第七章 学习与记忆

第七章

学习与记忆生物学学习、记忆与健忘症记忆的局部表征海马与健忘症海马的记忆功能阿尔兹海默症学习和记忆过程中脑内会发生哪些改变？ConditionalstimulusUnconditionalstimulusUnconditionalstimulusresponseConditionalstimulusConditionalstimulusresponseReinforcePunishment巴甫洛夫的生理学学习观点（A）训练前，非条件刺激信息传递到大脑皮层非条件刺激兴奋灶，然后进一步传递到非条件反应兴奋灶。条件刺激信息传递到大脑皮层条件刺激兴奋灶，条件刺激兴奋灶不会引起机体任何反应。（B）训练后，条件刺激兴奋灶可将信息传递到非条件刺激兴奋灶，而非条件刺激兴奋灶可进一步将信息传递到非条件反应兴奋灶，于是产生于非条件刺激相同的反应。Lashley寻找记忆痕迹（Engram）FIRST,Lashleyreasonedthatiflearningdependsonneworstrengthenedconnectionsbetweentwobrainareas,aknifecutsomewhereinthebrainshouldinterruptthatconnectionandabolishthelearnedresponse.Hetrainedratsonmazesandabrightnessdiscriminationtaskandthenmadedeepcutsinvaryinglocationsintheircerebralcortices.However,noknifecutsignificantlyimpairedtherats’performances.Evidently,thetypesoflearningthathestudieddidnotdependonconnectionsacrossthecortex.THEN,

Lashleytestedwhetheranyportionofthecerebralcortex（脑皮层）

ismoreimportantthanothersforlearning.Hetrainedratsonmazes（迷宫训练）

beforeorafterheremovedlargeportionsofthecortex.Thelesions（损伤）

impairedperformance,buttheamountofretardationdependedmoreontheamountofbraindamagethanonitslocation.Learningandmemoryapparentlydidnotrelyonasinglecorticalarea.Lashleythereforeproposedtwoprinciplesaboutthenervoussystem:■Equipotentiality（等势说）—allpartsofthecortexcontributeequallytocomplexbehaviorssuchaslearning,andanypartofthecortexcansubstituteforanyother.■Massaction（整体活动说）—thecortexworksasawhole,andmorecortexisbetter.对记忆痕迹的进一步搜索RichardF.Thompsonandhiscolleaguessoughttheengramofmemorynotinthecerebralcortex（脑皮层）

butinthecerebellum（小脑）.Thompsonandcolleaguesstudiedclassicalconditioningofeyelidresponsesinrabbits.Theypresentedfirstatone(CS)andthenapuffofair(UCS)tothecornea（角膜）

oftherabbit’seye.Atfirst,arabbitblinkedattheairpuffbutnotatthetone.Afterrepeatedpairings,classicalconditioningoccurredandtherabbitblinkedatthetonealso.Investigatorsrecordedtheactivityinvariousbraincellstodeterminewhichoneschangedtheirresponsesduringlearning.ImagineasequenceofbrainareasfromthesensoryreceptorstothemotorneuronscontrollingthemusclesDF外侧间位核（Lateralinterpositusnucleus,LIP)对兔子进行声音-眨眼条件训练之初，LIP细胞对声音没有反应，但是随着学习过程的进展，LIP细胞对声音的反应明显增加。（接下页）丘脑胼胝体大脑皮层外侧间位核红核头部第六神经控制眨眼LIP受抑制时的反应红核受抑制时的反应未受操作动物的反应LIP恢复后的反应红核恢复后的反应海马与健忘症

Amnesia（健忘症）ismemoryloss.Onepatientatelunchand,20minuteslater,ateasecondlunch,apparentlyhavingforgottenthefirstmeal.Another20minuteslater,hestartedonathirdlunchandatemostofit.Afewminuteslater,hesaidhewouldliketo“goforawalkandgetagoodmeal”(Rozin,DowMoscovitch,&Rajaram,1998).胼胝体海马左颞叶海马丘脑左后皮层的切面大脑皮层海马缺失的位置顺行性遗忘和逆行性遗忘海马切除后，智商和语言能力正常，人格特点正常。情绪比以前更加平静，但是有遗忘症状。短时记忆完好无损Inonetest,BrendaMilner(1959)askedhimtorememberthenumber584.Aftera15-minutedelaywithoutdistractions,herecalleditcorrectly,explaining,“It’seasy.Youjustremember8.Yousee,5,8,and4addto17.Youremember8,subtractitfrom17,anditleaves9.Divide9inhalfandyouget5and4,andthereyouare,584.Easy.”长时记忆储存受损情景记忆严重损伤内隐记忆优于外显记忆三个医务工作者对同一个健忘症病人分别表现出三种态度。第一个人尽可能保持愉快的态度，而第二个人保持中立，第三个人表现得非常严厉，他会拒绝病人的所有要求而且要求病人做一些令人厌烦的事情。5天之后，让病人看这三个医务工作者的照片，并对照片中的人进行辨认并讲一些有关他们的事情，之后询问病人，如果可能的话他更愿意选择照片中的哪个人做他的朋友，或者他将会寻求哪个人的帮助？结果？海马的记忆功能海马与陈述性记忆海马是陈述性记忆、特别是情景记忆的关键位置。如何用动物实验来证明呢？（动物没有语言）

1、五堆沙子，气味不同，大鼠从中寻找食物2、选两种气味对大鼠进行辨别训练，先闻一种气味，再闻另一种气味，之后走向各种不同气味的沙堆寻找食物。3、记录大鼠的行为结果。ABCDE延迟样本不匹配任务（Delayednonmatching-to-sampletask)---海马受损的动物大部分情况下无法完成该任务。海马与空间记忆

ResearchersconductedPETscansonthebrainsofLondontaxidriversastheyansweredquestionssuchas,“What’stheshortestlegalroutefromtheCarltonTowerHoteltotheSherlockHolmesMuseum?”(Londontaxidriversarewelltrainedandanswerwithimpressiveaccuracy.)Answeringtheseroutequestionsactivatedtheirhippocampusmuchmorethandidansweringnon-spatialquestions.MRIscansalsorevealedthatthetaxidrivershavealargerthanaverageposteriorhippocampusandthatthelongertheyhadbeentaxidrivers,thelargertheirposteriorhippocampus(Maguireetal.,2000).Thissurprisingresultsuggestsactualgrowthoftheadulthumanhippocampusinresponsetospatiallearningexperiences.放射状八臂迷宫（radialmaze），选择其中某些臂端放置一点食物或其他强化物。然后将一只大鼠放置迷宫中央，大鼠可以通过探索臂端而找到食物，且每个臂端只需要探索一次。通过变换不同任务，大鼠还可以学会判断：地板粗糙的臂端一般没有食物，或朝向窗口的臂端一般没有食物。大鼠记忆错误有两种表现：一种是进入没有食物的臂端，另一种是两次进入同一个有食物的臂端。激活海马海马与环境背景记忆海马与学习的环境或背景有关。Eg.回想你最近一两天内课堂上所学的内容，并描述周围学习期间周围都发生了什么情况。之后再去回想几个月或几年前的某次课堂所学内容，并描述周围所发生情况。人类对新近记忆的回忆可以激活海马。神经系统的信息储存癫痫病人的外科手术断头蟑螂还会学习每个记忆都可以被特殊分子编码学习与Hebb突触Hebb突触：突出前和突触后神经元的同步放电活动可以增加突触效应海兔的习惯化学习与敏感化学习实验动物：海兔肉膜触觉刺激鳃