脑的高级整合功能2010.ppt

脑的高级整合(zhn h)功能整合的概念整合的概念学习与记忆的概念学习与记忆的概念学习与记忆的分类学习与记忆的分类学习与记忆的机制学习与记忆的机制生物节律生物节律(jil)的概念的概念情感的概念情感的概念ZSL第一页，共五十九页。整合（整合（integration）n脑是物质世界高度发展进化的产物，大脑功能（包括脑是物质世界高度发展进化的产物，大脑功能（包括学习、记忆）的研究，同生命起源、遗传规律一样，学习、记忆）的研究，同生命起源、遗传规律一样，是当代生物科学三大基本理论问题之一。而整合是脑是当代生物科学三大基本理论问题之一。而整合是脑的高级功能的集中体现。的高级功能的集中体现。n所谓整合，是指神经系统将接受的内、外环境所谓整合，是指神经系统将接受的内、外环境变化的刺激信息，经过分析变化的刺激信息，经过分析(fnx)、加工、综合、加工、综合处理，使机体产生各种功能变化的反应。处理，使机体产生各种功能变化的反应。n在中枢有不同水平的整合。像动机、情绪、学在中枢有不同水平的整合。像动机、情绪、学习、记忆以及语言思维这类活动在中枢的整合习、记忆以及语言思维这类活动在中枢的整合过程极为复杂，需通过多级、复杂的神经环路过程极为复杂，需通过多级、复杂的神经环路而完成，称为高级整合功能。而完成，称为高级整合功能。第二页，共五十九页。学习学习(xux)(xux)与记忆（与记忆（learningandmemory）n学习和记忆是脑的高级神经活动，是人类认识世界、学习和记忆是脑的高级神经活动，是人类认识世界、改造世界必不可少的生理功能，是一个主动改造世界必不可少的生理功能，是一个主动(zhdng)过程，过程，已成为智力结构中诸要素的重要组成部分。是思维科已成为智力结构中诸要素的重要组成部分。是思维科学、心理科学和神经科学研究的重要内容。学、心理科学和神经科学研究的重要内容。n学习是通过神经系统不断地接受环境变化的信息而获学习是通过神经系统不断地接受环境变化的信息而获得新的行为习惯（或称经验）即知识的神经活动过程。得新的行为习惯（或称经验）即知识的神经活动过程。n记忆是将学习到的知识记忆是将学习到的知识 进行储存和进行储存和“读出读出”的的 神经活动过程。神经活动过程。塞万提斯（塞万提斯（1547-1616）第三页，共五十九页。n学习与记忆是两个相互联系的神经活动过程，两者很难截学习与记忆是两个相互联系的神经活动过程，两者很难截然区分然区分(qfn)。学习一词侧重行为变化的获得，而记忆则学习一词侧重行为变化的获得，而记忆则侧重于行为变化的保持和储存。侧重于行为变化的保持和储存。学习是记忆的前提，学习是记忆的前提，没有学习就不可能产生记忆；记忆是学习的结果，有没有学习就不可能产生记忆；记忆是学习的结果，有了记忆才能更好更快地学习。了记忆才能更好更快地学习。n学习的类型学习的类型n主要分为非联合型学习和联合型学习。主要分为非联合型学习和联合型学习。n非联合型学习（非联合型学习（nonassociativelearning）是一种简单的）是一种简单的学习，指在没有明显意识参与的情况下，主要由非条学习，指在没有明显意识参与的情况下，主要由非条件反射神经通路完成的学习，件反射神经通路完成的学习，即刺激与反应之间不形成即刺激与反应之间不形成某种明确的联系。某种明确的联系。包括习惯化和敏感化。包括习惯化和敏感化。第四页，共五十九页。n习惯化（习惯化（habituation）n是一种非伤害性的是一种非伤害性的刺激重复作用刺激重复作用时，生物体对该刺激的时，生物体对该刺激的反反应性行为逐渐减弱应性行为逐渐减弱以至最后完全失去反应。如一种声音以至最后完全失去反应。如一种声音规律性的重复出现，则不再引起探究反射。人和动物依规律性的重复出现，则不再引起探究反射。人和动物依靠习惯化可以除去许多无意义信息的应答，减少靠习惯化可以除去许多无意义信息的应答，减少(jinsho)(jinsho)不必要的能量消耗。不必要的能量消耗。n敏感化（敏感化（sensitization）n是指当是指当一个强刺激存在时，神经系统对一个弱刺激的反应一个强刺激存在时，神经系统对一个弱刺激的反应有可能变大的现象有可能变大的现象。这种学习有助于人和动物注意避开伤。这种学习有助于人和动物注意避开伤害性刺激。敏感化又称为假性条件反射，因为在强弱刺激间害性刺激。敏感化又称为假性条件反射，因为在强弱刺激间并未建立固定联系，在时间上也无需二者的结合。