生理心理学第12章 学习和记忆.ppt

第第12章章 学习和记忆学习和记忆人随经历而改变，不同的遭遇和生长环境通过改变神经系统左右着我们的行为——你认为是这样吗？第一部分：学习的性质第一部分：学习的性质l1.知觉学习：识别曾知觉过和刺激的能力，主要通过知觉联合皮层完成l2.刺激－反应学习：对特有的刺激进行特定的反应的能力 经典条件反射：Hebb法则（ "使用频繁的突触联系会变得更紧密，可理解为突触的特点是用进废退" 1949） 操作（工具性）条件反射l3.运动性学习：学习一种新的行为反应l4.关系性学习：学习刺激之间相互关系 空间学习（位置）空间学习（位置） 情景学习（次序） 观察学习（别人的活动与自身活动的关系）第二部分第二部分 学习与突触可塑性学习与突触可塑性l1966年罗莫首先报道:高频短阵刺激突触前神经元后，在突触后神经元上纪录到的电位会增大，而且会维持相当长的时间——长时程增强l全细胞记录EPSP/EPSC主要来自AMPA受体介导的电流；IPSC主要来自GABAA受体介导的电流电压钳模式记录电流电流钳模式记录电压EPSP是由对Na+和K+都通透的谷氨酸门控离子通道开放所形成ReturnIPSP是由对Cl-通透的GABA和Glycine门控离子通道开放所形成Fig.7穿质纤维通路苔藓纤维通路Schaffer侧支纤维通路罗莫的实验罗莫的实验l电刺内嗅区皮层向海马结构发出的穿通回路时，在海马齿状回可记录出细胞外的诱发反应。

l如果电刺激由约100个电脉冲组成，在1－10秒内给出，则齿状回诱发性细胞外电活动在5－25分钟之后增强了2.5倍，说明电刺激穿通回路引起齿状回神经元突触后兴奋电位的LTP，因而这些神经元单位发放的频率增加l后来他们又报道，海马齿状回神经元突触电活动的LTP现象可持续数月的时间l海马切片上的LTP符合Hebb原则l他们认为，由短暂电刺激穿通回路所引起的三突触神经回路持续性变化，可能是记忆的重要基础长时程增强或抑制长时程增强或抑制Long-term potentiationLong-term depression突触可塑性突触可塑性l突触效能的长时增强或降低，即LTP/LTD统称为synaptic plasticity1.通路专一性2.持续性3.协同性4.经验或活动历史依赖性NMDA受体受体谷氨酸是最主要的兴奋性神经递质l谷氨酸受体：1.离子型受体-NMDA, AMPA和Kainate2.代谢型受体-mGluR1-mGluR5lNMDA受体（神经递质和电压依赖性）：1.去极化导致镁离子从通道中移去2.谷氨酸位点结合谷氨酸3.以上两上条件同时满足时离子通道才会打开NMDA受体的组成受体的组成l由四个亚单位组成。

lNR1是公用亚单位，通常和NR2A和NR2B组成NMDA受体l常见的受体类型：1.NR1, NR1, NR2A, NR2A2.NR1, NR1, NR2B, NR2B3.NR1, NR1, NR2A, NR2BNMDA受体拮抗剂受体拮抗剂l专一性拮抗剂AP-5 (APV)l通道阻断剂MK801l部分拮抗剂Ketamine (氯氨酮）l含NR2A亚单位的NMDA受体的拮抗剂NVP-AAM077 l含NR2B亚单位的NMDA受体的拮抗剂Ko256981LTP/LTD与学习记忆与学习记忆lAP-5损伤海马依赖的学习记忆；损伤海马LTP/LTDlNVP-AAM077损伤LTPlKo256981损伤LTD神经信息的检测神经信息的检测突触可塑性产生的机制：lNMDA受体负责检测神经信息的频率，模式和时序：当一个强激活的突触足以引起神经元的动作电位，此时弱突触活动的突触后树突棘的膜上NMDA受体上镁已被驱离，则弱的突触活动即可引起NMDA通道打开l导致相应的AMPA受体的上膜或内吞 或新的棘突触的产生 或突触前成份的改变（NO、释放神经递质的增加）l这种突触效能的可塑性正是神经信息加工处理的基本规律，l需新蛋白质的合成。

