學(xué)習(xí)與記憶的神經(jīng)機(jī)制.PPT

1、1第七講第七講 學(xué)習(xí)與記憶的腦機(jī)制學(xué)習(xí)與記憶的腦機(jī)制2內(nèi)容：內(nèi)容：n學(xué)習(xí)與記憶的分類(lèi)學(xué)習(xí)與記憶的分類(lèi)n遺忘癥和記憶痕跡遺忘癥和記憶痕跡n與學(xué)習(xí)和記憶有關(guān)的腦區(qū)與學(xué)習(xí)和記憶有關(guān)的腦區(qū)n學(xué)習(xí)和記憶的突觸機(jī)制學(xué)習(xí)和記憶的突觸機(jī)制3 學(xué)習(xí)（學(xué)習(xí)（learninglearning）？）？人和動(dòng)物依賴(lài)于經(jīng)驗(yàn)來(lái)改變自身行為以適應(yīng)環(huán)境人和動(dòng)物依賴(lài)于經(jīng)驗(yàn)來(lái)改變自身行為以適應(yīng)環(huán)境的神經(jīng)過(guò)程，即獲取新知識(shí)和新信息的過(guò)程。的神經(jīng)過(guò)程，即獲取新知識(shí)和新信息的過(guò)程。 記憶（記憶（memorymemory）？）？ 對(duì)獲得的信息編碼、鞏固、儲(chǔ)存和對(duì)獲得的信息編碼、鞏固、儲(chǔ)存和“再現(xiàn)再現(xiàn)”的神經(jīng)過(guò)程。的神經(jīng)過(guò)程。 學(xué)習(xí)和記憶是

2、腦的最基本功能之一學(xué)習(xí)和記憶是腦的最基本功能之一4o獲得獲得：感知外界事物或接受外界信息的階段，也就是通過(guò)：感知外界事物或接受外界信息的階段，也就是通過(guò)感覺(jué)系統(tǒng)向腦內(nèi)輸入信號(hào)的階段。注意對(duì)獲得信息的影響感覺(jué)系統(tǒng)向腦內(nèi)輸入信號(hào)的階段。注意對(duì)獲得信息的影響很大。很大。o鞏固：鞏固：獲得的信息在腦內(nèi)編碼貯存和保持的階段。保存時(shí)獲得的信息在腦內(nèi)編碼貯存和保持的階段。保存時(shí)間的長(zhǎng)短和鞏固程度的強(qiáng)弱與該信息對(duì)個(gè)體的意義以及是間的長(zhǎng)短和鞏固程度的強(qiáng)弱與該信息對(duì)個(gè)體的意義以及是否反復(fù)應(yīng)用有關(guān)。否反復(fù)應(yīng)用有關(guān)。o再現(xiàn)：再現(xiàn)：將貯存于腦內(nèi)的信息提取出來(lái)使之重現(xiàn)于意識(shí)中的將貯存于腦內(nèi)的信息提取出來(lái)使之重現(xiàn)于意識(shí)中的

3、過(guò)程，即回憶。過(guò)程，即回憶。 學(xué)習(xí)和記憶的基本過(guò)程：學(xué)習(xí)和記憶的基本過(guò)程：5一、學(xué)習(xí)與記憶的分類(lèi)一、學(xué)習(xí)與記憶的分類(lèi)1 1、學(xué)習(xí)的分類(lèi)、學(xué)習(xí)的分類(lèi)1.1 1.1 非聯(lián)合型學(xué)習(xí)（非聯(lián)合型學(xué)習(xí)（non-associative learningnon-associative learning） 刺激與反應(yīng)之間不形成明確聯(lián)系的學(xué)習(xí)形刺激與反應(yīng)之間不形成明確聯(lián)系的學(xué)習(xí)形 式，通常是單一刺激長(zhǎng)期作用后，個(gè)體對(duì)式，通常是單一刺激長(zhǎng)期作用后，個(gè)體對(duì) 該刺激的反應(yīng)增大或減弱的神經(jīng)過(guò)程。該刺激的反應(yīng)增大或減弱的神經(jīng)過(guò)程。61.1.1 1.1.1 習(xí)慣化（習(xí)慣化（habituationhabituation）o一個(gè)

4、不具有傷害性的刺激重復(fù)作用時(shí)，神經(jīng)系一個(gè)不具有傷害性的刺激重復(fù)作用時(shí)，神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)該刺激的反應(yīng)逐漸減弱的現(xiàn)象。統(tǒng)對(duì)該刺激的反應(yīng)逐漸減弱的現(xiàn)象。o個(gè)體學(xué)會(huì)不理會(huì)無(wú)意義的、重復(fù)出現(xiàn)的刺激。個(gè)體學(xué)會(huì)不理會(huì)無(wú)意義的、重復(fù)出現(xiàn)的刺激。71.1.2 1.1.2 敏感化敏感化(sensitization)(sensitization)o當(dāng)一個(gè)強(qiáng)刺激或傷害性刺激存在時(shí)，神經(jīng)系統(tǒng)當(dāng)一個(gè)強(qiáng)刺激或傷害性刺激存在時(shí)，神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)一個(gè)弱刺激的反應(yīng)有可能變大的現(xiàn)象。對(duì)一個(gè)弱刺激的反應(yīng)有可能變大的現(xiàn)象。o強(qiáng)烈的感覺(jué)刺激強(qiáng)化了對(duì)其它弱刺激的反應(yīng)，強(qiáng)烈的感覺(jué)刺激強(qiáng)化了對(duì)其它弱刺激的反應(yīng)，包括那些在以前不引起反應(yīng)或只引起輕微反應(yīng)包括

5、那些在以前不引起反應(yīng)或只引起輕微反應(yīng)的刺激和已經(jīng)習(xí)慣化了的刺激。的刺激和已經(jīng)習(xí)慣化了的刺激。81.2 1.2 聯(lián)合型學(xué)習(xí)（聯(lián)合型學(xué)習(xí)（associative learningassociative learning）個(gè)體在事件與事件之間建立起某種形個(gè)體在事件與事件之間建立起某種形式的聯(lián)系或預(yù)示某種關(guān)系的學(xué)習(xí)。式的聯(lián)系或預(yù)示某種關(guān)系的學(xué)習(xí)。n經(jīng)典的條件反射（經(jīng)典的條件反射（classical conditioningclassical conditioning）n刺激刺激A A的出現(xiàn)預(yù)示著刺激的出現(xiàn)預(yù)示著刺激B B的出現(xiàn)的出現(xiàn)n操作式條件反射（操作式條件反射（operant conditioni

6、ngoperant conditioning）n特定的行為預(yù)示著特定的結(jié)果特定的行為預(yù)示著特定的結(jié)果91.2.1 1.2.1 經(jīng)典條件反射（經(jīng)典條件反射（classical conditioningclassical conditioning）n1919世紀(jì)末，俄國(guó)生理學(xué)家巴普世紀(jì)末，俄國(guó)生理學(xué)家巴普洛夫（洛夫（PavlovPavlov）發(fā)現(xiàn)的）發(fā)現(xiàn)的n動(dòng)物學(xué)會(huì)在兩個(gè)刺激之間形成動(dòng)物學(xué)會(huì)在兩個(gè)刺激之間形成聯(lián)系（食物和鈴聲）聯(lián)系（食物和鈴聲）n非條件刺激（非條件刺激（USUS，食物，食物) )：正常：正常情況下能引起可測(cè)量的生理反情況下能引起可測(cè)量的生理反應(yīng)，如唾液分泌應(yīng)，如唾液分泌n條件刺激（

