中學(xué)生《教育心理學(xué)》學(xué)習(xí)神經(jīng)生理和生化研究

1、教育心理學(xué)學(xué)習(xí)的神經(jīng)生理和生化研究一、學(xué)習(xí)的神經(jīng)解剖學(xué)研究從神經(jīng)生物學(xué)見解看，學(xué)習(xí)和它的產(chǎn)物記憶是兩個不同樣而又親近聯(lián)系的神經(jīng)生物學(xué)過程。學(xué)習(xí)是經(jīng)過神經(jīng)系統(tǒng)不斷接受環(huán)境影響而獲取新的經(jīng)驗(yàn)或行為變化的過程。記憶則是把學(xué)習(xí)到的新經(jīng)驗(yàn)或行為以及其他信念在腦中儲蓄起來，留下印跡，需要時又重現(xiàn)的過程。但是，在神經(jīng)生物學(xué)過程中，學(xué)習(xí)是怎樣產(chǎn)生的，是怎樣進(jìn)行的？這是心理學(xué)家和生理學(xué)家素來關(guān)心的問題。長遠(yuǎn)以來，人們經(jīng)過各種實(shí)驗(yàn)對學(xué)習(xí)與記憶在腦中的定位進(jìn)行了大量的研究。也許尋找學(xué)習(xí)、記憶印跡，也許研究腦的某些部分和學(xué)習(xí)的特別關(guān)系，誠然，這些研究存在好多困難，但是也獲取必然的成績。有人用電刺激病人的右顳葉引起患者

2、對往事的記憶（WilderPenfield），稱為“倒敘”（flashback）。于是以為顳葉下部與記憶的形成和喚起有關(guān)系。實(shí)驗(yàn)研究表示，切除中央顳葉的人表現(xiàn)出嚴(yán)重的記憶力喪失，不能夠重新學(xué)習(xí)，只能靠過去的經(jīng)驗(yàn)生活，但對長時記憶影響不大。丘腦傷害可產(chǎn)生逆行性忘掉，故它可能與長時記憶的提取有關(guān)。對不同樣腦區(qū)毀損引起的學(xué)習(xí)、記憶攪亂表示：短時記憶與海馬區(qū)和邊緣系統(tǒng)的扁桃體有關(guān)，而皮層的聯(lián)想?yún)^(qū)則和長時記憶有關(guān)。大多數(shù)實(shí)驗(yàn)研究表示，與學(xué)習(xí)、記憶最有親近關(guān)系的皮層結(jié)構(gòu)是顳葉深部的海馬回。識記時海馬出現(xiàn)明顯的腦電變化。切除雙側(cè)海馬的人對手術(shù)前儲蓄在腦中的信息保持著正常的記憶，還可以回憶起童年時的往事，但對

3、剛看過的事物記不起來。他的短時記憶保持很短，至多只能保持5秒鐘，而且短時記憶轉(zhuǎn)變成長時記憶的能力降低，產(chǎn)生順行性忘掉。關(guān)于學(xué)習(xí)、記憶在大腦上的定位問題盡管有很多實(shí)驗(yàn)顯示了這個現(xiàn)象，但當(dāng)前還沒有確定的結(jié)論。由于也有很多實(shí)驗(yàn)表示大腦中任何特別部位不用然與特其他學(xué)習(xí)、記憶有關(guān)，這方面還存在好多爭論。1950年以前的研究大多注意人體的解剖基礎(chǔ)。這些研究幾乎完滿部是依靠觀察人和各種實(shí)驗(yàn)動物腦傷害此后的行為弊端。1950年今后，人們看到有機(jī)體的一般學(xué)習(xí)、記憶能力分散地和完滿地位于腦的任何特別部分。這個時期的研究以拉什利（Lashley）的見解為中心。他的研究結(jié)論以為，決定學(xué)習(xí)、記憶弊端的性質(zhì)和嚴(yán)重性的是皮

4、層傷害的大小，而不是部位，因此，拉什利提出皮層功能的“等勢說”（equipotentialtheory），即大腦的所有部位都是“等勢的”。但是，我們又知道，腦其實(shí)不像拉什利以為的那樣完滿缺乏組織。臨床觀察和動物實(shí)驗(yàn)都證明海馬和顳葉以及有關(guān)部位都與短時記憶有關(guān)。新近的研究證明，體壁感覺“聯(lián)合區(qū)”也可能在記憶的形成、儲藏和提取中起重要作用。但是，又有研究表示，形成簡單學(xué)習(xí)、記憶的能力其實(shí)不限制于腦的任何特別部分，而確實(shí)是所有神經(jīng)組織的性質(zhì)，這也是事實(shí)。這究竟怎樣講解呢？當(dāng)前的大量研究以為，大腦的每一部分都與學(xué)習(xí)、記憶有關(guān)系。腦電圖（EEG）研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)記憶過程中大腦皮層和皮層下部位的好多地域內(nèi)部

