学习和记忆-郑州大学

学习和记忆Learning and Memory,郑州大学生理教研室,概念 Concepts,学习(Learning)：the process by which we acquire knowledge about the world via the nerve system 人或动物通过神经系统获取新信息和新知识的神经过程 记忆(Memory)：the process by which that knowledge is encoded, stored and later retrieved 对所获取信息的保存和读出的过程。,Return,Neuroscience,学习：获取新信息和新知识的神经过程。记忆：对所获取信息的保存和读出的过程。,学习与记忆的基本过程 (Process of Learning and Memory),Acquired or encoded 获得(识记或登陆)：感知外界事物或接受外界信息(外界刺激)的阶段，也即通过感觉系统向脑内输入讯号学习过程Consolidated 巩固：获取的信息在脑内编码贮存和保持的阶段Retrieved 再现：将贮存于脑内的信息提取出来使之再现于意识中的过程回忆过程,return,Neuroscience,人脑学习和记忆功能的神经生物学特性,1.不变量形成2.信息平行处理3.结构复杂，高效低耗能,“不变量形成”示意图,学习和记忆的分类 学习的分类 记忆的分类与学习记忆有关的脑结构 颞叶,间脑,杏仁核,海马学习记忆的分子机制 突触机制 相关递质,第一部分学习和记忆的分类,一.学习的类型,非联合型学习：刺激与反应之间不形成明确联系 习惯化： 敏感化（假性条件反射）联合型学习：在事件与事件之间建立联系 经典条件反射： 操作式条件反射：,非联想式学习模式：定义：即不需要在刺激和反应之间形成某种明确的联系，又称为简单学习。实验动物模型：海兔的缩腮反射 习惯化：当一个不产生伤害性效应的刺激重复作用时，机体对该刺激的反射反应逐渐减弱的过程。 敏感化：是指反射反应加强的过程，如一个弱伤害性刺激（轻触皮肤）本身仅引起弱的反应，但在强伤害性刺激（夹捏皮肤致痛）作用后弱刺激（轻触皮肤）的反应就明显加强。（强刺激与弱刺激不需要建立什么联系）,习惯化的特点,刺激的重复可以使反应的强度逐渐降低刺激越弱反应下降越快在一定时间内刺激重复的次数越多，反应消失的越快和越明显习惯化可以学会去除对许多无意义的、重复出现的信息的应答。例子：上课时酣然入睡入兰芝之室，久而不闻其香,敏感化的特点,越是强的刺激越易产生敏感作用敏感化有助于人和动物注意避开伤害性刺激例子：一朝被蛇咬，十年怕井绳。,联合式学习,1.定义:指由两种或两种以上的刺激所引起的脑内两个以上的中枢兴奋之间形成联系的学习过程。2.联想式学习的类型： 经典条件反射 操作式条件反射,经典的条件反射,俄国生理学家巴甫洛夫 19世纪末两种刺激：非条件刺激US：能引起可测量反应的刺激条件刺激CS: 正常情况下不引起可测量反应的刺激条件反射：通过训练，对条件刺激建立起的有规律的反应。,巴甫洛夫和实验室,条件反射实验的装置,经典条件反射,1.狗吃食物分泌唾液非条件反射 （食物 非条件刺激US)2. 铃声食物分泌唾液3.铃声分泌唾液条件反射 （铃声 条件刺激CS ）,形成条件反射的基本条件： 条件刺激与非条件刺激在时间上的结合（强化）特点： CS-US相隔短暂的时间，顺序的多次重复出现（区别于敏感化）,条件反射的消退和自然恢复,消退：条件反射建立以后，如果反复应用CS而不给予US，条件反射就将减弱，最后完全不会出现。 原因：并不是条件反射的丧失，而是中枢把原来引起兴奋性的信号转变为产生抑制性效应的信号。条件反射的自然恢复：如果实验停止一段时间，消退的条件反射还可能再出现。,条件反射的内、外抑制,内抑制：条件反射建立后，如果延长CS的作用时间，几次之后，条件反射出现的时间会越来越迟，越来越弱，最终不再出现。外抑制：条件反射建立后，如果在CS出现的同时或稍前一点给予另一种强刺激，条件反射不再发生。,条件反射的泛化与分化,泛化（概化）：在条件反射形成的初期，不仅CS刺激可以引起反射，与CS近似的刺激也能引起同样的反射。分化：泛化现象出现后，若只在CS出现时给予食物强化，而近似刺激出现时则不给予食物强化，一段时间后，CS仍保持阳性效应，而近似刺激则出现阴性效应。