7、條件刺激（CSCS，鈴聲）：正常，鈴聲）：正常情況下不能引起可測(cè)量的生理情況下不能引起可測(cè)量的生理反應(yīng)反應(yīng)10當(dāng)條件刺激（當(dāng)條件刺激（CSCS）與非條件刺激（）與非條件刺激（US)US)在時(shí)間上的結(jié)合在時(shí)間上的結(jié)合n如果如果CSCS和和USUS同時(shí)出現(xiàn)，或同時(shí)出現(xiàn)，或CSCS先于先于USUS出現(xiàn)，條件刺激能夠建立出現(xiàn)，條件刺激能夠建立n如果如果CSCS先于先于USUS出現(xiàn)但二者之間間隔時(shí)間較長(zhǎng)，條件反射不穩(wěn)出現(xiàn)但二者之間間隔時(shí)間較長(zhǎng)，條件反射不穩(wěn)定或不能建立定或不能建立n如果如果CSCS晚于晚于USUS出現(xiàn)，條件反射不能建立出現(xiàn)，條件反射不能建立111.2.2 1.2.2 操作式條件反射（操作

8、式條件反射（operant conditioningoperant conditioning） 2020世紀(jì)初，哥倫比亞大學(xué)心理世紀(jì)初，哥倫比亞大學(xué)心理學(xué)家桑戴克（學(xué)家桑戴克（ThorndikeThorndike）發(fā)現(xiàn)）發(fā)現(xiàn) 動(dòng)物學(xué)會(huì)將動(dòng)作與一個(gè)有意義動(dòng)物學(xué)會(huì)將動(dòng)作與一個(gè)有意義的結(jié)果（食物）聯(lián)系起來(lái)。的結(jié)果（食物）聯(lián)系起來(lái)。 通過(guò)完成某種運(yùn)動(dòng)或操作才能通過(guò)完成某種運(yùn)動(dòng)或操作才能得到形成，其建立要求獎(jiǎng)勵(lì)緊得到形成，其建立要求獎(jiǎng)勵(lì)緊隨反應(yīng)之后出現(xiàn)隨反應(yīng)之后出現(xiàn) 動(dòng)機(jī)在操作式條件反射中起重動(dòng)機(jī)在操作式條件反射中起重要作用，神經(jīng)回路復(fù)雜。要作用，神經(jīng)回路復(fù)雜。122 2、記憶的分類(lèi)、記憶的分類(lèi)2.1

9、2.1 陳述性記憶（陳述性記憶（declarative memorydeclarative memory） 對(duì)事實(shí)、事件情景及它們之間相互關(guān)系的記憶，有意識(shí)的、對(duì)事實(shí)、事件情景及它們之間相互關(guān)系的記憶，有意識(shí)的、能夠用語(yǔ)言清晰的描述的記憶。能夠用語(yǔ)言清晰的描述的記憶。 可以很快形成，也可以經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的學(xué)習(xí)后形成?？梢院芸煨纬?，也可以經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的學(xué)習(xí)后形成。 情景式記憶：對(duì)一件具體的事物或一個(gè)場(chǎng)面情景式記憶：對(duì)一件具體的事物或一個(gè)場(chǎng)面 語(yǔ)義式記憶：文字、語(yǔ)言語(yǔ)義式記憶：文字、語(yǔ)言 外顯記憶（外顯記憶（explicit memoryexplicit memory）132.2 2.2 非陳述性記

10、憶（非陳述性記憶（non-declarative memorynon-declarative memory） 無(wú)意識(shí)的、含糊的回憶，記憶的內(nèi)容無(wú)法用語(yǔ)言來(lái)描述，無(wú)意識(shí)的、含糊的回憶，記憶的內(nèi)容無(wú)法用語(yǔ)言來(lái)描述，多次重復(fù)練習(xí)，一旦形成不易遺忘。多次重復(fù)練習(xí)，一旦形成不易遺忘。 非聯(lián)合型學(xué)習(xí)（習(xí)慣化和敏感化）形成的記憶非聯(lián)合型學(xué)習(xí)（習(xí)慣化和敏感化）形成的記憶 聯(lián)合型學(xué)習(xí)形成的記憶聯(lián)合型學(xué)習(xí)形成的記憶 啟動(dòng)效應(yīng)啟動(dòng)效應(yīng) 程序性記憶程序性記憶 內(nèi)隱記憶（內(nèi)隱記憶（implicit memoryimplicit memory）2.2.1 2.2.1 非聯(lián)合型學(xué)習(xí)形成的記憶非聯(lián)合型學(xué)習(xí)形成的記憶2.2.2

11、 2.2.2 聯(lián)合型學(xué)習(xí)形成的記憶聯(lián)合型學(xué)習(xí)形成的記憶如經(jīng)典的條件反射，儲(chǔ)存在小腦、杏仁核、海馬。如經(jīng)典的條件反射，儲(chǔ)存在小腦、杏仁核、海馬。如習(xí)慣化和敏感化學(xué)習(xí)，儲(chǔ)存在反射回路。如習(xí)慣化和敏感化學(xué)習(xí)，儲(chǔ)存在反射回路。2.2.3 2.2.3 程序性記憶程序性記憶關(guān)于技巧、習(xí)慣的記憶（如學(xué)彈鋼琴、騎自行車(chē)），關(guān)于技巧、習(xí)慣的記憶（如學(xué)彈鋼琴、騎自行車(chē)），儲(chǔ)存于紋狀體、運(yùn)動(dòng)皮層、小腦及其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中。儲(chǔ)存于紋狀體、運(yùn)動(dòng)皮層、小腦及其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中。2.2.4 2.2.4 啟動(dòng)效應(yīng)啟動(dòng)效應(yīng)/ /初始化效應(yīng)初始化效應(yīng)曾經(jīng)無(wú)意識(shí)地見(jiàn)過(guò)、聽(tīng)過(guò)的某一種刺激，當(dāng)再次出現(xiàn)曾經(jīng)無(wú)意識(shí)地見(jiàn)過(guò)、聽(tīng)過(guò)的某一種刺激，當(dāng)再次出現(xiàn)

12、時(shí)，個(gè)體對(duì)其辨認(rèn)速度加快，儲(chǔ)存在新皮層。時(shí)，個(gè)體對(duì)其辨認(rèn)速度加快，儲(chǔ)存在新皮層。1516陳述性記憶與非陳述性記憶的區(qū)別陳述性記憶與非陳述性記憶的區(qū)別 陳述性記憶通常通過(guò)有意識(shí)的回憶來(lái)獲取，可以用語(yǔ)言陳述性記憶通常通過(guò)有意識(shí)的回憶來(lái)獲取，可以用語(yǔ)言來(lái)描述被記憶的過(guò)程；來(lái)描述被記憶的過(guò)程； 陳述性記憶容易形成，也容易遺忘。陳述性記憶容易形成，也容易遺忘。172.3 2.3 短時(shí)記憶與長(zhǎng)時(shí)記憶短時(shí)記憶與長(zhǎng)時(shí)記憶v 即時(shí)記憶（即時(shí)記憶（immediate memory)immediate memory)：信息被接受的瞬間在腦：信息被接受的瞬間在腦 內(nèi)的保留，容量非常有限。內(nèi)的保留，容量非常有限。v 工