5、表現(xiàn)腦電活動的變化。腦傷害方面的研究也表示，學(xué)習(xí)、記憶是在大腦內(nèi)好多部位的水平上同時或連續(xù)發(fā)生的，由于好多脊椎動物的實(shí)驗(yàn)中幾乎沒有一處腦傷害能造成永久性忘掉或完滿喪失學(xué)習(xí)能力。1981年諾貝爾獎金獲取者斯佩里（Sperry）經(jīng)過對人類橫切胼胝體的實(shí)驗(yàn)揭穿一個幽默的現(xiàn)象，即一側(cè)大腦半球?qū)W習(xí)的東西可完滿不為另一側(cè)大腦半球所知，這顯示大腦兩半球是高度特地化的。但是被固定在一側(cè)大腦半球中的學(xué)習(xí)記憶印跡可經(jīng)過胼胝體傳到另一側(cè)并固定在那處。這一現(xiàn)象表示，大腦是按整體性原則進(jìn)行生理和心理活動的。一方面大腦各部分功能的分工可能有所不同樣，而另一方面，其他地域也分別有近似的功能，學(xué)習(xí)、記憶功能可能產(chǎn)生于腦的完滿

6、的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，其實(shí)不是產(chǎn)生于某一局部或部分細(xì)胞。二、學(xué)習(xí)的神經(jīng)生理學(xué)研究世紀(jì)初，巴甫洛夫提出條件反射的見解，他用條件反射法研究動物和人的大腦活動規(guī)律，創(chuàng)立了腦的高級神經(jīng)活動學(xué)說，為研究學(xué)習(xí)、記憶的生理體系確定了基礎(chǔ)。依照條件反射學(xué)說，學(xué)習(xí)過程就是條件反射的形成過程，其神經(jīng)生理體系就是大腦皮層的不同樣神經(jīng)元產(chǎn)生的愉悅灶之間建立了暫時聯(lián)系。巴甫洛夫曾把暫時聯(lián)系接通的定位完滿歸之于大腦皮層。由于時代限制，他的這種說法可是推測的，由于皮層的暫時聯(lián)系終歸存在于什么部位，它的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)怎樣，怎樣發(fā)展變化，其實(shí)不清楚。當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)表示，皮層和皮層下中樞包括海馬、基底神經(jīng)節(jié)、丘腦和腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等在暫時聯(lián)系形成中都起

7、作用。因此，暫時聯(lián)系不用然限制于皮層，可能存在于皮層和皮層下中樞之間，巴甫洛夫當(dāng)時的研究是比較大概的。當(dāng)前關(guān)于學(xué)習(xí)、記憶的神經(jīng)生理學(xué)體系的研究是重視商議學(xué)習(xí)過程中腦的生物電位活動規(guī)律，要進(jìn)一步商議暫時聯(lián)系的接通體系。暫時聯(lián)系的接通體系可能包括下面幾個方面的作用。page一是易化作用。神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)依傍性突觸（突觸末梢的分支與下一個神經(jīng)元的樹突或胞體的某一點(diǎn)相接觸）能夠改變其愉悅性，使下一個信號達(dá)到時簡單經(jīng)過。其他，局部電位的電緊張作用和動作電位也能影響周邊神經(jīng)元的活性高升，從而以致信息傳達(dá)的簡單化。二是突觸的改建作用。神經(jīng)系統(tǒng)組織因環(huán)境刺激的變化發(fā)生適應(yīng)性改建，這種適應(yīng)性改建包括突觸的修飾或新的突

8、觸聯(lián)系的建立。突觸修飾或表現(xiàn)為局部膜的變化，或表現(xiàn)為突觸部位的化學(xué)成分的改變。突觸修飾體系的可能性主若是突觸的化學(xué)成分獲取修飾，提高了它的活性和傳達(dá)效率?，F(xiàn)在能夠必然的是，在條件反射中能建立新的突觸聯(lián)系，而經(jīng)過學(xué)習(xí)、記憶訓(xùn)練的動物腦內(nèi)樹突數(shù)量會大大增加，并形成新的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)。三是整合作用。“整合”這個概念原是英國生理學(xué)家謝林頓（Sherrington）提出的。50年代，蘇聯(lián)生理學(xué)家關(guān)于暫時聯(lián)系接通的體系還不同樣意超出巴甫洛夫的見解，更不同樣意采用西方神經(jīng)生理學(xué)的見解。直到60年代，經(jīng)過大量微電極、電生理記錄的研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)神經(jīng)元開初僅為某一種特別模式刺激所激活，而現(xiàn)在則能夠?yàn)榱硪恍┠Ｊ降拇碳?/p>