并未建立固定联系，在时间上也无需二者的结合。第五页，共五十九页。埃里克埃里克-坎德尔坎德尔(E.R.Kandel，1929-)获获2000年医学年医学(yxu)生理学生理学诺贝尔奖诺贝尔奖第六页，共五十九页。一朝被蛇咬，十年怕草绳。一朝被蛇咬，十年怕草绳。惊弓之鸟惊弓之鸟草木皆兵草木皆兵(co m ji bng)风声鹤唳风声鹤唳第七页，共五十九页。n联合型学习（联合型学习（associativelearning）主要是通过条件反射主要是通过条件反射(tiojin fnsh)(tiojin fnsh)的训练和建立而获得经的训练和建立而获得经验的学习过程，验的学习过程，即能在事件与事件之间建立起某种形即能在事件与事件之间建立起某种形式的联系。式的联系。包括经典条件反射和操作式条件反射。包括经典条件反射和操作式条件反射。n经典条件反射经典条件反射 （classicalconditionedreflex）又称巴普罗夫条件反射。是条件刺激（即无关刺激，如铃又称巴普罗夫条件反射。是条件刺激（即无关刺激，如铃声或灯光）与非条件刺激（如食物）之间形成了某种联系，声或灯光）与非条件刺激（如食物）之间形成了某种联系，使一种刺激成为预示另一种刺激即将出现的信号。使一种刺激成为预示另一种刺激即将出现的信号。第八页，共五十九页。Pavlov 1849.9.261936.2.17 获获1904年医学年医学(yxu)生理学诺贝尔生理学诺贝尔奖奖 第九页，共五十九页。n操作式条件反射（操作式条件反射（operantconditionedreflex）即工具性条件反射（即工具性条件反射（instrumentalconditioningreflex）强）强化生物的化生物的自发活动自发活动(hudng)而形成的条件反射，而形成的条件反射，是操作和强是操作和强化刺激之间形成了联系化刺激之间形成了联系。举例：动物通过操作工具而获得。举例：动物通过操作工具而获得奖赏或逃避伤害的实验。奖赏或逃避伤害的实验。n斯金纳斯金纳（BurrhusFrederickSkinner,1904-1990）第十页，共五十九页。n斯金纳认为，学习重要的是要产生后果。如果这一后斯金纳认为，学习重要的是要产生后果。如果这一后果容易使这一行为再次发生，这就是果容易使这一行为再次发生，这就是(jish)(jish)一种正强化。一种正强化。如果行为的后果不容易使这一行为再次发生，就是如果行为的后果不容易使这一行为再次发生，就是(jish)(jish)负强化。负强化。即正强化促进某一行为的发生，而负强即正强化促进某一行为的发生，而负强化使动物避免作出某种行为。化使动物避免作出某种行为。人们可以有目的地设计人们可以有目的地设计强化程序，使人或动物学会某种行为，或控制某种行强化程序，使人或动物学会某种行为，或控制某种行为的发生。为的发生。电击电击(din j)惩罚惩罚奖奖赏赏强化强化(qinghu)第十一页，共五十九页。n在上述两种条件反射中，动物学会了一种在上述两种条件反射中，动物学会了一种预示关预示关系系。在操作式条件反射中，动物懂得了特定的在操作式条件反射中，动物懂得了特定的行为反应预示着特定的结果。动机在这种条件行为反应预示着特定的结果。动机在这种条件反射中起很大作用反射中起很大作用(zuyng)(zuyng)，其神经回路比起经典条，其神经回路比起经典条件反射要复杂得多。目前广泛用于动机行为的研件反射要复杂得多。目前广泛用于动机行为的研究。究。n在人类，在人类，具体的信号具体的信号如光、声、嗅、味、触等如光、声、嗅、味、触等感觉作为条件刺激，建立条件反射，即感觉作为条件刺激，建立条件反射，即第一信第一信号号；也可由；也可由抽象的语词抽象的语词代替具体的信号，形成条代替具体的信号，形成条件反射，即件反射，即第二信号第二信号。第十二页，共五十九页。n大脑皮层对第一信号发生反应的功能系统称为第大脑皮层对第一信号发生反应的功能系统称为第一信号系统；对第二信号发生反应的功能系统称一信号系统；对第二信号发生反应的功能系统称为第二信号系统。为第二信号系统。第二信号系统是人类区别于第二信号系统是人类区别于动物的主要特征。动物的主要特征。人的反应可以用语言声音或人的反应可以用语言声音或手势代替具体的强化物。同时，在实际治疗中，手势代替具体的强化物。同时，在实际治疗中，只要治疗者对期望的某种行为予以奖励，这种行只要治疗者对期望的某种行为予以奖励，这种行为就会获得为就会获得(hud)(hud)强化，反之就会消退。