13、作記憶（工作記憶（working memoryworking memory）：即時(shí)記憶的內(nèi)容在時(shí)間上）：即時(shí)記憶的內(nèi)容在時(shí)間上 的延續(xù)，即為了完成某種任務(wù)操作時(shí)，需要臨時(shí)、主動(dòng)地的延續(xù)，即為了完成某種任務(wù)操作時(shí)，需要臨時(shí)、主動(dòng)地 保留或復(fù)述有用的信息。保留或復(fù)述有用的信息。2.3.1 2.3.1 短時(shí)記憶（短時(shí)記憶（short-term memoryshort-term memory）大腦暫時(shí)保存信息的過(guò)程，容易被遺忘或被整合大腦暫時(shí)保存信息的過(guò)程，容易被遺忘或被整合到長(zhǎng)時(shí)記憶中。到長(zhǎng)時(shí)記憶中。18 2.3.2 2.3.2 長(zhǎng)時(shí)記憶（長(zhǎng)時(shí)記憶（long-term memorylong-term

14、 memory）v 較為持久的、容量較大的、不需要重復(fù)的記憶。較為持久的、容量較大的、不需要重復(fù)的記憶。 鞏固鞏固19 人類(lèi)的記憶過(guò)程人類(lèi)的記憶過(guò)程20因此：因此： 記憶不是單一系統(tǒng)，而是有不同的類(lèi)型記憶不是單一系統(tǒng)，而是有不同的類(lèi)型 不同類(lèi)型的記憶儲(chǔ)存在腦的不同部位不同類(lèi)型的記憶儲(chǔ)存在腦的不同部位 腦的特定部位受損，只影響特定類(lèi)型的記憶腦的特定部位受損，只影響特定類(lèi)型的記憶21二、遺忘癥和記憶痕跡二、遺忘癥和記憶痕跡1 1、遺忘與遺忘癥（、遺忘與遺忘癥（amnesiaamnesia）遺忘癥：遺忘癥：疾病或腦損傷造成記憶的嚴(yán)重喪失疾病或腦損傷造成記憶的嚴(yán)重喪失遺忘：遺忘：部分或完全失去回憶和再

15、認(rèn)的能力部分或完全失去回憶和再認(rèn)的能力22 順行性遺忘（順行性遺忘（anterograde amnesiaanterograde amnesia）（）（b b圖）圖） 與逆行性遺忘（與逆行性遺忘（reterograde amnesiareterograde amnesia）（）（a a圖）圖）232 2、記憶痕跡（、記憶痕跡（memory tracememory trace） 記憶的物質(zhì)代表或記憶所在的部位稱(chēng)為記憶痕跡記憶的物質(zhì)代表或記憶所在的部位稱(chēng)為記憶痕跡當(dāng)你學(xué)習(xí)和記憶一個(gè)新單詞的含義當(dāng)你學(xué)習(xí)和記憶一個(gè)新單詞的含義時(shí)，這種信息被儲(chǔ)存在哪里？時(shí)，這種信息被儲(chǔ)存在哪里？242.1 Lashle

16、y2.1 Lashley的大鼠迷宮實(shí)驗(yàn)的大鼠迷宮實(shí)驗(yàn) 2020世紀(jì)世紀(jì)2020年代，美國(guó)哈佛大學(xué)年代，美國(guó)哈佛大學(xué)心理學(xué)家心理學(xué)家LashleyLashley設(shè)計(jì)的研究大設(shè)計(jì)的研究大腦皮層損傷對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶影腦皮層損傷對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶影響的實(shí)驗(yàn)。響的實(shí)驗(yàn)。 認(rèn)為記憶痕跡彌散儲(chǔ)存于大腦認(rèn)為記憶痕跡彌散儲(chǔ)存于大腦皮層，無(wú)明確定位。皮層，無(wú)明確定位。 大腦皮層所有腦區(qū)對(duì)學(xué)習(xí)和記大腦皮層所有腦區(qū)對(duì)學(xué)習(xí)和記憶有同等重要性憶有同等重要性 同等能力原理同等能力原理25n大鼠的迷宮行為依賴(lài)多種刺激：觸覺(jué)、視覺(jué)、嗅大鼠的迷宮行為依賴(lài)多種刺激：觸覺(jué)、視覺(jué)、嗅覺(jué)覺(jué)n實(shí)驗(yàn)損傷的腦區(qū)域廣泛實(shí)驗(yàn)損傷的腦區(qū)域廣泛n皮層下的結(jié)

17、構(gòu)是否參與了學(xué)習(xí)與記憶過(guò)程？皮層下的結(jié)構(gòu)是否參與了學(xué)習(xí)與記憶過(guò)程？ 但是，拉什里的迷宮實(shí)驗(yàn)存在許多問(wèn)題但是，拉什里的迷宮實(shí)驗(yàn)存在許多問(wèn)題262.2 2.2 赫布（赫布（HebbHebb）的細(xì)胞集合學(xué)說(shuō)）的細(xì)胞集合學(xué)說(shuō)nHebbHebb（加拿大麥吉爾大學(xué)心理學(xué)家）認(rèn)為：在搞清對(duì)外部事件（加拿大麥吉爾大學(xué)心理學(xué)家）認(rèn)為：在搞清對(duì)外部事件的表征如何被儲(chǔ)存及儲(chǔ)存在哪里之前，首先要明白腦的活動(dòng)是的表征如何被儲(chǔ)存及儲(chǔ)存在哪里之前，首先要明白腦的活動(dòng)是如何表征外部事件的。如何表征外部事件的。n2020世紀(jì)世紀(jì)4040年代，年代，HebbHebb在在行為的組織行為的組織一書(shū)中提出：機(jī)體對(duì)刺一書(shū)中提出：機(jī)體對(duì)刺

18、激的表征，由所有被這一刺激同時(shí)激活的神經(jīng)元來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些激的表征，由所有被這一刺激同時(shí)激活的神經(jīng)元來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些同時(shí)被激活的神經(jīng)元稱(chēng)為同時(shí)被激活的神經(jīng)元稱(chēng)為細(xì)胞集合（細(xì)胞集合（cell assembly)cell assembly)27 細(xì)胞集合內(nèi)所有神經(jīng)元彼此交互聯(lián)系，共同表征信息細(xì)胞集合內(nèi)所有神經(jīng)元彼此交互聯(lián)系，共同表征信息28HebbHebb細(xì)胞集合（分布式記憶存儲(chǔ)學(xué)說(shuō)）要點(diǎn)：細(xì)胞集合（分布式記憶存儲(chǔ)學(xué)說(shuō)）要點(diǎn)： 記憶痕跡廣泛分布于細(xì)胞集合的突觸聯(lián)系記憶痕跡廣泛分布于細(xì)胞集合的突觸聯(lián)系 細(xì)胞集合可由參與感覺(jué)和感知的同一群神細(xì)胞集合可由參與感覺(jué)和感知的同一群神經(jīng)元組成經(jīng)元組成 細(xì)胞集合中部分神

