学习与记忆(神经生物学) PPT
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学习与记忆ppt课件
储存的部位：海马、内侧颞叶、间脑以及它 们之间 形成的神经网络。
Non-declarative memory 13
非陈述性记忆（ Non-declarative memory ）： 非陈述性记忆又称为反射性记忆，主要包括感知觉和运动技巧、程
序和规则的学习信息的记忆。可分为四种类型，即程序记忆、初始 化效应、联合型学习、非联合型学习。
第八章学习与记忆
1
（Learning and memory）
1.概述 2.学习和记忆的分类 3.脑内的记忆组织：记忆印迹
的探索
4.记忆的分子机制
一.概述
2
1.学习和记忆的概念：
2.研究简史：
学习和记忆的概念
3
学习：
是指人和动物获得关于外界 信息的过程。
记忆：
记忆是将获得的信息进行储 存和读出的过程。
经典条件反射（classical conditioning）：19世纪末, Pavlov将条件刺 激（铃声）与非条件刺激（肉）配对，经过多次配对后，狗学会了将铃声
与肉给予联系，当听到铃声时就分泌唾液，这种对条件刺激的习得性反应 称为条件反射。
associative learning
9
操作条件反射
（二）Lashley的大鼠迷宫实验：
（三）Hebb的细胞集合学说：
（四）陈述性学习的新皮质定位： 1.猴的颞叶皮质与视觉分辨力关系实验观察： 2.人类颞叶电刺激实验 3.人颞叶大面积切除病例的行为观察
逆行性遗忘症（retrograde amnesia）：是指对脑损 伤前发生的事情的记忆丧失。
顺行性遗忘症（anterograde amnesia） ：是指对脑 损伤后发生的事情不能形成新的记忆。
Non-declarative memory 13
非陈述性记忆（ Non-declarative memory ）： 非陈述性记忆又称为反射性记忆，主要包括感知觉和运动技巧、程
序和规则的学习信息的记忆。可分为四种类型，即程序记忆、初始 化效应、联合型学习、非联合型学习。
第八章学习与记忆
1
（Learning and memory）
1.概述 2.学习和记忆的分类 3.脑内的记忆组织：记忆印迹
的探索
4.记忆的分子机制
一.概述
2
1.学习和记忆的概念：
2.研究简史：
学习和记忆的概念
3
学习：
是指人和动物获得关于外界 信息的过程。
记忆：
记忆是将获得的信息进行储 存和读出的过程。
经典条件反射（classical conditioning）：19世纪末, Pavlov将条件刺 激（铃声）与非条件刺激（肉）配对，经过多次配对后，狗学会了将铃声
与肉给予联系，当听到铃声时就分泌唾液，这种对条件刺激的习得性反应 称为条件反射。
associative learning
9
操作条件反射
（二）Lashley的大鼠迷宫实验：
（三）Hebb的细胞集合学说：
（四）陈述性学习的新皮质定位： 1.猴的颞叶皮质与视觉分辨力关系实验观察： 2.人类颞叶电刺激实验 3.人颞叶大面积切除病例的行为观察
逆行性遗忘症（retrograde amnesia）：是指对脑损 伤前发生的事情的记忆丧失。
顺行性遗忘症（anterograde amnesia） ：是指对脑 损伤后发生的事情不能形成新的记忆。
第二十一章学习和记忆的神经基础实用PPT文档
内嗅皮层
穿通回路
齿状回颗粒细胞
颗粒细胞
苔藓纤维
海马CA3区锥体细胞
CA3区锥体细胞
Schaffer侧枝
CA1区锥体细胞
海马和新皮层的突触可塑性
海马和新皮层的突触可塑性
海马CA区突触传递的长时程增强（long-term potentiation）
LTP的性质： 联合性（associativity）
③Th细e p胞ap集ez合ci中rcTu的iht部e分e神f经fe元c被t损s毁o并f不b能r消a除in记忆s。timulation in three patients being treated for epilepsy
Activity in the human brain related to spatial navigation
Responses to faces in inferotemporal cortex
4. 人类颞叶电刺激实验
