xí)與記憶有證據(jù)顯示，英國(guó)一些健康人正服用藥品提神。一些學(xué)生服用用于治療嗜眠病的藥品幫助熬夜，還有人服用治療注意力不集中的藥品以集中精力。英國(guó)劍橋大學(xué)神經(jīng)心理學(xué)教授說(shuō)：“很難判斷這一人群的數(shù)量，但可以確定，這種趨勢(shì)正在增強(qiáng)。事實(shí)上，我們并不總是精力充沛。許多人熬夜照顧孩子或旅行后，都愿意喝點(diǎn)東西提神。喝紅牛沒(méi)什么大不了，吃藥提高記憶力道理也一樣。”學(xué)習(xí)與記憶美科學(xué)家稱記憶存儲(chǔ)在DNA而非大腦中據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，人們?cè)诔ＷR(shí)上一直認(rèn)為，思考和記憶是大腦的最重要功能之一。但美國(guó)的科學(xué)家日前稱，他們?cè)谘芯恐邪l(fā)現(xiàn)記憶很可能并不是由大腦來(lái)完成的，而是存儲(chǔ)在DNA基因中。學(xué)習(xí)與記憶研究人員還發(fā)現(xiàn)，未被注射藥物的老鼠在受到電擊后的一個(gè)小時(shí)內(nèi)，其大腦海馬體區(qū)域的基因甲基一直在快速地變化。但一天后，它又開(kāi)始恢復(fù)正常。這一現(xiàn)象表明，甲基化與海馬體內(nèi)部的短期記憶產(chǎn)生有關(guān)。為了弄清楚甲基化是否也與長(zhǎng)期記憶的形成有關(guān)，科學(xué)家重復(fù)上述電擊試驗(yàn)。這次他們觀測(cè)的目標(biāo)是老鼠大腦皮層的變化?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，老鼠受到電擊一天后，甲基已與鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶基因分離開(kāi)來(lái)，并附著于另一個(gè)基因之上。甲基化的精確模式最終穩(wěn)定了下來(lái)，并一直保持穩(wěn)定狀態(tài)長(zhǎng)達(dá)7天之久，直到實(shí)驗(yàn)結(jié)束。因此，研究人員認(rèn)為甲基的變化可以使得電擊記憶成為一種長(zhǎng)期記憶，并不僅僅是對(duì)記憶形成過(guò)程的控制。學(xué)習(xí)與記憶當(dāng)DNA受到損傷時(shí)，一些細(xì)胞的“記憶”就會(huì)慢慢丟失。雖說(shuō)很多物質(zhì)都會(huì)導(dǎo)致DNA受損，但人體自身有著各種防御DNA受損和修復(fù)DNA的機(jī)制，但是這個(gè)機(jī)制會(huì)隨著年齡的增長(zhǎng)而逐漸衰退，這就解釋了為什么人類的記憶為隨著年齡的增大而衰減。學(xué)習(xí)與記憶深度睡眠時(shí)間長(zhǎng)短會(huì)影響記憶力荷蘭研究人員發(fā)現(xiàn)，人的記憶力會(huì)受到深度睡眠時(shí)間長(zhǎng)短的影響。如果沒(méi)有沉睡期或者沉睡期過(guò)短，人對(duì)此前學(xué)習(xí)內(nèi)容的記憶會(huì)比正常睡眠時(shí)差得多。荷蘭神經(jīng)科學(xué)研究所的《自然神經(jīng)學(xué)》雜志發(fā)表報(bào)告說(shuō)，這是由于腦內(nèi)海馬體結(jié)構(gòu)的活動(dòng)過(guò)少，而海馬體結(jié)構(gòu)承擔(dān)著強(qiáng)化記憶的功能，即把信息從短期記憶轉(zhuǎn)變成長(zhǎng)期記憶。學(xué)習(xí)與記憶不過(guò)，研究人員還無(wú)法說(shuō)明海馬體結(jié)構(gòu)為什么會(huì)在缺乏沉睡時(shí)有這種反應(yīng)。范德韋夫和同事挑選了13名年齡在52歲至68歲之間身體健康的女性作為研究對(duì)象，讓她們?cè)谒翱匆恍﹫D片，并對(duì)其中一半人的睡眠進(jìn)行監(jiān)測(cè)。當(dāng)腦電波顯示已進(jìn)入沉睡時(shí)則發(fā)出一聲輕微的嘀聲，音量的大小足以對(duì)沉睡者造成干擾，但又不能將其吵醒。第二天，接受測(cè)試者會(huì)繼續(xù)看一些圖片，并指出其中是否有昨天看過(guò)的圖片。在學(xué)習(xí)和回憶的過(guò)程中，研究人員會(huì)記錄測(cè)試者的大腦活躍程度。結(jié)果顯示，雖然兩組測(cè)試者睡了同樣長(zhǎng)的時(shí)間，但缺乏沉睡顯然對(duì)記憶力造成了影響。學(xué)習(xí)與記憶睡眠能為記憶“騰出空間”-一項(xiàng)新的研究顯示，睡眠不僅可使人的身體恢復(fù)活力，而且還能觸發(fā)大腦中的“復(fù)原按鈕”，以此幫助大腦保持靈活，為學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。研究還表明，睡眠可以減少由于大腦中連接點(diǎn)（突觸）過(guò)多所造成的有害積累。有專家提出，無(wú)論是慢波睡眠還是快速眼動(dòng)睡眠，都會(huì)改變大腦的生物化學(xué)組合，這樣的改變是繼續(xù)學(xué)習(xí)新東西的必需。有證據(jù)表明，睡眠可能同時(shí)具備鞏固記憶和恢復(fù)能量?jī)煞N功效。學(xué)習(xí)與記憶人體24小時(shí)器官工作表：20點(diǎn)記憶力最強(qiáng)1∶00人體進(jìn)入淺睡眠階段，易醒，對(duì)痛覺(jué)特別敏感。2∶00體內(nèi)大部分器官處于一天中工作最慢的時(shí)刻。而肝臟卻在緊張地工作，為人體排毒。3∶00全身處于休息狀態(tài)，肌肉完全放松。4∶00血壓最低，人體腦部供血最少。所以，此時(shí)老年人容易發(fā)生心腦血管意外。5∶00經(jīng)歷了一定時(shí)間的睡眠，人體得到了充分休息。此時(shí)起床，顯得精神飽滿。6∶00血壓開(kāi)始升高，心跳也逐漸加快。7∶00