19、經(jīng)元被損毀并不能消除細(xì)胞集合中部分神經(jīng)元被損毀并不能消除記憶痕跡記憶痕跡291 1、陳述性記憶的腦系統(tǒng)、陳述性記憶的腦系統(tǒng)1.1. 1.1. 內(nèi)側(cè)顳葉內(nèi)側(cè)顳葉三、與學(xué)習(xí)和記憶有關(guān)的腦區(qū)三、與學(xué)習(xí)和記憶有關(guān)的腦區(qū)嗅周皮層內(nèi)嗅皮層杏仁核海 馬30信息在內(nèi)側(cè)顳葉加工處理的信息在內(nèi)側(cè)顳葉加工處理的“流程圖流程圖” 各種各種感覺(jué)信息感覺(jué)信息31 米爾納的遺忘病人研究米爾納的遺忘病人研究n19571957年神經(jīng)心理學(xué)家米爾年神經(jīng)心理學(xué)家米爾納對(duì)一位癲癇患者進(jìn)行研納對(duì)一位癲癇患者進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn)究時(shí)發(fā)現(xiàn)nH.MH.M是癲癇患者，是癲癇患者，2727歲時(shí)歲時(shí)接受雙側(cè)顳葉切除后，接受雙側(cè)顳葉切除后，導(dǎo)致部分逆行性

20、遺忘和導(dǎo)致部分逆行性遺忘和嚴(yán)重的順行性遺忘。嚴(yán)重的順行性遺忘。n不能形成新的長(zhǎng)時(shí)記憶不能形成新的長(zhǎng)時(shí)記憶nH.M.H.M.練習(xí)鏡描練習(xí)鏡描（mirror mirror drawingdrawing）。能夠像正常人一）。能夠像正常人一樣進(jìn)步，即鏡描知識(shí)的程序記樣進(jìn)步，即鏡描知識(shí)的程序記憶完好。憶完好。 n但但H.MH.M卻聲稱(chēng)從未練習(xí)過(guò)，即卻聲稱(chēng)從未練習(xí)過(guò)，即情景記憶（陳述性記憶系統(tǒng)）情景記憶（陳述性記憶系統(tǒng)）受損。受損。n米爾納工作的意義：米爾納工作的意義：n內(nèi)側(cè)顳葉損傷，割斷了短時(shí)記憶與長(zhǎng)時(shí)記憶之間的聯(lián)系內(nèi)側(cè)顳葉損傷，割斷了短時(shí)記憶與長(zhǎng)時(shí)記憶之間的聯(lián)系n “同等能力原理同等能力原理”不能成立

21、，因?yàn)閮?nèi)側(cè)顳葉的局部損傷對(duì)不能成立，因?yàn)閮?nèi)側(cè)顳葉的局部損傷對(duì)認(rèn)知能力沒(méi)有影響，只是破壞了新記憶的能力認(rèn)知能力沒(méi)有影響，只是破壞了新記憶的能力n記憶不只有一種類(lèi)型，有些記憶建立不依賴(lài)于內(nèi)側(cè)顳葉記憶不只有一種類(lèi)型，有些記憶建立不依賴(lài)于內(nèi)側(cè)顳葉 33顳葉損毀將導(dǎo)致記憶儲(chǔ)存區(qū)的破壞，引起記憶障礙顳葉損毀將導(dǎo)致記憶儲(chǔ)存區(qū)的破壞，引起記憶障礙; ;最嚴(yán)重的記憶缺損是最嚴(yán)重的記憶缺損是內(nèi)側(cè)顳葉內(nèi)側(cè)顳葉的的嗅周皮層嗅周皮層損毀造成的損毀造成的. .猴的延緩非樣本匹配任務(wù)猴的延緩非樣本匹配任務(wù)341.2 1.2 間腦間腦n丘腦前核丘腦前核n丘腦背內(nèi)側(cè)核丘腦背內(nèi)側(cè)核n下丘腦乳頭核下丘腦乳頭核海馬海馬額葉皮層額葉皮

22、層丘腦背內(nèi)側(cè)核丘腦背內(nèi)側(cè)核顳葉顳葉扣帶回扣帶回丘腦前核丘腦前核下丘腦乳頭核下丘腦乳頭核穹隆穹隆35 N.A N.A： 間腦損害造成的遺忘癥間腦損害造成的遺忘癥nN.A N.A 左側(cè)丘腦背內(nèi)側(cè)核毀損左側(cè)丘腦背內(nèi)側(cè)核毀損n嚴(yán)重的順行遺忘和部分逆行嚴(yán)重的順行遺忘和部分逆行遺忘，但認(rèn)知能力正常遺忘，但認(rèn)知能力正常361.3 1.3 前額葉皮層與工作記憶前額葉皮層與工作記憶37 猴操作延緩反應(yīng)猴操作延緩反應(yīng)391.4 1.4 顳下回與陳述性記憶顳下回與陳述性記憶n 神經(jīng)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)：神經(jīng)生理學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)： 顳下回神經(jīng)元與特定類(lèi)型記憶儲(chǔ)存有顳下回神經(jīng)元與特定類(lèi)型記憶儲(chǔ)存有 關(guān)，如顳下回神經(jīng)元能夠編碼面孔記

23、關(guān)，如顳下回神經(jīng)元能夠編碼面孔記 憶，而且對(duì)不同面孔有選擇性憶，而且對(duì)不同面孔有選擇性40頂內(nèi)頂內(nèi)溝溝2 2、頂內(nèi)溝外側(cè)區(qū)與工作記憶、頂內(nèi)溝外側(cè)區(qū)與工作記憶 猴操作眼動(dòng)延緩反應(yīng)任務(wù)猴操作眼動(dòng)延緩反應(yīng)任務(wù)暗示期暗示期延緩期延緩期反應(yīng)期反應(yīng)期41n指習(xí)得處理周?chē)挛?、運(yùn)作于日指習(xí)得處理周?chē)挛?、運(yùn)作于日常生活某種程序的過(guò)程。常生活某種程序的過(guò)程。n屬于非陳述性記憶屬于非陳述性記憶 3. 3. 習(xí)慣學(xué)習(xí)（習(xí)慣學(xué)習(xí)（habit learninghabit learning）的腦區(qū)）的腦區(qū)n任務(wù)任務(wù)1 1：n大鼠學(xué)習(xí)在迷宮的大鼠學(xué)習(xí)在迷宮的8 8條臂中取得食物（條臂中取得食物（A A）n大鼠學(xué)會(huì)不進(jìn)入已

24、經(jīng)訪問(wèn)過(guò)的臂（大鼠學(xué)會(huì)不進(jìn)入已經(jīng)訪問(wèn)過(guò)的臂（B B）n海馬毀損的大鼠不能學(xué)會(huì)這種操作任務(wù)，海馬毀損的大鼠不能學(xué)會(huì)這種操作任務(wù)，新紋狀體毀損的大鼠不受影響新紋狀體毀損的大鼠不受影響n(yōu)任務(wù)任務(wù)1 1和任務(wù)和任務(wù)2 2的差別的差別n任務(wù)任務(wù)1 1中，大鼠需要記住已經(jīng)訪問(wèn)過(guò)的特定位置，而在不同時(shí)間需要記中，大鼠需要記住已經(jīng)訪問(wèn)過(guò)的特定位置，而在不同時(shí)間需要記住的信息是各不相同的，這種任務(wù)屬于陳述性記憶，需要有海馬參與。住的信息是各不相同的，這種任務(wù)屬于陳述性記憶，需要有海馬參與。n任務(wù)任務(wù)2 2中的信息是固定不變的，大鼠每天要記住的只有一種規(guī)律，即有中的信息是固定不變的，大鼠每天要記住的只有一種規(guī)律，