,操作式条件反射,特点： 动物必须通过自己完成某种运动或操作后才能得到强化。即刺激与反应之间的联合，并在脑内伴随着联想的出现。类型： 正性强化趋向性条件反射 负性强化回避性条件反射,例子：把饥饿的大鼠放入试验箱内，箱内设置一个杠杆，当动物踩到杠杆即可获得食物。开始时动物随机地压杠杆，经训练后饥饿的大鼠踩杠杆的频率大大提高。压杠杆的速率代表大鼠饥饿程度。动物压杠杆后获得食物奖励，这是一种操作式条件反射。也可用伤害性刺激如电击来建立操作式条件反射。动物压杠杆时立即断电而终止伤害性刺激的作用。,操作式条件反射,又叫：工具性条件反射一个动作与一种有益、有害刺激联系起来。,Y迷宫,经典条件反射是条件刺激和非条件刺激之间形成了某种联系操作式条件反射是操作和强化刺激间形成了联系。,3. 联想式学习的特点： 环境条件中变化着的动因在时间上和空间上接近，造成脑内2个或多个中枢兴奋性同时变化，从而形成脑内中枢的暂时联系。（如刺激-反应的联系，无关刺激-非条件刺激的结合，操作与强化刺激之间的关系）,人类除了可以象动物那样建立条件反射,还可以抽象的信号（词语）建立条件反射两种信号系统： 第一信号与第一信号系统： 具体的信号及对具体信号发生反应的功能系统 第二信号与第二信号系统： 抽象的信号及对抽象信号发生反应的功能系统 两种信号系统的意义：借助词语表达思维，进行抽象的思维,人类条件反射和两种信号系统学说,二 记忆的类型,(一)按持续时间分类短时记忆：短暂的，容量有限的，需要不断重复的记忆。长时记忆：持久的，容量很大的，不需要复述的记忆。,信息,短时记忆,长时记忆,巩固,记忆的基本形式 Ways of Memory,First OrderMemory,Sensory Memory,外界信息输入,遗忘,（信息丢失）,注意,不重复,遗忘,Second OrderMemory,重复,Third OrderMemory,可能 遗忘,再现,终生不忘,Short-term Memory,Long-term Memory,不注意,Neuroscience,按时程进行分类,感觉记忆： 也称感觉登记或瞬时记忆，是指当客观刺激停止作用后，感觉信息在一个极短的时间内保存下来。特点具有鲜明的形象性信息保留时间极短记忆容量较大记忆痕迹容易衰退,第一级记忆： 感觉记忆和长时记忆的中间阶段，保持时间大约为5秒到2分钟。特点： 信息保持的时间很短 记忆容量有限 信息可被意识到 信息可通过复述转入长时记忆,第二级记忆： 指信息经过充分和有一定深度的加工后，在头脑中长时间保留下来。特点：记忆容量无限信息保持的时间很长第三级记忆（终生记忆）：特点：信息可保留终生,记忆时程及其特点的比较,Return,记忆的类型,(二)按记忆的储存和回忆方式分类陈述性记忆：事实或事件非陈述性记忆：技巧，习惯，以及学习的结果两者区别：是否能用语言描述 建立及消退过程,陈述性记忆和非陈述性记忆的差别,.陈述性记忆(declarative memory )：指对事实及其相互关系的记忆. 又称外显记忆或明晰性记忆。可通过语言传授而一次性获得，如：课堂上学习得各种课本知识和日常生活常识。特点：进入意识系统，比较具体，可以清楚地描述。,Neuroscience,. 非陈述性记忆(non-declarative memory)：是具有自主或反射性质的记忆，又称内隐性记忆或程序性记忆。即如何做事情的记忆，包括知觉技能、认知技能和运动技能的记忆。特点：没有意识成分参与，只涉及刺激顺序的相互关系，贮存各个事件之间相关联的信息，只有通过顺序性的操作过程才能体现出来。几乎不能用语句表达出来。,例子：体育技巧，乐器演奏 学习游泳之前，通过阅读有关书籍，记住了某些动作要领陈述性记忆； 不断练习，把知识变成了运动技能，真正学会了在水中游泳非陈述性记忆 再如，打篮球或者排球，你所知道的规则和方法是储存在陈述性记忆中的，但你擅长远投和拦网，这些运动技巧则储存在程序性记忆中。,陈述式记忆与非陈述式记忆的区别,记忆的类型,(三)按记忆具体内容分类形象记忆逻辑记忆情感记忆运动记忆,三.学习记忆障碍,(一)遗忘症：记忆的严重丧失。原因：脑震荡、慢性酒精中毒、脑部炎症、肿瘤、中风 等。类型： 逆行性遗忘 顺行性遗忘,逆行*,顺行*,TIME,顺行性遗忘：不能形成新的记忆,逆行性遗忘：过去的记忆丢失,(二)智能不足智能不足者学习基本学业技巧的障碍起因：可能是生物的、心理社会的、社会文