若施以惩强化，反之就会消退。若施以惩罚，则会加快消退的速度，如厌恶疗法。罚，则会加快消退的速度，如厌恶疗法。第十三页，共五十九页。第十四页，共五十九页。记忆记忆(jy)的分类的分类n根据信息储存和回忆的方式，记忆可分为陈述根据信息储存和回忆的方式，记忆可分为陈述性记忆和非陈述性记忆（反射性记忆）。性记忆和非陈述性记忆（反射性记忆）。n反射性记忆（反射性记忆（reflexivememory）又称程序性又称程序性记忆，记忆，具有自主或反射的性质，不依赖于意识具有自主或反射的性质，不依赖于意识或认知过程或认知过程。是与实际操作、亲自实践有关的。是与实际操作、亲自实践有关的记忆，记忆，它需要反复从事某种技能的操作，经过它需要反复从事某种技能的操作，经过长期的经验积累，才能缓慢的保存下来。长期的经验积累，才能缓慢的保存下来。这种这种学习后的记忆并不上升到意识，也学习后的记忆并不上升到意识，也不易忘却不易忘却，而且而且几乎不能用词语表达出来几乎不能用词语表达出来。如某些。如某些(mu xi)(mu xi)技技巧性动作、习惯性的行为和条件反射等。巧性动作、习惯性的行为和条件反射等。第十五页，共五十九页。第十六页，共五十九页。n陈述性记忆（陈述性记忆（declarativememory）是指与特）是指与特定的时间、地点相关的事实、情节和资料的记定的时间、地点相关的事实、情节和资料的记忆，忆，依赖于对信息获得和回忆依赖于对信息获得和回忆(huy)(huy)的意识表达，的意识表达，依赖于评价、比较和推理等认知过程依赖于评价、比较和推理等认知过程，它可以，它可以用语言陈述或作为一种非语言的印象形式保存用语言陈述或作为一种非语言的印象形式保存在记忆中。例如在记忆中。例如“我昨天游览了万里长城我昨天游览了万里长城”。陈述性记忆能较快建立，并能用语言简明地表陈述性记忆能较快建立，并能用语言简明地表达出来，但也容易忘却。可分为情景式记忆和达出来，但也容易忘却。可分为情景式记忆和语义式记忆。语义式记忆。n这两种记忆形式可以转化，如在学习骑自行车这两种记忆形式可以转化，如在学习骑自行车的过程中需对某些情景有陈述性记忆，一旦学的过程中需对某些情景有陈述性记忆，一旦学会后，就成为一种技巧性动作，由陈述性记忆会后，就成为一种技巧性动作，由陈述性记忆转变为反射性记忆。转变为反射性记忆。第十七页，共五十九页。第十八页，共五十九页。反射性记忆与陈述反射性记忆与陈述(chnsh)性记忆的区别性记忆的区别 反射性记忆反射性记忆 陈述性记忆陈述性记忆 不依赖于意识不依赖于意识 依赖于意识依赖于意识 难用语言描述难用语言描述 可用语言描述可用语言描述 形成慢不易忘却形成慢不易忘却 易形成易遗忘易形成易遗忘 结构基础是纹状体等结构基础是纹状体等 结构基础是海马等结构基础是海马等第十九页，共五十九页。记忆记忆(jy)的过程的过程 n人类的记忆可分为人类的记忆可分为4 4个依次连续的过程，即感个依次连续的过程，即感觉性记忆（影像记忆）、第一级记忆、第二级觉性记忆（影像记忆）、第一级记忆、第二级记忆和第三级记忆。前两个阶段属短时记忆，记忆和第三级记忆。前两个阶段属短时记忆，后两个阶段属长时记忆。后两个阶段属长时记忆。第二十页，共五十九页。根据记忆过程可分为三个阶段：根据记忆过程可分为三个阶段：n1.1.识别或获得（识别或获得（registrationoracqusition），通过），通过学习学习(xux)(xux)在大脑留下记忆痕迹的过程。在大脑留下记忆痕迹的过程。n2.2.储存和巩固（储存和巩固（storageandconsolidation），记忆），记忆痕迹由短时不稳定状态逐渐转化为长时间牢固状态痕迹由短时不稳定状态逐渐转化为长时间牢固状态并储存下来的过程。并储存下来的过程。n3.3.再现（再现（retrieval），储存在脑内的记忆痕迹通过），储存在脑内的记忆痕迹通过回忆或再认方式加以重现。回忆或再认方式加以重现。n记忆的长久与信息的意义、选择和反复次数有关。记忆的长久与信息的意义、选择和反复次数有关。第二十一页，共五十九页。根据保留时间的长短可将记忆分为三类：根据保留时间的长短可将记忆分为三类：n短时程记忆保留时间仅几秒或几分钟，其长短仅满足于完成短时程记忆保留时间仅几秒或几分钟，其长短仅满足于完成某项极为简单的工作，如打电话时的拨号，拨完后记忆随即某项极为简单的工作，如打电话时的拨号，拨完后记忆随即消失。