25、即有信號(hào)燈的臂就有食物獎(jiǎng)勵(lì)，大鼠通過(guò)重復(fù)學(xué)習(xí)就會(huì)建立起這種記憶，信號(hào)燈的臂就有食物獎(jiǎng)勵(lì)，大鼠通過(guò)重復(fù)學(xué)習(xí)就會(huì)建立起這種記憶，屬于習(xí)慣學(xué)習(xí)，是非陳述性記憶。屬于習(xí)慣學(xué)習(xí)，是非陳述性記憶。n任務(wù)任務(wù)2 2：n大鼠學(xué)習(xí)在迷宮中有信號(hào)燈的大鼠學(xué)習(xí)在迷宮中有信號(hào)燈的4 4條臂中條臂中取得食物（取得食物（C C圖圖) )n大鼠學(xué)會(huì)不進(jìn)入已經(jīng)訪問(wèn)過(guò)的臂（大鼠學(xué)會(huì)不進(jìn)入已經(jīng)訪問(wèn)過(guò)的臂（C C圖圖) )n新紋狀體毀損的大鼠會(huì)影響該任務(wù)的完新紋狀體毀損的大鼠會(huì)影響該任務(wù)的完成，海馬毀損的大鼠不受影響成，海馬毀損的大鼠不受影響434 4、與運(yùn)動(dòng)技巧（、與運(yùn)動(dòng)技巧（motor skillmotor skill）有關(guān)的

26、腦結(jié)構(gòu)）有關(guān)的腦結(jié)構(gòu)n通過(guò)訓(xùn)練可以在不知不覺(jué)中獲得某些運(yùn)通過(guò)訓(xùn)練可以在不知不覺(jué)中獲得某些運(yùn)動(dòng)技巧的操作程序，屬于非陳述性記憶動(dòng)技巧的操作程序，屬于非陳述性記憶n腦功能成像發(fā)現(xiàn)，該任務(wù)中有多個(gè)腦區(qū)腦功能成像發(fā)現(xiàn)，該任務(wù)中有多個(gè)腦區(qū)被激活：新紋狀體、運(yùn)動(dòng)區(qū)被激活：新紋狀體、運(yùn)動(dòng)區(qū)n但運(yùn)動(dòng)技巧的記憶痕跡最終存在于什么但運(yùn)動(dòng)技巧的記憶痕跡最終存在于什么位置尚無(wú)定論位置尚無(wú)定論n運(yùn)動(dòng)皮層運(yùn)動(dòng)皮層n運(yùn)動(dòng)皮層與新紋狀體通路的突觸發(fā)生修飾運(yùn)動(dòng)皮層與新紋狀體通路的突觸發(fā)生修飾n與意識(shí)和注意相關(guān)的腦區(qū)與意識(shí)和注意相關(guān)的腦區(qū)n前額葉皮層（工作記憶）前額葉皮層（工作記憶）n頂葉皮層（視覺(jué)注意）頂葉皮層（視覺(jué)注意）n小

27、腦（運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)）小腦（運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)） 操作順序DBCACBDCBADBCA運(yùn)動(dòng)順序?qū)W習(xí)的實(shí)驗(yàn)范例運(yùn)動(dòng)順序?qū)W習(xí)的實(shí)驗(yàn)范例44 記憶功能并不局限于大腦的某一特定位置，一個(gè)單獨(dú)的記憶功能并不局限于大腦的某一特定位置，一個(gè)單獨(dú)的腦區(qū)可能不能行使儲(chǔ)存生活經(jīng)歷的全部記憶功能。腦區(qū)可能不能行使儲(chǔ)存生活經(jīng)歷的全部記憶功能。 普遍認(rèn)為，陳述性記憶是來(lái)自聯(lián)合皮層經(jīng)過(guò)整合處理的普遍認(rèn)為，陳述性記憶是來(lái)自聯(lián)合皮層經(jīng)過(guò)整合處理的信息，在內(nèi)側(cè)顳葉及間腦進(jìn)一步加工處理，最終的記憶以更信息，在內(nèi)側(cè)顳葉及間腦進(jìn)一步加工處理，最終的記憶以更持久的形式儲(chǔ)存在新皮層。持久的形式儲(chǔ)存在新皮層。 但關(guān)于記憶功能還有許多尚未解決的問(wèn)題但關(guān)于記憶

28、功能還有許多尚未解決的問(wèn)題: : 記憶是如何被儲(chǔ)存的？記憶是如何被儲(chǔ)存的？ 記憶儲(chǔ)存的生理和物質(zhì)基礎(chǔ)是什么？記憶儲(chǔ)存的生理和物質(zhì)基礎(chǔ)是什么？因此：因此：45四、學(xué)習(xí)和記憶的突觸機(jī)制四、學(xué)習(xí)和記憶的突觸機(jī)制1 1、無(wú)脊椎動(dòng)物海兔學(xué)習(xí)記憶的突觸機(jī)制、無(wú)脊椎動(dòng)物海兔學(xué)習(xí)記憶的突觸機(jī)制Aplysia Aplysia （海兔）：（海兔）：屬于海洋軟體動(dòng)屬于海洋軟體動(dòng)物，神經(jīng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，神經(jīng)元與神經(jīng)回物，神經(jīng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，神經(jīng)元與神經(jīng)回路容易鑒定，具有習(xí)慣化、敏感化和路容易鑒定，具有習(xí)慣化、敏感化和經(jīng)典條件反射等簡(jiǎn)單形式的學(xué)習(xí)能力經(jīng)典條件反射等簡(jiǎn)單形式的學(xué)習(xí)能力46縮腮反射：將一股水流噴射到海兔的肉質(zhì)噴水管上，

29、噴水管縮腮反射：將一股水流噴射到海兔的肉質(zhì)噴水管上，噴水管 和腮發(fā)生收縮。和腮發(fā)生收縮。習(xí)慣化：如反復(fù)噴水后，縮腮反射逐漸減弱。習(xí)慣化：如反復(fù)噴水后，縮腮反射逐漸減弱。1.1 1.1 海兔的縮腮反射的習(xí)慣化海兔的縮腮反射的習(xí)慣化腮腮水流水流噴水管?chē)娝芸s腮反射縮腮反射47噴水管的感覺(jué)神經(jīng)元噴水管的感覺(jué)神經(jīng)元 縮腮反射的神經(jīng)通路縮腮反射的神經(jīng)通路支配腮的肌肉支配腮的肌肉腮肌運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元腮肌運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元Sensory neuronSiphon skinMotor neuronGill muscle48 縮腮反射的可能神經(jīng)機(jī)制縮腮反射的可能神經(jīng)機(jī)制 噴水管皮膚的感覺(jué)神經(jīng)末梢對(duì)噴水流刺激的噴水管皮膚的感覺(jué)