The papez circuit 联合型学习：两个事件在时间上很靠近地重复发生，最后在脑内逐渐形成联系。 第二节 遗忘症和记忆痕迹 反应期（choice） 所诱导的LTP对激活的通路是特异性的，在其他通路上不产生LTP; 联合型学习：两个事件在时间上很靠近地重复发生，最后在脑内逐渐形成联系。 一、蛋白激酶C的持续活化 传入纤维：苔状纤维（mossy fiber）、爬行纤维（climbing fiber）、平行纤维 眼动延缓反应任务（oculomotor delayed-response） 海马和新皮层的突触可塑性 第三节 学习和记忆相关的脑区 Activity in the human brain related to spatial navigation Lashley 的大鼠迷宫实验 in one-trial learning) 海马的位置细胞（place cell） 第一节 学习和记忆的分类
第十章 学习和记忆
脑高级功能（学习记忆和语言)（一）定义❝学习(learning):人和动物依赖于经验来改变自身行为一适应环境的神经过程，即获取新知识和新信息的过程。
❝记忆(memory):获得的信息编码、巩固、储存和再现的神经过程。
（二）学习的类型1.非联合型学习（nonassociative learning）一种简单的学习类型，不需要在刺激和反应之间形成某种明确的联系，包括习惯化(habituation)和敏感化(sensitization)。
海兔(Aplysia californica)海兔的缩鳃反射1）海兔缩鳃反射的习惯化：递质释放量减少（N型钙通道失活、突触小泡数减少）习惯化（Habituation）重复给予较温和刺激↓突触对刺激的反应减弱或消失（可持续数小时至3周）机制：重复刺激→突触前膜钙通道逐渐失活→钙内流减少→末梢递质释放减少2）海兔缩鳃反射的敏感化(Sensitization)：重复性刺激（特别是伤害性刺激）↓突触对原有刺激反应性增强、延长、传递效能增加缩鳃反射敏感化的突触机制(突触前易化）尾部一次电刺激兴奋中间神经元并释放5-HT与感觉神经元上的5-HT受体结合通过Gs蛋白激活腺苷酸环化酶，产生cAMP激活cAMP依赖性蛋白激酶（PKA）。
膜上钾通道关闭→到达感觉神经元末梢上的AP时程延长→钙通道开放延长→钙内流增加→前膜释放递质增多。
2. 联合型学习（associative learning)两个或两个以上事件在时间上很靠近地重复发生，最后在脑内逐渐形成联系，如经典的条件反射和操作式条件反射。
（1）经典条件反射US unconditioned stimulus CS conditioned stimulus CR conditioned response强化(reinforcement)建立条件反射的基本条件是：无关刺激（中性）与非条件刺激的多次结合。
（2）操作式条件反射动物必须通过自己完成某种运动或操作后才能得到强化的反射。
第一章 学习与记忆概述 PPT课件
久贮存的信息总是特别有意义和经常反复再现的信息，那些不巩固的信息就会消失 (遗忘)。 3. 再现(retrieval)：再现是将贮存了脑内的信息提取出来，使之再现于意识中的过程， 即回忆过程。
还有人将学习记忆过程分为识记、保存、认识(再认)和再现四个阶段，并将识记 分为无意识记与有意识记。
1. 学习与记忆概述 2. 学习与记忆的结构基础 3. 神经元的电活动
4. 神经元之间的信息传递
5. 突触可塑性的细胞分子机制 6. 感觉形成的神经机制 7. 神经系统的发育 8. 学习与记忆的研究进展
参考书目： 1. 学习与记忆的神经生物学（第二版），（美）凯斯纳（Kesner，R.P.）等主编，2008，科学出版社 2. 神经生物学（第四版），杨雄里等翻译，From Neuron to Brain （Forth Edition），2003，科学出版社 3. 神经科学——探索脑（第二版），王建军主译，Neuroscience: Exploring the Brain，2004，高等教育出版社
非生物记忆 记忆材料：包括有机弹性记忆材料、高分子记忆材料及形状记忆合金等 电子计算机识别记忆
美国生理学家埃里克•坎德尔日出生于1929年11月7，哥伦 比亚大学生物化学与分子生物物理学系教授。曾获得2000年 诺贝尔医学生理学奖 。
一、学习和记忆的基本概念
1. 什么是学习和记忆呢? 行为学：学习是引起个体对特殊环境条件所产生的适应性行为的全部过程。另一种说法，学 习是指经验引起的一种适应性行为变化，记忆是过去经验的贮存和回忆。
心理学：记忆是一种心理过程，由识记、保持、再认或回忆所组成。记忆是人脑对过去经历
的事物的反映。另一种说法，事物的具体形象或抽象概念在脑内的停留叫做记忆。
还有人将学习记忆过程分为识记、保存、认识(再认)和再现四个阶段，并将识记 分为无意识记与有意识记。