消失。n中时程记忆中时程记忆 保留时间自几分钟到几天，记忆在海马和其他脑区保留时间自几分钟到几天，记忆在海马和其他脑区内进行处理，并能转变为长时程记忆。内进行处理，并能转变为长时程记忆。n长时程记忆长时程记忆 信息的储存可以持续数小时甚至永久，记忆的容量几信息的储存可以持续数小时甚至永久，记忆的容量几乎没有限度，牢固，不易受干扰。乎没有限度，牢固，不易受干扰。n短时记忆不巩固，容易受干扰如低温、电休克、麻醉和缺氧等的短时记忆不巩固，容易受干扰如低温、电休克、麻醉和缺氧等的影响影响(yngxing)(yngxing)，但长时记忆并不受影响，但长时记忆并不受影响(yngxing)(yngxing)。如大鼠建立迷宫。如大鼠建立迷宫反应后，将其脑部降温到反应后，将其脑部降温到55，持续一定时间复温后，持续一定时间复温后,则大鼠仍能则大鼠仍能保持迷宫反应；但如训练后数分钟或立即进行脑部降温，大鼠的保持迷宫反应；但如训练后数分钟或立即进行脑部降温，大鼠的迷宫反应便会消失。迷宫反应便会消失。第二十二页，共五十九页。短时记忆又有若干不同的类型：短时记忆又有若干不同的类型：n影像记忆，保持在感觉影像出现后的一秒内。影像记忆，保持在感觉影像出现后的一秒内。筛选信息筛选信息n即刻记忆，可以保持几秒钟。即刻记忆，可以保持几秒钟。n初级记忆，为一时即过而仍留在意识中的记忆和初级记忆，为一时即过而仍留在意识中的记忆和对事件的选择性注意。这种记忆的时程常常可以对事件的选择性注意。这种记忆的时程常常可以由记忆者依赖思维由记忆者依赖思维(swi)和复述来调控。和复述来调控。加工信息加工信息n工作记忆工作记忆（working memory），它是指临时性的，它是指临时性的“在线在线”信息感知、调运、整合、储存的一个常信息感知、调运、整合、储存的一个常用术语。是操作和使用短暂存储在脑中的信息用术语。是操作和使用短暂存储在脑中的信息。如骑在自行车上，要回家（现在身处何处？走。如骑在自行车上，要回家（现在身处何处？走哪条路线？需要多长时间？）。哪条路线？需要多长时间？）。第二十三页，共五十九页。第二十四页，共五十九页。第二十五页，共五十九页。遗忘症（遗忘症（amnesia）n因某些疾病和脑组织损伤所致的记忆障碍，称为因某些疾病和脑组织损伤所致的记忆障碍，称为遗忘症。注意遗忘症。注意(zh y)(zh y)与生理性遗忘区别。与生理性遗忘区别。n逆行性遗忘症（逆行性遗忘症（retrogradeamnesia）：是指对）：是指对脑损伤前发生的事情的记忆丧失。脑损伤前发生的事情的记忆丧失。一些非特异性一些非特异性的脑疾患（脑震荡，电击）和麻醉均可引起本的脑疾患（脑震荡，电击）和麻醉均可引起本症。症。n顺行性遗忘症（顺行性遗忘症（anterogradeamnesia）：是指：是指对脑损伤后发生的事情不能形成新的记忆。对脑损伤后发生的事情不能形成新的记忆。多见多见于慢性酒精中毒及老年性痴呆。于慢性酒精中毒及老年性痴呆。n遗忘的原因：一是条件刺激久不强化，即久不复遗忘的原因：一是条件刺激久不强化，即久不复习所引起的消退抑制；二是其他信息的干扰。习所引起的消退抑制；二是其他信息的干扰。第二十六页，共五十九页。学习和记忆学习和记忆(jy)的机制的机制记忆的物质代表或记忆所在的部位称为记忆印迹记忆的物质代表或记忆所在的部位称为记忆印迹（memorytrace）。）。一、神经解剖学机制一、神经解剖学机制nLashley的大鼠迷宫实验的大鼠迷宫实验1.损伤大脑皮质损伤大脑皮质(dnopzh)干扰了大鼠的学习能力。干扰了大鼠的学习能力。2.大脑皮质的损毁破坏了大鼠对迷宫路线的记忆大脑皮质的损毁破坏了大鼠对迷宫路线的记忆能力。能力。3.损伤大脑皮质的面积越大，大鼠的学习和记忆损伤大脑皮质的面积越大，大鼠的学习和记忆能力就越差。大脑的所有皮质区域对学习和记能力就越差。大脑的所有皮质区域对学习和记忆都同样重要，这就是他的著名的同等能力原忆都同样重要，这就是他的著名的同等能力原理（理（principleofequipotentiality）。）。第二十七页，共五十九页。Lashley的大鼠迷宫的大鼠迷宫(mgng)实验实验KarlS.Lashley(1890-1958)第二十八页，共五十九页。n陈述性记忆的新皮层定位陈述性记忆的新皮层定位1、猴的颞叶皮质、猴的颞叶皮质(pzh)与视觉分辨力关系实验观察：与视觉分辨力关系实验观察：A.