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第五章 学习和记忆神经生物学 第一节 学习与记忆分类 第二节 学习与记忆的神经基础 第三节 学习和记忆与突触可塑性 第四节 学习与记忆的分子机制 第五节 学习与记忆过程的调控 第六节 记忆障碍 记忆机制简介 记忆机制研究的意义：不仅可以揭示人脑的工作原理，防治记忆疾病，提高人类的记忆能力，而且对于发展新型的信息处理机器也有很大的作用。 记忆的脑功能定位 20世纪30年代，拉塞利提出了记忆分布于全脑的学说，到了40年代，潘菲尔德（Penfield）又提出了脑功能的局部定位说。 记忆的物质基础 已有资料表明，在细胞水平上，细胞间的突触联系的改变是形成记忆的基础；在分子层次的记忆研究表明，对于不同种属动物的脑，记忆的分子机制是相当一致的，这些研究揭示了生物基本原理的统一性。 记忆研究的理论探讨 黑伯（Hebb）在20世纪40年代提出了突触联系的改变为记忆的基础，即著名的突触变化的黑伯定律。认知心理学从信息处理观点出发，也提出了一些记忆的模型。 学习与记忆 学习：指人和动物获得外界信息的神经过程 记忆：将获得的信息贮存和读出的神经过程 学习广义的行为定义：动物个体在与环境中发生的新事物接触的经验中改变自己的适应行为，也就是新的适应行为（或新行为模式）的获得过程 学习与记忆功能的生物学特性 不变量形成 信息平行处理 结构复杂，高效低耗能 第一节 学习与记忆的分类 记忆的广义定义：指机体所保存的关于生存的环境信息和它自身的信息 个体记忆：个体生命中所积累的实践经验 分类 种族记忆：来自进化过程中祖先积累保存下来的信息 非联合型学习和联合学习 非联合型学习：在刺激和反应之间不形成明确联系的学习形式 表现：在单一刺激长期重复作用下个体对该刺激的行为发生改变 典型方式 习惯化：指一个不具有伤害性效应刺激重复作用时，机体对该刺激的反射性行为反应逐渐减弱的过程 敏感化：表现为当一个强刺激存在时，大脑对一个弱刺激的反应会得到加强 联合型学习：指刺激和反应之间建立联系的学习。它的实质是由两种或两种以上刺激所引起的脑内两个以上的中枢之间的活动形成联结而实现的过程 种类：经典性条件反射和操作性条件反射 陈述性记忆和非陈述性记忆 陈述性记忆：指对事实或事件及其相互关系的记忆，又称外显记忆 非陈述性记忆：是具有自主或反射性质的记忆，又称内隐记忆 短时记忆和长时记忆 工作记忆与参考记忆 工作记忆：指对某次训练时出现的特殊刺激或线索的记忆，也就是动物或人在进行某种复杂的认知任务操作过程中脑内“在线”或短暂贮存某些必要信息的神经过程 参考记忆：整个训练过程中一直不变的一般线索或规则的记忆 第二节 学习与记忆的神经基础 参与学习与记忆的脑结构 颞叶 海马和杏仁核 间脑 新皮质 脑内记忆系统 陈述性记忆的神经回路 非陈述性记忆的神经回路 工作记忆系统 运动性学习记忆神经回路 记忆的生理单元 颞叶的记忆作用 1.颞叶下回在视觉辨别学习记忆中具有重要作用 2.颞叶新皮质具有贮存记忆印记的能力： Penfield关于癫痫病人的研究 3.颞叶损伤容易产生长时记忆障碍： Scoville和Milner对H.M的研究 4.颞叶皮质的偏侧化倾向 Milner采用各种不同的记忆测验，验证了两侧颞叶新皮质受损的不同效应，进一步证实了颞叶皮质的偏侧化倾向。（结果） 5.Hebb的理论 Hebb认为，如果某种记忆印记仅由一种感觉模式所形成，那么该印记位于与这种感觉有关的大脑皮质区域 海马在记忆中的作用 海马是实现记忆的第一步 来自电生理方面的证据：Thompson等人的瞬膜反射实验 脑损伤方面的证据：Mishkin等人的延迟性非配对样品（DNMS）的记忆实验 海马是长时记忆的过滤器，信息传递给海马，并暂时储存，只有经过海马加工的信息才能进入长时记忆进行储存 修补大脑芯片的诞生 1.由美国南加利福尼亚大学西奥多·伯格等人研制，以在实验鼠脑组织切片上试验成功，随后将进行活体实验。该芯片主要是发挥大脑“海马”部位的功能。 2.研制该芯片克服了三大困难 1）建立“海马”在各种不同条件下工作的数学模型 2）将这一模型编程到芯片中 3）使芯片能够与大脑其他部位协调工作 “四肢发达，头脑简单”真的有道理 适量运动会使人 更聪明 运动过度脑子会变笨 杏仁核在记忆中的作用 将感觉体验转换为记忆，在记忆汇合过程中的作用十分突出。 Mishkin等人证明，杏仁核复合体与皮质的所有感觉系统有着直接联系（图） 杏仁核在联系不同的感觉所形成的记忆中发挥着重要作用：延迟性非配对样品实验 间脑与记忆加工 间脑中的丘脑前核、丘脑背内侧核和下丘脑乳