30、神經(jīng)末梢對(duì)噴水流刺激的 敏感性降低？敏感性降低？ 縮腮肌對(duì)來(lái)自運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元信號(hào)的反應(yīng)降低？縮腮肌對(duì)來(lái)自運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元信號(hào)的反應(yīng)降低？ 感覺(jué)神經(jīng)元與運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元之間的突觸發(fā)生某感覺(jué)神經(jīng)元與運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元之間的突觸發(fā)生某 種變化？種變化？49Habituation at the cellular levelHabituation at the cellular level習(xí)慣化發(fā)生在感覺(jué)神經(jīng)元和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元之間的突觸聯(lián)習(xí)慣化發(fā)生在感覺(jué)神經(jīng)元和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元之間的突觸聯(lián)系上，在習(xí)慣化過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的系上，在習(xí)慣化過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的EPSPEPSP下降。下降。50 既然突觸修飾是習(xí)慣化的神經(jīng)機(jī)制，既然突觸修飾是習(xí)

31、慣化的神經(jīng)機(jī)制，那么這種修飾發(fā)生在突觸的什么部位？那么這種修飾發(fā)生在突觸的什么部位？習(xí)慣化過(guò)程中突觸前鈣離子內(nèi)流減少，習(xí)慣化過(guò)程中突觸前鈣離子內(nèi)流減少，感覺(jué)神經(jīng)元釋放的神經(jīng)遞質(zhì)減少。感覺(jué)神經(jīng)元釋放的神經(jīng)遞質(zhì)減少。（1 1）突觸前感覺(jué)神經(jīng)元軸突終末釋?zhuān)┩挥|前感覺(jué)神經(jīng)元軸突終末釋 放神經(jīng)遞質(zhì)減少？放神經(jīng)遞質(zhì)減少？（2 2）突觸后運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元對(duì)遞質(zhì)的反）突觸后運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元對(duì)遞質(zhì)的反 應(yīng)性降低？應(yīng)性降低？重復(fù)刺激為什么會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)遞質(zhì)的釋放減少？重復(fù)刺激為什么會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)遞質(zhì)的釋放減少？習(xí)慣化與突觸前修飾有關(guān)！習(xí)慣化與突觸前修飾有關(guān)！511.2 1.2 縮腮反射的敏感化縮腮反射的敏感化給海兔尾部一個(gè)短暫的給海

32、兔尾部一個(gè)短暫的電擊，海兔對(duì)噴水管刺電擊，海兔對(duì)噴水管刺激的縮腮反應(yīng)增強(qiáng)。激的縮腮反應(yīng)增強(qiáng)。SiphonGill52中間神經(jīng)元，中間神經(jīng)元，釋放釋放5HT電擊如何導(dǎo)致縮腮反應(yīng)電擊如何導(dǎo)致縮腮反應(yīng)的敏感化？的敏感化？53電擊如何導(dǎo)致縮腮反應(yīng)的敏感化？電擊如何導(dǎo)致縮腮反應(yīng)的敏感化？n中間神經(jīng)元釋放的中間神經(jīng)元釋放的5HT與感覺(jué)神經(jīng)元受體結(jié)合，與感覺(jué)神經(jīng)元受體結(jié)合，引起感覺(jué)神經(jīng)元蛋白激酶引起感覺(jué)神經(jīng)元蛋白激酶A的磷酸化的磷酸化n蛋白激酶蛋白激酶A的磷酸化后的磷酸化后K通道關(guān)閉通道關(guān)閉n感覺(jué)神經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢粫r(shí)程感覺(jué)神經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢粫r(shí)程延長(zhǎng)延長(zhǎng)nCa2+進(jìn)入細(xì)胞增多，神經(jīng)進(jìn)入細(xì)胞增多，神經(jīng)遞質(zhì)釋放增加遞質(zhì)釋

33、放增加542 2、脊椎動(dòng)物中海馬的突觸可塑性研究、脊椎動(dòng)物中海馬的突觸可塑性研究2.1 2.1 海馬（海馬（hippocampushippocampus）的結(jié)構(gòu)）的結(jié)構(gòu)55 海馬及其纖維連接海馬及其纖維連接內(nèi)嗅皮層神經(jīng)元的軸突組內(nèi)嗅皮層神經(jīng)元的軸突組成前穿質(zhì)（成前穿質(zhì)（perforant perforant pathwaypathway），傳導(dǎo)來(lái)自聯(lián)合），傳導(dǎo)來(lái)自聯(lián)合皮層高度加工后的信息皮層高度加工后的信息56n19731973年，年，BlissBliss研究了海馬神研究了海馬神經(jīng)元在突觸傳遞中的作用經(jīng)元在突觸傳遞中的作用n短暫高頻刺激進(jìn)入海馬的前穿短暫高頻刺激進(jìn)入海馬的前穿質(zhì)神經(jīng)通路，導(dǎo)致神

34、經(jīng)通路上質(zhì)神經(jīng)通路，導(dǎo)致神經(jīng)通路上突觸傳遞效能持續(xù)增強(qiáng)，這種突觸傳遞效能持續(xù)增強(qiáng)，這種增強(qiáng)被稱(chēng)為增強(qiáng)被稱(chēng)為長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)（Long-term potential,LTPLong-term potential,LTP）2.2 2.2 活動(dòng)改變了海馬神經(jīng)元突觸傳遞效率活動(dòng)改變了海馬神經(jīng)元突觸傳遞效率572.3 LTP2.3 LTP具有一些特性使之適合成為信息存儲(chǔ)的一種具有一些特性使之適合成為信息存儲(chǔ)的一種 突觸機(jī)制！突觸機(jī)制！nLTPLTP在海馬的在海馬的3 3個(gè)基本神經(jīng)通路上被誘導(dǎo)出來(lái)個(gè)基本神經(jīng)通路上被誘導(dǎo)出來(lái)perforant pathgranule cellsmossy fibersp

35、yramidal cellsSchaffer collateralsglutamatesubiculum LTPLTP可以被快速誘導(dǎo)，一串高頻刺激可使突觸傳導(dǎo)效率成倍可以被快速誘導(dǎo)，一串高頻刺激可使突觸傳導(dǎo)效率成倍增加增加 LTPLTP一旦被誘導(dǎo)出來(lái)，可以穩(wěn)定地維持較長(zhǎng)的時(shí)間一旦被誘導(dǎo)出來(lái)，可以穩(wěn)定地維持較長(zhǎng)的時(shí)間 因此，因此，LTPLTP本身具有記憶過(guò)程的特點(diǎn)，可在適當(dāng)?shù)耐挥|上快本身具有記憶過(guò)程的特點(diǎn)，可在適當(dāng)?shù)耐挥|上快速形成并長(zhǎng)時(shí)間維持。速形成并長(zhǎng)時(shí)間維持。 但是，上述證據(jù)依然不足以證明但是，上述證據(jù)依然不足以證明LTPLTP就是記憶的儲(chǔ)存機(jī)制就是記憶的儲(chǔ)存機(jī)制59 海馬的神經(jīng)回路和長(zhǎng)時(shí)程