训练猴子执行视觉分辨任务操作（分辨猴的脸谱）。训练猴子执行视觉分辨任务操作（分辨猴的脸谱）。B.记录猴在执行视觉分辨任务时大脑皮层（颞下回）的电活记录猴在执行视觉分辨任务时大脑皮层（颞下回）的电活动。动。C.刺激执行视觉分辨任务的中枢，观察猴的行为。刺激执行视觉分辨任务的中枢，观察猴的行为。D.损毁视觉分辨中枢，观察猴的行为反应，从而了解皮层损毁视觉分辨中枢，观察猴的行为反应，从而了解皮层的中枢与行为的关系。的中枢与行为的关系。第二十九页，共五十九页。第三十页，共五十九页。猴的颞叶皮质与视觉分辨力实验结论：猴的颞叶皮质与视觉分辨力实验结论：A.猴子可以执行视觉分辨任务操作（分辨猴的猴子可以执行视觉分辨任务操作（分辨猴的脸谱）。脸谱）。B.执行视觉分辨任务的中枢位于颞下回。执行视觉分辨任务的中枢位于颞下回。C.猴的颞下回既是高级的视觉中枢，又是一个记猴的颞下回既是高级的视觉中枢，又是一个记忆的存储区。忆的存储区。2、人类颞叶电刺激实验：、人类颞叶电刺激实验：A.刺激躯体感觉区，患者有皮肤针刺样感觉；刺刺激躯体感觉区，患者有皮肤针刺样感觉；刺激运动皮质引起肌肉的抽搐；刺激颞叶产生幻激运动皮质引起肌肉的抽搐；刺激颞叶产生幻觉或过去经历的回忆觉或过去经历的回忆(huy)。B.切除颞叶后，原先刺激的部位所唤起的记忆，切除颞叶后，原先刺激的部位所唤起的记忆，可以被刺激其他部位所唤起。可以被刺激其他部位所唤起。第三十一页，共五十九页。3、大面积切除人类颞叶病例的行为观察：、大面积切除人类颞叶病例的行为观察：A.切除一男性青年双侧的内侧颞叶（包括内侧颞叶、杏仁体、切除一男性青年双侧的内侧颞叶（包括内侧颞叶、杏仁体、海马的前海马的前2/3），癫痫发作成功缓解。），癫痫发作成功缓解。B.术后患者的智力、知觉、个性都没有受影响。术后患者的智力、知觉、个性都没有受影响。C.记忆力出现障碍。表现为部分逆行性陈述记忆力出现障碍。表现为部分逆行性陈述(chnsh)性记忆遗性记忆遗忘，严重的顺行性陈述忘，严重的顺行性陈述(chnsh)性记忆遗忘，但是非陈述性记忆遗忘，但是非陈述(chnsh)性记忆（程序性记忆）不受损伤。性记忆（程序性记忆）不受损伤。D.短期记忆正常。短期记忆正常。第三十二页，共五十九页。大面积切除人类颞叶病例的行为观察结论：大面积切除人类颞叶病例的行为观察结论：A.颞叶与个体的智力、知觉、个性无关。颞叶与个体的智力、知觉、个性无关。B.颞叶与久远的长期记忆和非陈述性记忆形成颞叶与久远的长期记忆和非陈述性记忆形成(xngchng)无关无关C.颞叶对新近陈述性记忆的形成和储存非常重要。颞叶对新近陈述性记忆的形成和储存非常重要。D.短期记忆与长期记忆，非陈述性记忆和陈述性记忆的解短期记忆与长期记忆，非陈述性记忆和陈述性记忆的解剖学结构、神经机制不同。剖学结构、神经机制不同。第三十三页，共五十九页。n陈述性记忆的间脑定位陈述性记忆的间脑定位1.间脑中与记忆有关的结构：间脑中与记忆有关的结构：丘脑前核、丘脑背内侧核、乳头体丘脑前核、丘脑背内侧核、乳头体2.人类间脑损伤病例研究：人类间脑损伤病例研究：一男性青年被花剑刺伤右侧鼻孔，并深入左脑，一男性青年被花剑刺伤右侧鼻孔，并深入左脑，CT扫描发现左侧丘脑背内侧核被损坏。扫描发现左侧丘脑背内侧核被损坏。康复后，认知能力和短时记忆正常，但长期记忆力遭到康复后，认知能力和短时记忆正常，但长期记忆力遭到破坏破坏(phui)（严重的顺行性遗忘和部分的逆行性遗忘）。（严重的顺行性遗忘和部分的逆行性遗忘）。结论：间脑损伤与颞叶切除出现的遗忘症状类似，提示间脑结论：间脑损伤与颞叶切除出现的遗忘症状类似，提示间脑与颞叶的陈述性记忆中枢有密切的关系，是形成陈述性与颞叶的陈述性记忆中枢有密切的关系，是形成陈述性记忆的重要结构。记忆的重要结构。第三十四页，共五十九页。Korsakoff综合症：综合症：是由于慢性酒精中毒造成的硫胺素缺是由于慢性酒精中毒造成的硫胺素缺乏，常见乏，常见(chnjin)丘脑背内侧核和乳头体受损，其丘脑背内侧核和乳头体受损，其特特点之一是严重的记忆障碍（顺行性遗忘和部点之一是严重的记忆障碍（顺行性遗忘和部分逆行性遗忘）。此外，还伴有异常的眼分逆行性遗忘）。此外，还伴有异常的眼动、协调性丧失及震颤。动、协调性丧失及震颤。第三十五页，共五十九页。