1. 学习与记忆概述 2. 学习与记忆的结构基础 3. 神经元的电活动
4. 神经元之间的信息传递
5. 突触可塑性的细胞分子机制 6. 感觉形成的神经机制 7. 神经系统的发育 8. 学习与记忆的研究进展
参考书目： 1. 学习与记忆的神经生物学（第二版），（美）凯斯纳（Kesner，R.P.）等主编，2008，科学出版社 2. 神经生物学（第四版），杨雄里等翻译，From Neuron to Brain （Forth Edition），2003，科学出版社 3. 神经科学——探索脑（第二版），王建军主译，Neuroscience: Exploring the Brain，2004，高等教育出版社
非生物记忆 记忆材料：包括有机弹性记忆材料、高分子记忆材料及形状记忆合金等 电子计算机识别记忆
美国生理学家埃里克•坎德尔日出生于1929年11月7，哥伦 比亚大学生物化学与分子生物物理学系教授。曾获得2000年 诺贝尔医学生理学奖 。
一、学习和记忆的基本概念
1. 什么是学习和记忆呢? 行为学：学习是引起个体对特殊环境条件所产生的适应性行为的全部过程。另一种说法，学 习是指经验引起的一种适应性行为变化，记忆是过去经验的贮存和回忆。
心理学：记忆是一种心理过程，由识记、保持、再认或回忆所组成。记忆是人脑对过去经历
的事物的反映。另一种说法，事物的具体形象或抽象概念在脑内的停留叫做记忆。
学习与记忆及其细胞分子机制(共88张PPT)
经典条件反射
条件刺激（CS）：铃声 （conditioned stimulus）
非条件刺激（US）：食物 （unconditioned stimulus）
经典条件反射
CS（铃声）
不引起唾液分泌
US（食物）
引起唾液分泌
CS+US经过一定时间的训练（学习）后， CS便引发出一种新的反应叫条件反应。这 时CS预示着US即将到来。
对空间定位的记忆也具有陈述记忆的特 性。
非陈述记忆概念
◆神经系统整合分析的结果通过传出神 经调节效应器的功能活动.
◆兴奋的本质是动作电位,它是可兴奋细胞 的细胞膜传导的电信号.
◆神经元间/神经元与效应器间信息的 传递需通过突触
◆突触(synapses) :是神经元与神经元间 特化的相接触部位，是信息传递和整 合的关键部位。
◆化学性突触的结构
突触前膜 突触间隙 突触后膜
学习与记忆及其细胞分子机制
一.学习与记忆的生理学基础 二.学习与记忆概述 三.学习与记忆的细胞分子机制
一.学习与记忆的生理学基础
学习与记忆是高级神经活动
学习：人和动物获得外界信息的神经过程 记忆：人和动物将学习到的信息贮存和读出的 神经过程
神经调节的基本方式是反射
膝 跳 反 射
◆躯体感受器受到刺激，机体会产生感觉.
操作式条件反射
操作：压杠杆
联 系
奖励
强化刺激：食物
压杠杆的频率：饥饿程度
操作条件反射
驯兽表演，驯 兽员能让动物作出 规定的动作。
经典条件反射和操作条件反射的 建立遵循相似的原则
刺激的同步性： 经典：US必须紧跟CS 操作：强化刺激必须紧跟操作
记忆的分类( ) 根据人脑对信息贮存与回忆的方式分两类
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Neuroscience
非联合性学习
敏感化
中间神经元的短期兴奋，使感觉神经元释 放的神经递质增加，而运动神经元上神经 递质受体的数量或敏感性并没有明显变化
尾部一次电刺激兴奋中间神经元并释放5HT，5-HT与感觉神经元上的5-HT4受体结 合后，通过Gs蛋白激活腺苷酸环化酶以产 生环单磷酸腺苷（cAMP），在感觉神经元 内cAMP进而激活cAMP依赖性蛋白激酶（ PKA）
Siphon skin
Sensory neuron
习惯化机制
Motor neuron
来自喷水管的感觉信息经感觉神经 元传自腹神经节，与L7运动神经元 形成突触，L7支配腮肌，控制缩腮 运动。在这个简单的单突触反射中 ，习惯化发生在哪个环节？
Gill muscle
习惯化的机制
递质释放量减少：
包括：习惯化、敏感化等。
非联合性学习
习惯化(habituation)
人和动物会对一个新的刺激作 出反应
如果该刺激对动物既无益也无 害，经过多次刺激后，动物就 失去了对这一刺激的反应性。
通过习惯化，动物学会了辨别 某种刺激对它没有生物学意义, 并在以后的生活中忽略这一刺 激的存在。
海兔缩腮反射
突触前膜上N型Ca通道的失活，造成 钙内流减少，使递质释放减少；
习惯化也可能使可动员的突触小泡数 减少，从而导致递质释放的减少。
非联合性学习