36、增強(qiáng)海馬的神經(jīng)回路和長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng) 縱坐標(biāo)為單脈沖刺激縱坐標(biāo)為單脈沖刺激SchafferSchaffer側(cè)支在側(cè)支在CA1CA1區(qū)神經(jīng)元上引起的興奮性區(qū)神經(jīng)元上引起的興奮性 突觸后電位（突觸后電位（EPSPEPSP）上升相的斜率，箭頭表示一串高頻強(qiáng)直刺激）上升相的斜率，箭頭表示一串高頻強(qiáng)直刺激2.4 Schaffer2.4 Schaffer側(cè)支通路的側(cè)支通路的LTPLTP60 SchafferSchaffer側(cè)支釋放遞質(zhì)谷氨酸與側(cè)支釋放遞質(zhì)谷氨酸與CA1CA1神經(jīng)元的神經(jīng)元的AMPAAMPA受體和受體和NMDANMDA受體受體結(jié)結(jié) AMPAAMPA受體與谷氨酸結(jié)合，引起受體與谷氨酸結(jié)合，引起EPS

37、PEPSP NMDANMDA受體是受體是CaCa2 2通道，正常情況下，通道，正常情況下，通道被通道被MgMg2+2+阻塞，阻塞，NMDANMDA受體不能通受體不能通過(guò)過(guò)CaCa2+2+ 當(dāng)突觸后神經(jīng)元處于去極化時(shí)，當(dāng)突觸后神經(jīng)元處于去極化時(shí)， MgMg2+2+，NMDANMDA受體與谷氨酸結(jié)合，引受體與谷氨酸結(jié)合，引起起CaCa2+2+內(nèi)流。內(nèi)流。NMDANMDA受體結(jié)合是誘發(fā)受體結(jié)合是誘發(fā)LTPLTP的關(guān)鍵環(huán)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)！ Ca Ca2+2+內(nèi)流增加激活內(nèi)流增加激活蛋白激酶蛋白激酶C C（PKCPKC）、）、鈣鈣調(diào)素依賴(lài)性蛋鈣鈣調(diào)素依賴(lài)性蛋 白激酶白激酶（CaMKCaMK）, ,使受體蛋白

38、發(fā)生磷酸化被激活或失活。使受體蛋白發(fā)生磷酸化被激活或失活。 AMPAAMPA受體磷酸化的結(jié)果，使受體磷酸化的結(jié)果，使AMPAAMPA受體對(duì)谷氨酸的反應(yīng)性增受體對(duì)谷氨酸的反應(yīng)性增 高，高，CA1CA1區(qū)神經(jīng)元的區(qū)神經(jīng)元的EPSPEPSP增大。增大。 LTPLTP被誘導(dǎo)出來(lái)！被誘導(dǎo)出來(lái)！Mg2+autophosphorylation(remain active afterCa2+ returns to normal)62nLTPLTP的維持不僅需要的維持不僅需要CA1CA1區(qū)神經(jīng)元區(qū)神經(jīng)元AMPAAMPA受體的活性增強(qiáng)，也需要受體的活性增強(qiáng)，也需要SchafferSchaffer側(cè)支末梢的活動(dòng)增強(qiáng)

39、側(cè)支末梢的活動(dòng)增強(qiáng)n已經(jīng)證實(shí)，已經(jīng)證實(shí)，LTPLTP被誘導(dǎo)以后，被誘導(dǎo)以后，SchafferSchaffer側(cè)支釋放谷氨酸增多側(cè)支釋放谷氨酸增多n蛋白激酶激活逆向信使（可能是蛋白激酶激活逆向信使（可能是NONO分子），使突觸前神經(jīng)元釋放遞質(zhì)分子），使突觸前神經(jīng)元釋放遞質(zhì)增加，增加，LTPLTP得以維持得以維持! !n但是，但是，LTPLTP的長(zhǎng)期維持僅有上述條件的長(zhǎng)期維持僅有上述條件是不夠的！是不夠的！ LTP LTP是如何被維持的？是如何被維持的？632.5 LTP2.5 LTP是陳述性記憶所必需的是陳述性記憶所必需的nLTPLTP只是一種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，是人為誘導(dǎo)出來(lái)的。因此，只是一種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，

40、是人為誘導(dǎo)出來(lái)的。因此，不能認(rèn)為不能認(rèn)為L(zhǎng)TPLTP就是記憶形成過(guò)程中所發(fā)生事件的必就是記憶形成過(guò)程中所發(fā)生事件的必然反映。然反映。n海馬海馬LTPLTP是空間記憶所必需的嗎？是空間記憶所必需的嗎？n如果海馬如果海馬LTPLTP缺損，空間記憶是否受影響？缺損，空間記憶是否受影響？n如果需要，如果需要，LTPLTP的精確作用是什么？的精確作用是什么？64英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)心理學(xué)家莫里斯（英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)心理學(xué)家莫里斯（ MorrisMorris）水迷宮實(shí)驗(yàn)）水迷宮實(shí)驗(yàn)65大鼠利用房間內(nèi)的空間暗示 （海報(bào)等）來(lái)尋找隱藏的平臺(tái) Water Maze Hidden Platform Task66 正常大鼠容

41、易記住隱藏平臺(tái)的位置（隱藏平臺(tái)任務(wù)）正常大鼠容易記住隱藏平臺(tái)的位置（隱藏平臺(tái)任務(wù)） 海馬注射海馬注射N(xiāo)MDA受體阻斷劑后，記不住平臺(tái)位置受體阻斷劑后，記不住平臺(tái)位置實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果67nNMDANMDA受體基因或受體基因或CaMKCaMK基因敲除的小鼠在基因敲除的小鼠在CA1CA1區(qū)不能誘區(qū)不能誘 導(dǎo)出導(dǎo)出LTPLTP，迷宮實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出空間學(xué)習(xí)記憶能力受損，迷宮實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出空間學(xué)習(xí)記憶能力受損68n記憶形成是突觸修飾、突觸蛋白的磷酸基團(tuán)數(shù)目改變的結(jié)果。記憶形成是突觸修飾、突觸蛋白的磷酸基團(tuán)數(shù)目改變的結(jié)果。蛋白質(zhì)的磷酸化導(dǎo)致突觸傳遞效能發(fā)生改變并形成記憶。蛋白質(zhì)的磷酸化導(dǎo)致突觸傳遞效能發(fā)生改變并

42、形成記憶。n海馬海馬LTPLTP的誘導(dǎo)和短時(shí)程陳述性記憶的誘導(dǎo)和短時(shí)程陳述性記憶: :磷酸基團(tuán)數(shù)目的增減發(fā)生磷酸基團(tuán)數(shù)目的增減發(fā)生在谷氨酸的在谷氨酸的AMPAAMPA受體，但是，蛋白質(zhì)磷酸化作為長(zhǎng)時(shí)記憶的維受體，但是，蛋白質(zhì)磷酸化作為長(zhǎng)時(shí)記憶的維持機(jī)制是不可能的！持機(jī)制是不可能的！n蛋白質(zhì)的磷酸化不是永久性的蛋白質(zhì)的磷酸化不是永久性的n蛋白質(zhì)分子本身不是永久性的（壽命只有蛋白質(zhì)分子本身不是永久性的（壽命只有2 2周左右）周左右）n那么，短時(shí)記憶（突觸蛋白分子的磷酸化）是通過(guò)什么機(jī)制轉(zhuǎn)那么，短時(shí)記憶（突觸蛋白分子的磷酸化）是通過(guò)什么機(jī)制轉(zhuǎn)變?yōu)殚L(zhǎng)時(shí)程記憶的？變?yōu)殚L(zhǎng)時(shí)程記憶的？2.6 2.6 短時(shí)記