不同类型的记忆有不同的神经结构和回路参与：不同类型的记忆有不同的神经结构和回路参与：n陈述性记忆，即与认知功能有关的记忆需要边陈述性记忆，即与认知功能有关的记忆需要边缘系统的参与，缘系统的参与，内侧颞叶、内侧丘脑和额叶腹内侧颞叶、内侧丘脑和额叶腹内侧部是认知性记忆回路中三个重要的环节内侧部是认知性记忆回路中三个重要的环节。如果损伤只限于海马则导致逆行性遗忘，而非如果损伤只限于海马则导致逆行性遗忘，而非陈述性运动技巧性学习并不受影响，陈述性运动技巧性学习并不受影响，说明边缘说明边缘系统的海马是陈述性记忆回路中的重要环节。系统的海马是陈述性记忆回路中的重要环节。n非陈述性记忆则需要基底核的参与非陈述性记忆则需要基底核的参与。损毁猕猴。损毁猕猴(mhu)基底核新纹状体的尾部可导致运动性学习基底核新纹状体的尾部可导致运动性学习（例如习惯的形成）的严重障碍，而认知性记（例如习惯的形成）的严重障碍，而认知性记忆则没有影响。忆则没有影响。第三十六页，共五十九页。脑脑内内许许多多(xdu)结结构构都都参参与与学学习习和和记记忆忆，其其中中认认为为起起重要重要作用的有海马结构、大脑皮质、基底核、小脑和杏作用的有海马结构、大脑皮质、基底核、小脑和杏仁核等。仁核等。海马结构（海马结构（hippocampalformation）：）：包括包括海马、齿状回海马、齿状回和下托复合体和内嗅皮质四和下托复合体和内嗅皮质四部分，均属于古、旧皮质。海马又称为安蒙角部分，均属于古、旧皮质。海马又称为安蒙角（Ammonhorn）位于侧脑室下角底及内侧壁。海）位于侧脑室下角底及内侧壁。海马皮质分为多形层、锥体层和分子层。根据细胞构马皮质分为多形层、锥体层和分子层。根据细胞构筑和神经纤维联系可分为筑和神经纤维联系可分为C1（可能与分辨学习有（可能与分辨学习有关），关），C2，C3（可能与长时记忆有关）或（可能与长时记忆有关）或C4四个四个区。区。主要功能与学习、记忆和情感行为等有关主要功能与学习、记忆和情感行为等有关。第三十七页，共五十九页。第三十八页，共五十九页。第三十九页，共五十九页。神经生理学机制神经生理学机制n感觉性记忆和一级记忆主要是感觉性记忆和一级记忆主要是神经元生理活动神经元生理活动的功能表现。神经元活动具有一定的功能表现。神经元活动具有一定(ydng)的后作的后作用，在刺激过去以后，活动仍能存留一定用，在刺激过去以后，活动仍能存留一定(ydng)时间，这是记忆的最简单的形式，感觉性记忆时间，这是记忆的最简单的形式，感觉性记忆的机制可能属于这一类。的机制可能属于这一类。n在神经系统中，神经元之间形成许多环路联系，在神经系统中，神经元之间形成许多环路联系，环路的连续活动环路的连续活动也是记忆的一种形式，一级记也是记忆的一种形式，一级记忆的机制可能属于这一类。例如，海马环路的忆的机制可能属于这一类。例如，海马环路的活动就与一级记忆的保持以及一级记忆转入二活动就与一级记忆的保持以及一级记忆转入二级记忆有关。级记忆有关。第四十页，共五十九页。n在海兔的缩鳃反射习惯化与敏感化实验时发现，在海兔的缩鳃反射习惯化与敏感化实验时发现，习惯化是突触效能减弱的结果习惯化是突触效能减弱的结果。突触前膜上。突触前膜上N型型钙通道的失活致钙内流减少或突触小泡数减少，钙通道的失活致钙内流减少或突触小泡数减少，使递质释放减少，突触后电位逐渐减小，突触传使递质释放减少，突触后电位逐渐减小，突触传递效能下降。递效能下降。敏感化是突触前易化，引起突触效敏感化是突触前易化，引起突触效能增强的结果能增强的结果。n突触可塑性改变也是学习和记忆的神经生理学基突触可塑性改变也是学习和记忆的神经生理学基础。础。Bliss和和Lomo(1973)将强直刺激将强直刺激(cj)(重复刺激重复刺激(cj)引起的突触的长时程易化（引起的突触的长时程易化（30min-3d）现象，）现象，称为突触传递效能的长时程增强（称为突触传递效能的长时程增强（LTP,long-termpotentiation）。此后又在小脑观察到）。此后又在小脑观察到LTD现象，即长时程压抑（现象，即长时程压抑（long-termdepression），），是指突触传递效能的长时程降低。是指突触传递效能的长时程降低。第四十一页，共五十九页。nLTP和和LTD被认为是中枢神经系统突触可塑性被认为是中枢神经系统突触可塑性的一个模式，在学习和记忆过程中有着重要的的一个模式，在学习和记忆过程中有着重要的作用。作用。LTP是短时记忆转化为长时记忆的基本是短时记忆转化为长时记忆的基本(jbn)的脑神经信息加工过程；而的脑神经信息加工过程；而LTD据推测在据推测在运动学习中起着不断纠正操作错误的重要作用运动学习中起着不断纠正操作错误的重要作用。