北大神经生物学课件8-1学习与记忆.ppt
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学学习习与与记记忆忆Learning&Memory北京大学北京大学神经科学研究所神经科学研究所NeuroscienceResearchInstitute,PekingUniversityNeuroscienceResearchInstitute,PekingUniversity主讲教师主讲教师:
王韵王韵NeuroscienceNeuroscience概述概述IntroductionBehaviorGenesEnvironmentLearningandmemoryBeneficialHarmfulInterestingquestionsInterestingquestionsWhataremajorformsoflearning?
Whataremajorformsoflearning?
WhattypesofinformationabouttheenvironmentWhattypesofinformationabouttheenvironmentarelearnedmosteasily?
arelearnedmosteasily?
DodifferenttypesoflearninggiverisetodifferentDodifferenttypesoflearninggiverisetodifferentmemoryprocesses?
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目录目录Contents概念概念ConceptsConcepts学习学习及记忆的及记忆的及记忆的及记忆的基本过程基本过程基本过程基本过程ProcessofLearningandMemoryProcessofLearningandMemory学习的基本类型学习的基本类型学习的基本类型学习的基本类型WaysofLearningWaysofLearning记忆的基本类型记忆的基本类型WaysofMemoryWaysofMemory学习及记忆的突触机制学习及记忆的突触机制SynapticMechanismsofMemorySynapticMechanismsofMemory中枢突触可塑性与学习记忆中枢突触可塑性与学习记忆CentralSynapticPlasticityandLearning&Memory学习及记忆的分子机制学习及记忆的分子机制MolecularMechanismsofMemoryMolecularMechanismsofMemory递质的调节递质的调节RegulationofNeurotransmittersRegulationofNeurotransmittersNeuroscienceNeuroscience概念概念Concepts学学学学习习习习（LearningLearning）：
theprocessbywhichweacquireknowledgeabouttheworldviathenervesystem人或动物通过神经系统接受外界环境信息而影响自身行为记记记记忆忆忆忆（MemoryMemory）：
theprocessbywhichthatknowledgeisencoded,storedandlaterretrieved获取的信息或经验在脑内贮存和提取（再现）的神经活动过程ReturnNeuroscienceNeuroscience学习与记忆的基本过程学习与记忆的基本过程（ProcessofLearningandMemory）（ProcessofLearningandMemory）AcquiredAcquiredororencodedencoded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returnNeuroscienceNeuroscience非联合型学习非联合型学习非联合型学习非联合型学习NonassociativeNonassociativelearninglearning学习的基本形式学习的基本形式WaysofLearning习惯化habituationrepeatnon-noxiousstimuli-reducedresponse敏化Sensitization-harmfulstimulivigorouslyresponsetoallstimuli联合型学习联合型学习联合型学习联合型学习AssociativelearningAssociativelearning经典式条件反射Classicalconditionedreflex操作性条件反射Operantconditionedreflex或称器具性条件反射InstrumentalconditionedreflexReturnNeuroscienceNeuroscience记忆的基本形式记忆的基本形式WaysofMemoryFirstOrderMemorySensoryMemory外外外外界界界界信信信信息息息息输输输输入入入入遗忘遗忘遗忘遗忘（信息丢失）（信息丢失）（信息丢失）（信息丢失）注意注意注意注意不不不不重重重重复复复复遗忘遗忘遗忘遗忘SecondOrderMemory重复重复重复重复ThirdOrderMemory可能可能可能可能遗忘遗忘遗忘遗忘再现再现再现再现终生终生终生终生不忘不忘不忘不忘Short-termMemoryShort-termMemoryLong-termMemoryLong-termMemory不不不不注注注注意意意意NeuroscienceNeuroscience按时程进行分类按时程进行分类按时程进行分类按时程进行分类记忆时程及其特点的比较记忆时程及其特点的比较记忆时程记忆时程信息贮存时间信息贮存时间（S）脑内可能的神经机制脑内可能的神经机制举例举例感觉性记忆感觉性记忆1感觉讯号传向大脑，在感觉讯号传向大脑，在皮层感觉区传递的时程皮层感觉区传递的时程在在查找字典上查找字典上的某个词时，的某个词时，对其他的词一对其他的词一闪而过闪而过第一级记忆第一级记忆数数秒钟秒钟特定的神经信息在有关特定的神经信息在有关神经通路中往返传递一神经通路中往返传递一短时间，其化学机制可短时间，其化学机制可能是关键大分子的可逆能是关键大分子的可逆性构象变化性构象变化查到一个电话查到一个电话号码，拨完后号码，拨完后即忘即忘第二级记忆第二级记忆数数分钟至若干年分钟至若干年蛋白质合成增加，突触蛋白质合成增加，突触功能增强及突触结构修功能增强及突触结构修饰等。
神经信息影响饰等。
神经信息影响mRNA或基因表达或基因表达经历中的重要经历中的重要事件事件第三级记忆第三级记忆终生终生脑内新突触形成或突触脑内新突触形成或突触结构不可逆变化结构不可逆变化本人姓名，年本人姓名，年龄、生日等龄、生日等Return按信息储存和回忆的方式分类按信息储存和回忆的方式分类按信息储存和回忆的方式分类按信息储存和回忆的方式分类陈述性记忆陈述性记忆（declarativememory）或称外显性记忆（explicitmemory）进入意识系统，比较具体，可以清楚地描述非陈述性记忆非陈述性记忆（nondeclarativememory），反射性记忆（reflexivememory）或称内隐性记忆（implicitmemory）无意识成分参加，只涉及刺激顺序的相互关系，贮存各事件间相关联的信息，只有通过程序性的操作过程才能体现出来NeuroscienceNeuroscience陈述式记忆与非陈述式记忆的区别陈述式记忆与非陈述式记忆的区别陈述式记忆与非陈述式记忆的区别陈述式记忆与非陈述式记忆的区别陈述式记忆陈述式记忆非非陈述式记忆陈述式记忆含义含义进入意识系统，比较具进入意识系统，比较具体，可以清楚描述体，可以清楚描述无意识成分参与，只涉及刺无意识成分参与，只涉及刺激与顺序之间的相互关系，激与顺序之间的相互关系，贮存各个事件之间相互关联贮存各个事件之间相互关联的信息，只有通过顺序性操的信息，只有通过顺序性操作过程才能体现出来作过程才能体现出来速度速度快快慢慢参与的脑结构参与的脑结构大脑皮层及某些特异的大脑皮层及某些特异的脑区脑区（内侧颞叶及间脑内侧颞叶及间脑）只只激活与该项记忆有关的感激活与该项记忆有关的感觉系统和运动系统觉系统和运动系统纹状体技巧，习惯纹状体技巧，习惯简单的经典条件反射杏仁简单的经典条件反射杏仁核，小脑核，小脑突触水平机制突触水平机制突触前与突触后神经元突触前与突触后神经元同时兴奋的联合机制同时兴奋的联合机制突触前神经元的易化机制：
突触前神经元的易化机制：
突触前神经元与有关的调制突触前神经元与有关的调制神经元的联合机制神经元的联合机制脑内记忆系统脑内记忆系统脑内记忆系统脑内记忆系统陈述性记忆的神经回路需要边缘系统参与陈述性记忆的神经回路需要边缘系统参与大脑皮层大脑皮层大脑皮层大脑皮层V1V2,V3,V4V1V2,V3,V4边缘系统边缘系统边缘系统边缘系统内侧颞叶内侧颞叶内侧颞叶内侧颞叶内侧丘脑内侧丘脑内侧丘脑内侧丘脑腹内侧额叶腹内侧额叶腹内侧额叶腹内侧额叶基基底底前脑胆碱能系统前脑胆碱能系统NeuroscienceNeuroscience颞颞颞颞下回下回下回下回嗅嗅皮层、杏仁复合体和海马皮层、杏仁复合体和海马MotimerMishkin非非非非陈述性记忆的神经回路边缘系统及运动系统共同参与陈述性记忆的神经回路边缘系统及运动系统共同参与陈述性记忆的神经回路边缘系统及运动系统共同参与陈述性记忆的神经回路边缘系统及运动系统共同参与大脑皮层大脑皮层大脑皮层大脑皮层尾尾尾尾核核核核苍苍白球白球运运动系统动系统丘脑丘脑丘脑丘脑边边边边缘系统缘系统缘系统缘系统伏隔核伏隔核伏隔核伏隔核VIPVIPGLuGABAGABADANeuroscienceNeuroscience学习记忆的神经基础学习记忆的神经基础学习记忆的神经基础学习记忆的神经基础短时记忆与长时记忆是整个记忆过程的不同阶段短时记忆与长时记忆是整个记忆过程的不同阶段,具有不同具有不同的神经机制的神经机制短时记忆的读出机制易受影响长时记忆相对稳定短时记忆神经可塑性变化神经可塑性变化神经可塑性变化神经可塑性变化长时记忆与脑内某些长期性的功能和结构新新新新蛋白质的合成蛋白质的合成蛋白质的合成蛋白质的合成NeuroscienceNeuroscience非联合型学习记忆的机制非联合型学习记忆的机制记忆的突触机制记忆的突触机制SynapticMechanismsofMemory联合型学习记忆的机制联合型学习记忆的机制习惯化的机制突触效能减弱敏化的机制突触前易化时间特异的、活动依赖的突触前易化FigFigFigReturnNeuroscienceNeuroscience突触效能减弱的机制突触效能减弱的机制突触效能减弱的机制突触效能减弱的机制习惯化的机制习惯化的机制Mechanismsofhibituation突触前感觉神经元末梢递质释放量减少突触前感觉神经元末梢递质释放量减少递质释放减少的可能机制递质释放减少的可能机制递质释放减少的可能机制递质释放减少的可能机制可动员的突触囊泡数目减少可动员的突触囊泡数目减少ReturnNeur
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