43、憶向長(zhǎng)時(shí)記憶轉(zhuǎn)化的分子短時(shí)記憶向長(zhǎng)時(shí)記憶轉(zhuǎn)化的分子“開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)”692.6.1 2.6.1 神經(jīng)元胞漿中蛋白激酶神經(jīng)元胞漿中蛋白激酶C C的持續(xù)活化的持續(xù)活化n當(dāng)當(dāng)CaCa2+2+進(jìn)入神經(jīng)元后，激活蛋白激酶進(jìn)入神經(jīng)元后，激活蛋白激酶C,C,使使AMPAAMPA受體磷酸化，受體磷酸化，導(dǎo)致突觸傳遞效率提高。導(dǎo)致突觸傳遞效率提高。n如果蛋白激酶如果蛋白激酶C C能夠持續(xù)處于活化狀態(tài)，能夠持續(xù)處于活化狀態(tài)，AMPAAMPA受體就會(huì)不斷受體就會(huì)不斷磷酸化，使記憶保留一段時(shí)間。磷酸化，使記憶保留一段時(shí)間。n研究發(fā)現(xiàn)，研究發(fā)現(xiàn)，CaCa2 2進(jìn)入細(xì)胞后，其濃度會(huì)很快回落，這時(shí)蛋進(jìn)入細(xì)胞后，其濃度會(huì)很快回落，

44、這時(shí)蛋白激酶白激酶C C依然處于活化狀態(tài)，并維持相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。依然處于活化狀態(tài)，并維持相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。n問(wèn)題是：學(xué)習(xí)過(guò)程是否使蛋白激酶問(wèn)題是：學(xué)習(xí)過(guò)程是否使蛋白激酶C C擺脫了對(duì)擺脫了對(duì)CaCa2+2+的依賴(lài)？的依賴(lài)？70abcLTP期間，胞漿內(nèi)期間，胞漿內(nèi)Ca2+的增高激活的增高激活Calpain 蛋白水解酶蛋白水解酶學(xué)習(xí)后學(xué)習(xí)后蛋白激酶蛋白激酶C C在在LTPLTP誘導(dǎo)過(guò)程中的變化誘導(dǎo)過(guò)程中的變化71n蛋白激酶蛋白激酶C C的持續(xù)活化使的持續(xù)活化使LTPLTP和記憶保存的時(shí)間是有限的，和記憶保存的時(shí)間是有限的，記憶要長(zhǎng)期保存，需要更可靠的、更穩(wěn)固的存儲(chǔ)形式。記憶要長(zhǎng)期保存，需要更可靠的、更穩(wěn)

45、固的存儲(chǔ)形式。n由一串強(qiáng)直刺激誘導(dǎo)的由一串強(qiáng)直刺激誘導(dǎo)的LTPLTP只能維持只能維持1 12 2小時(shí)，即小時(shí)，即早期早期LTPLTP，其維持只需要蛋白激酶其維持只需要蛋白激酶C C使使AMPAAMPA受體磷酸化即可實(shí)現(xiàn)，屬于受體磷酸化即可實(shí)現(xiàn)，屬于短時(shí)程記憶機(jī)制。短時(shí)程記憶機(jī)制。n如果刺激次數(shù)增加，誘導(dǎo)的如果刺激次數(shù)增加，誘導(dǎo)的LTPLTP可以維持可以維持2424小時(shí)以上，即晚小時(shí)以上，即晚期期LTPLTP。2.6.2 2.6.2 基因轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)n研究發(fā)現(xiàn)，晚期研究發(fā)現(xiàn)，晚期LTPLTP的維持需要啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄的維持需要啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄（CREB: cAMP反應(yīng)因子結(jié)合蛋白）反應(yīng)因子結(jié)

46、合蛋白）CREBCREB是短時(shí)記憶向長(zhǎng)時(shí)記憶轉(zhuǎn)化的是短時(shí)記憶向長(zhǎng)時(shí)記憶轉(zhuǎn)化的“分子開(kāi)關(guān)分子開(kāi)關(guān)” ！732.7 2.7 新蛋白質(zhì)的合成和新突觸的形成新蛋白質(zhì)的合成和新突觸的形成n長(zhǎng)時(shí)記憶形成的早期只涉及現(xiàn)有突長(zhǎng)時(shí)記憶形成的早期只涉及現(xiàn)有突觸的快速修飾，與持續(xù)活化的蛋白觸的快速修飾，與持續(xù)活化的蛋白激酶激酶C C有關(guān)，以對(duì)抗消除記憶的因素有關(guān)，以對(duì)抗消除記憶的因素n新基因轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)合成的啟動(dòng)使新基因轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)合成的啟動(dòng)使短時(shí)記憶轉(zhuǎn)變未長(zhǎng)時(shí)記憶。短時(shí)記憶轉(zhuǎn)變未長(zhǎng)時(shí)記憶。n晚期晚期LTPLTP和長(zhǎng)時(shí)記憶伴有興奮性突觸和長(zhǎng)時(shí)記憶伴有興奮性突觸數(shù)目的增加。數(shù)目的增加。743 3、對(duì)脊椎動(dòng)物中小腦學(xué)習(xí)

47、和記憶的突觸研究、對(duì)脊椎動(dòng)物中小腦學(xué)習(xí)和記憶的突觸研究753.1 小腦浦肯野細(xì)胞的特點(diǎn)小腦浦肯野細(xì)胞的特點(diǎn)n樹(shù)突在分子層呈扇形展開(kāi)；樹(shù)突在分子層呈扇形展開(kāi)；n軸突只與小腦深部核團(tuán)（小腦輸軸突只與小腦深部核團(tuán)（小腦輸出細(xì)胞）形成突觸，因此，浦肯出細(xì)胞）形成突觸，因此，浦肯野細(xì)胞處在對(duì)小腦輸出進(jìn)行修飾野細(xì)胞處在對(duì)小腦輸出進(jìn)行修飾的有利地位；的有利地位；n浦肯野細(xì)胞以浦肯野細(xì)胞以GABAGABA為神經(jīng)遞質(zhì)，為神經(jīng)遞質(zhì)，因此，對(duì)小腦輸出起抑制性作用。因此，對(duì)小腦輸出起抑制性作用。763.2 小腦的輸入信號(hào)小腦的輸入信號(hào)n爬行纖維（爬行纖維（climbing fiberclimbing fiber）：）：來(lái)自延髓下橄欖核（傳遞肌肉來(lái)自延髓下橄欖核（傳遞肌肉本體感覺(jué)信息），與浦肯野細(xì)本體感覺(jué)信息），與浦肯野細(xì)胞形成突觸。一個(gè)浦肯野細(xì)胞胞形成突觸。一個(gè)浦肯野細(xì)胞只接受一個(gè)下橄欖核細(xì)胞的輸只接受一個(gè)下橄欖核細(xì)胞的輸入，但可