第四十二页，共五十九页。第四十三页，共五十九页。Hebb的细胞的细胞(xbo)集合学说集合学说1.1.记忆记忆(jy)(jy)印迹广泛分布于细胞集合的神经突触联系中。印迹广泛分布于细胞集合的神经突触联系中。2.2.细胞集合可由那些参与感觉和感知的同一群神经元组细胞集合可由那些参与感觉和感知的同一群神经元组成。成。3.3.细胞集合中的部分神经元被损坏并不能消除记忆。细胞集合中的部分神经元被损坏并不能消除记忆。海布（海布（DonaldO.Hebb19041985），），加拿大心理学家，加拿大心理学家，提出细胞集合理论来解释提出细胞集合理论来解释知觉及在大量脑组织损伤条件下知觉及在大量脑组织损伤条件下仍能保持一定智力仍能保持一定智力(zhl)水平的现象。水平的现象。第四十四页，共五十九页。Hebb的细胞集合的细胞集合(jh)学说学说第四十五页，共五十九页。神经生物化学机制神经生物化学机制n长时记忆需要合成新的蛋白质。长时记忆需要合成新的蛋白质。其中转录因子其中转录因子CREB（cAMP response element-binding protein）起着关键性的作用。）起着关键性的作用。cAMP可诱导产生可诱导产生LTP，而，而PKA（cAMP-dependent protein kinase）的抑）的抑制剂可干扰制剂可干扰(gnro)LTP的保持。因此认为，的保持。因此认为，cAMP信号信号通路在通路在LTP的蛋白合成依赖性时相中起关键性作用。的蛋白合成依赖性时相中起关键性作用。n在金鱼建立条件反射的过程中，如用嘌呤霉素注入其脑内以在金鱼建立条件反射的过程中，如用嘌呤霉素注入其脑内以抑制脑内蛋白质的合成，则动物不能完成条件反射的建立，抑制脑内蛋白质的合成，则动物不能完成条件反射的建立，学习和记忆能力发生明显障碍。人类的二级记忆可能与这一学习和记忆能力发生明显障碍。人类的二级记忆可能与这一类机制关系较大。在逆行性遗忘中，可能就是由于脑内蛋白类机制关系较大。在逆行性遗忘中，可能就是由于脑内蛋白质合成代谢受到了破坏，以致前一段时期的记忆丧失。质合成代谢受到了破坏，以致前一段时期的记忆丧失。第四十六页，共五十九页。第四十七页，共五十九页。n中枢递质与学习记忆活动有关中枢递质与学习记忆活动有关 如中枢胆碱能系统、儿茶酚胺及神经肽与学习记忆如中枢胆碱能系统、儿茶酚胺及神经肽与学习记忆有关。有关。动物学习训练后注射拟胆碱药毒扁豆碱可加强记忆动物学习训练后注射拟胆碱药毒扁豆碱可加强记忆活动，而注射抗胆碱药东莨菪碱或阿托品可使学习活动，而注射抗胆碱药东莨菪碱或阿托品可使学习减慢；减慢；用利血平耗竭脑内儿茶酚胺，则破坏学习记忆用利血平耗竭脑内儿茶酚胺，则破坏学习记忆过程；过程；5-HT可以使海兔的缩腮反射敏感化，增强可以使海兔的缩腮反射敏感化，增强(zngqing)突突触传递和新的蛋白质合成，可激活触传递和新的蛋白质合成，可激活CREB；第四十八页，共五十九页。n中枢递质与学习记忆活动有关中枢递质与学习记忆活动有关 动物在训练后将加压素注入海马齿状回可增强记动物在训练后将加压素注入海马齿状回可增强记忆，而注入催产素则使记忆减退；忆，而注入催产素则使记忆减退；一定量的脑啡肽可使动物学习过程遭受破坏，一定量的脑啡肽可使动物学习过程遭受破坏，而阿片肽受体阻断剂纳洛酮可增强记忆；而阿片肽受体阻断剂纳洛酮可增强记忆；GABA局部注射大脑皮层运动区可抑制条件反局部注射大脑皮层运动区可抑制条件反射的出现；射的出现；临床研究发现老年人血液中垂体临床研究发现老年人血液中垂体(chut)后叶素含量后叶素含量减少，用加压素喷鼻可使记忆效率提高，用加减少，用加压素喷鼻可使记忆效率提高，用加压素治疗遗忘症亦收到满意效果。压素治疗遗忘症亦收到满意效果。第四十九页，共五十九页。第五十页，共五十九页。NMDA（N-甲基甲基-D-天冬氨酸）天冬氨酸）第五十一页，共五十九页。小结小结(xioji)n记忆可分为陈述性和非陈述性两种，陈述性记忆是有意识的回忆，而非记忆可分为陈述性和非陈述性两种，陈述性记忆是有意识的回忆，而非陈述性记忆则是无意识的操作。陈述性记忆则是无意识的操作。n陈述性陈述性和非陈述性记忆是有不同的脑结构支持。和非陈述性记忆是有不同的脑结构支持。n无论是陈述性记忆还是非陈述性记忆，记忆的痕迹都储存在神经无论是陈述性记忆还是非陈述性记忆，记忆的痕迹都储存在神经通路的可塑性变化之中。