突触后电位减弱 的原因是因为感 觉神经元所释放 的神经递质谷氨 酸显著减少，而 突触后谷氨酸受 体的敏感性没有 变化。
习惯化
非联合性学习
习惯化
由于在缩鳃反射的习惯化中感觉神经元 与中间神经元和运动神经元以及中间神 经元与运动神经元之间的突触联系均有 所减弱
敏感化的机制
易化中间神经元释放的神经递质5-HT与感觉神经元上的5HT4受体结合，再通过Gs蛋白的作用使AC的活力增强，从而 使感觉神经元末梢内的cAMP增加，cAMP激活PKA。
激活的PKA至少有3个功能： 1. PKA使K通道磷酸化，改变通道的构型而降低K电流，延长 动作电位的时程。 2. PKA/PKC通过使突触小泡从递质库移向活化区的可释放库 ，增加递质的释放。 3. PKA/PKC磷酸化并开放L型Ca通道，进一步增加Ca内流。
非联合性学习
敏感化
习惯化仅仅涉及一个反射 敏感化是一个反射回路的兴 回路中的各个神经元 奋对另一个反射回路的影响
联合性学习（associative learning）：
概念：两个或两个以上事件在时间上很 接近地重复发生，最后在脑内逐渐形成 联系。
包括：经典条件反射、操作式条件反射
联合性学习
记忆： 将这种知识或技能编码，储存
以及随后读出的过程——大脑 在一段时间内保持了这种变化
流程：
Acquired or encoded 获得：感知外
获得
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
巩固
内编码贮存和保持的阶段
2.联合性学习（associative learning） 概念：在时间上很接近的两个事件重复的发生， 最后在脑内形成联系。 包括：经典条件反射和操作式条件反射均属于 联合型学习
非联合性学习 （nonassociative learning） ：
概念：人或动物受到一次或多次单一刺 激后形成的学习方式。这种学习方式学 习不需要将两个刺激联系起来。
系，因而敏感化也称为假性条件化。
非联合性学习
温和刺激
强刺激
敏感化
敏感化发生
敏感化发生
敏感化发生
非联合性学习
敏感化
敏感化是当 动物受到一 个伤害性刺 激后增强对 其他非伤害 性刺激的反 应性。
Siphon
Sensoபைடு நூலகம்y neuron
Shock
L29 Motor neuron
Gill muscle
经典条件反射中的要素
非条件刺激（US）：产生强烈的反应——喂食 非条件反射（UR）：先天性的——不需要学习 条件刺激（CS）： 不刺激唾液分泌——铃声 条件反射（CR）： 当CS伴随US出现时，CS便
非联合性学习 敏感化(sensitization)
当人和动物受到某种强烈的或 伤害性刺激后对其他刺激的反 应增强。
例如当动物受到强烈的痛觉刺 激后，它对温和的触觉刺激也 会产生强烈的反应。
非联合性学习 敏感化(sensitization)
与联合性学习的条件反射不同， 敏感化的形成不依赖于强弱刺激间的 配对，也不需要建立强弱刺激间的联
海兔（Aplysia） 有一种非常清楚 的反射行为：如 果用一般水流喷 射或用毛笔触碰 它的喷水管，喷 水管和呼吸腮就 会收缩，这一反 射称为缩腮反射
非联合性学习
缩
腮
反
射
的
神 套膜板
经
回
路
喷水管
习惯化
24个感觉神经元
头
6个运动神经元
鳃 尾
习惯化：喷水管温和的触觉刺激会引起鳃和喷 水管收缩。如果反复给以刺激这些反射就会 逐渐减弱甚至消失，而表现为习惯化。
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
再现
－－回忆过程
一、学习的基本类型
非联合性学习 习惯化 敏感化
学习
联合性学习 经典条件反射 操纵式条件反射
1.非联合性学习（nonassociative learning） 概念：不需要刺激的反应之间形成某种联系。 包括：习惯化、敏感化等
学习与记忆
Learning and Memory: Basic Mechanisms
概要：
学习记忆概念 学习的基本类型 记忆的基本类型 学习记忆的脑功能定位 学习记忆的神经机制
分子机制 可塑性变化 长时程增强
概念:
学习： 获得新知识或新技能的过程—
—经历使大脑产生了变化
第2、3种功能依赖于PKA和PKC的协同作用。
补充概念：
强直后增强 (posttetanic potentiation)： 定义：突触前末梢受到一短串强直性
刺激后在突触后神经元上产生的突 触后电位增强，可持续60s。
机制：强直性刺激→突触前神经元内
Ca2+ 积累→突触前末梢持续释放神 经递质→突触后电位增强