LTP/LTD的表达的表达l突触上更多的AMPA受体插入表达为LTPl突触上AMPA受体内吞进膜内表达为LTD高低频、高低频、theta波活动和时序窗口波活动和时序窗口l100-200Hz导致LTP; 1-5Hz导致LTDltheta波于自发theta波的波峰导致LTP;于自发theta波的波谷导致LTDl突触前在40ms内先于突触后兴奋（顺向）导致LTP；突触前在40ms内后于突触后兴奋（逆向）导致LTDl若突触被激活的时候突触后膜正处于超极化或微小去极化的状态，则LTD第三部分第三部分 知觉学习知觉学习l学习如何识别完全陌生的刺激l如何识别熟悉刺激的改变l视觉联合皮层(what腹侧通路、where背侧通路)l对某一视觉刺激的识别是通过改变颞下皮层的突触连接，以建立新的神经元环路来实现的，第四部分：经典条件反射第四部分：经典条件反射Neuron-circuit of Eyeblink conditioned reflex三叉神经节US眨眼红核小脑皮层颗粒细胞MN(运动神经元）IO（下橄榄核）蒲肯野细胞CS脑桥LTD产生部位DCN(小脑深部核团)非条件反射环路条件反射环路Neural Pathways underlying Fear ConditioningElizabeth A. Phelps1,* Joseph E. LeDoux,2005与LA中的LTP有关第五部分第五部分 工具性（操作）条件反射工具性（操作）条件反射基底神经节l随着习得的行为逐步自动化，它们或传递到基底神经节l破坏尾状核和壳核的猴子，在视觉指导下做出操作性反应的学习能力却受到了破坏l这种学习也与突触可塑性有关：在基底神经节中注入AP5,可以干扰在简单视觉线索引导下的学习。

l帕金森氏症感觉联合皮层运动联合皮层基底神经节和丘脑与强化有关的神经环路与强化有关的神经环路l中脑边缘系统（发自中脑腹侧被盖区，到达杏仁核、海马及伏隔核）的多巴胺神经元在强化中起重要作用l中脑皮质系统（发自中脑腹侧被盖区，到达前额叶、海马及边缘系统）的多巴胺神经元在强化中起重要作用l内侧前脑束被盖l止于伏隔核的中脑边缘通路对电刺激的强化效应至少起了部分作用、在成瘾药物的强化中也起着重要角色l腹侧被盖、内侧前脑束、伏隔核的自我刺激实验（电兴奋或注入多巴胺或安非他明），而这一作用被多巴胺受体阻断剂所阻断l微透析发现：强化电刺激、注射安非他明时，伏隔核中多巴胺会释放，天然强化物（水、食物、性伴侣）时，该区也会释放多巴胺l给人类被试呈现强化刺激时（如可能获得金钱），其伏隔核兴奋l给年轻异性恋男性呈现美丽女性照片时，他们会按压杠杆，而当他们看到这些图片时，伏隔核活动增加l来自三个部位的纤维可能在强化中起到作用：杏仁核、外侧下丘脑、及前额叶皮层，它们可能与觉察强化性刺激和激活多巴胺神经元有关第六部分第六部分 关系性学习关系性学习l柯萨可夫记忆障碍柯萨可夫记忆障碍：l1887年俄国精神病学家柯萨可夫，将长期酗酒而造成的记忆障碍特点归结为：遗忘加虚构。

l人们对自己记忆力的自知之明，称为元记忆柯萨可夫记忆障碍患者除了一般记忆外，元记忆也发生了障碍脑震荡脑震荡与逆行性遗忘症与逆行性遗忘症l脑震荡后，首先出现短时的逆行性遗忘，无法回忆受伤的原因和经过，几天后会缓解一般不会出现远事记忆障碍l有时还会出现顺行性遗忘，持续一断时间后，会自然好转不会象海马损伤那么严重，仍可形成某些孤立的新的长时记忆，尤其是对重要的事情仍可形成记忆海马损伤导致的顺行性遗忘症海马损伤导致的顺行性遗忘症l病人H.M患有顽固癫痫，因此切除了大脑两侧的内侧颞叶和海马l术后，病人智能正常、近事和远事记忆正常，发音、理解能力正常，可以完成知觉学习、条件反射学习、运动性学习（非陈述性记忆）l但他不能形成新的陈述性长时记忆，对一些重大事情经过多次重复后，方可形成一些似是而非的记忆也失去方向感 ——海马和内侧颞叶损伤形成的顺行性遗忘症lH.M在描述自己的处境时，曾经这样说：“每天我的内心是寂寞的，有过什么欢乐？有过什么悲伤？此刻我在自问，我曾做过什么错事或者说过什么错话吗？你们看，此刻一切事情在我看来都是明明白白的，但刚才发生了什么？这就是我所忧虑的。

就象从梦中醒来一样，我就是记不得l这种损伤时，受损的是掌握各种知觉记忆间关系的能力 海马与空间记忆海马与空间记忆l双侧海马受损会导致空间记忆严重破坏，（一例右侧旁海马皮层受损患者无法找到自己的房间，除非通过数经过的门口数可绑在他床头柜上的一个红毛巾）lMorris 水迷宫l人记忆或寻找路径进海马激活，其海马激活程度与被试成绩准确度相关l伦敦的士司机后部海马比对照组大，其体积与从事时间长短正相关l大鼠海马中发现位置细胞，位置细胞放电反应的是动物“认为”的位置（P304）l这一学习与NMDA受体及LTP有关。