9、所激活，從而變成單模式或多感覺性的神經(jīng)元。神經(jīng)元這種多模式反應(yīng)的事實(shí)是能夠說明暫時聯(lián)系形成的整合理論，于是蘇聯(lián)學(xué)者們才開始接受謝林頓的“整合”見解?，F(xiàn)在好多研究都表示，中樞各部分神經(jīng)元都擁有整合功能。這種整合功能與暫時聯(lián)系的接通有關(guān)。四是神經(jīng)膠質(zhì)的作用。中樞神經(jīng)膠質(zhì)是神經(jīng)元的輔助成分，主要由膠質(zhì)細(xì)胞組成，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的整體積占一半，其數(shù)量是神經(jīng)元的數(shù)倍。神經(jīng)元之間的空間除突觸接觸處外，都被膠質(zhì)細(xì)胞興起所占有。今世神經(jīng)化學(xué)和超顯微結(jié)構(gòu)的研究以為，暫時聯(lián)系的接通發(fā)生于大腦皮層第四層的大量星狀膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)。波達(dá)克（Poumdak）提出“條件聯(lián)系接通的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞作用假說”，以為膠質(zhì)細(xì)胞在形成條件聯(lián)

10、系過程中有助于新突觸的形成作用。從上所述，能夠看到，當(dāng)前對暫時聯(lián)系接通體系的研究已有好多假說，較之過去有一定的進(jìn)展，但要完整弄清楚這個問題還有距離，尚需作進(jìn)一步的商議。三、學(xué)習(xí)的神經(jīng)生化研究關(guān)于學(xué)習(xí)、記憶的腦內(nèi)生物化學(xué)研究也有某些進(jìn)展。60年代初期開始學(xué)習(xí)、記憶分子的基礎(chǔ)研究，用腦內(nèi)蛋白質(zhì)的變化說明學(xué)習(xí)、記憶，主要涉及核糖核酸（RNA）、記憶分子和脫氧核糖核酸（DNA）的可能作用。一般以為腦內(nèi)的核糖核酸參加長時記憶的形成，是學(xué)習(xí)過程中必要的化學(xué)物質(zhì)。運(yùn)用現(xiàn)代微量解析技術(shù)（瑞典神經(jīng)生理學(xué)家海登從腦中分別出單個神經(jīng)細(xì)胞，解析其核糖核酸的含量，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過長遠(yuǎn)訓(xùn)練的大鼠在一根鐵絲上掌握平衡技巧或走迷宮，

11、學(xué)會了這些技巧的大鼠的腦細(xì)胞，其核糖核酸的含量比平時生活下的大鼠要高12%。長遠(yuǎn)以來，人們素來企圖證明學(xué)習(xí)、記憶在大腦內(nèi)有“記憶分子”合成，所謂記憶分子就是蛋白質(zhì)或多肽。海登發(fā)現(xiàn)動物腦細(xì)胞內(nèi)還有一種特其他酸性蛋白質(zhì)S100，動物在經(jīng)過訓(xùn)練學(xué)習(xí)后，這種S100酸性蛋白含量就增加。布羅米德（Bromide）的迷宮試驗(yàn)曾提出，短時記憶不涉及蛋白合成，長時記憶則需要蛋白合成。依照好多研究推測，比較符合實(shí)質(zhì)的學(xué)習(xí)、記憶的兩個時相都有化學(xué)基礎(chǔ)。其體系可能是：短時記憶是快速的單一的反應(yīng)，僅是突觸部位已有的化學(xué)物質(zhì)微略地改變；而長時記憶則關(guān)系到新分子合成和舊分子分解，可能還需要基因活動，這些均需足夠時間去完成，故不能能是短時記憶的基礎(chǔ)。還有對遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)脫氧核糖核酸的研究。有人提出脫氧核糖核酸有雙重記憶的功能，即儲蓄遺傳信息和神經(jīng)性記憶。前者是經(jīng)過由核甘酸三聯(lián)體組成遺傳密碼來實(shí)現(xiàn)的；此后者則是經(jīng)過改變脫氧核糖核酸分子的模板活性，作為一種模板活動或不活動的“開關(guān)式”信息而記錄下來。依照這種見解，學(xué)習(xí)、記憶的體系可能是神經(jīng)元中不同樣基因分別被選擇性控制或活化的結(jié)果，是外界因素作用于脫氧核糖核酸分子，改變其模板活性，造成一種分子性痕跡，在脫氧核酸模板的活性狀態(tài)中記憶下來，進(jìn)行轉(zhuǎn)錄mRNA和轉(zhuǎn)譯蛋白質(zhì)的結(jié)果。這就是近幾年來開始從亞分子水平對學(xué)