通路的可塑性变化之中。n无论是低等动物还是高等动物，不同类型的记忆有着类似的突无论是低等动物还是高等动物，不同类型的记忆有着类似的突触和分子机制。触和分子机制。n学习和记忆均发生在突触。事件的第一步表现为电活动，然后为学习和记忆均发生在突触。事件的第一步表现为电活动，然后为细胞内的第二信使分子，继而为突触蛋白质的修饰。细胞内的第二信使分子，继而为突触蛋白质的修饰。n若是轻微的刺激，仅能诱发现有的突触蛋白的修饰，产生若是轻微的刺激，仅能诱发现有的突触蛋白的修饰，产生LTP，形成短，形成短时记忆。时记忆。n若是强大的刺激，可诱发基因启动若是强大的刺激，可诱发基因启动(qdng)，合成新的突触蛋白，产生，合成新的突触蛋白，产生LTP，形成长期记忆。，形成长期记忆。第五十二页，共五十九页。生物生物(shngw)节律节律n机体的许多活动能按一定的时间顺序发生周期性的机体的许多活动能按一定的时间顺序发生周期性的变化，称为生物变化，称为生物(shngw)(shngw)节律（节律（biorhythm）。）。如体温、如体温、内分泌活动等。内分泌活动等。n研究表明，生物体内有驱动昼夜节律系统的振研究表明，生物体内有驱动昼夜节律系统的振荡器。荡器。下丘脑的视交叉上核可能是控制生物节下丘脑的视交叉上核可能是控制生物节律的关键部位，是哺乳动物脑内的昼夜节律振律的关键部位，是哺乳动物脑内的昼夜节律振荡器。荡器。将动物双侧视交叉上核损毁后，机体的将动物双侧视交叉上核损毁后，机体的正常昼夜节律就消失。正常昼夜节律就消失。第五十三页，共五十九页。情绪情绪(qng x)(qng x)与情感与情感n情绪一词来源于法语情绪一词来源于法语mouvoir,意为使感动，从意为使感动，从17世纪起被用来描述情感，如痛苦、渴望、希望世纪起被用来描述情感，如痛苦、渴望、希望等借以等借以(jiy)区别思想和认知，往往都伴有表情或区别思想和认知，往往都伴有表情或行为的变化。行为的变化。n情绪（情绪（emotion）的定义：）的定义：是人对客观事物是是人对客观事物是否符合自身需要而出现的态度的反映，包括内否符合自身需要而出现的态度的反映，包括内心的体验和伴随的心身变化。心的体验和伴随的心身变化。客观性客观性n情感情感(feeling)的定义：的定义：则是情绪的高级形式，则是情绪的高级形式，侧重对社会需要是否得到满足而出现的态度的侧重对社会需要是否得到满足而出现的态度的反映。反映。主观性主观性第五十四页，共五十九页。情绪情绪(qng x)(qng x)与情感与情感n情绪与情感情绪与情感(qnggn)的区别的区别-情绪与生理性需要是否满足有关，具有较明显情绪与生理性需要是否满足有关，具有较明显的情景性，冲动性和外显性；的情景性，冲动性和外显性；情感则与社会性需要是否满足有关，不具有明情感则与社会性需要是否满足有关，不具有明显的情景性、冲动性，外部表现也不明显。显的情景性、冲动性，外部表现也不明显。第五十五页，共五十九页。n情绪的表现形式情绪的表现形式n恐惧和发怒恐惧和发怒动物对其机体或生命可能或已经造成威胁和动物对其机体或生命可能或已经造成威胁和伤害的信号刺激所引发的应激反应。恐惧表现为出汗、伤害的信号刺激所引发的应激反应。恐惧表现为出汗、瞳孔开大、卷缩、左右探头和企图逃跑；发怒时则表现瞳孔开大、卷缩、左右探头和企图逃跑；发怒时则表现为攻击行为。为攻击行为。n愉快和痛苦愉快和痛苦愉快是一种积极的情绪，通常由那些能愉快是一种积极的情绪，通常由那些能满足机体需要的刺激所引起，如在饥饿时得到美味的满足机体需要的刺激所引起，如在饥饿时得到美味的食物；而痛苦则是一种消极的情绪，一般是由伤害躯食物；而痛苦则是一种消极的情绪，一般是由伤害躯体和精神体和精神(jngshn)的刺激或因渴望得到的需求不能满足的刺激或因渴望得到的需求不能满足而产生的，如严重创伤、失恋、饥饿和寒冷等。而产生的，如严重创伤、失恋、饥饿和寒冷等。第五十六页，共五十九页。第五十七页，共五十九页。n情绪的生物学机制情绪的生物学机制n杏仁核、隔区、杏仁核、隔区、Papez环路等是情绪活动的重要神经基环路等是情绪活动的重要神经基础。础。切除杏仁体的病人，变得冷漠切除杏仁体的病人，变得冷漠(lngm)(lngm)，做事无目的性；，做事无目的性；电刺激杏仁体，会使之产生攻击性意愿。电刺激杏仁体，会使之产生攻击性意愿。nPapez环路（海马环路或情绪环路