浅谈学习与记忆

浅谈学习与记忆【摘要】学习是透过教授或体验而获得知识、技术、态度或价值的过程，从而导致最可亮度的稳定的行为变化，更准确的说是建立新的精神结构或审视过去的精神结构。

记忆是指经验的保持和再现，即指信息在脑中的储存，至少一次或反复多次可以回想起某种事物的思维能力。

学习与记忆是两个不同但彼此又有一定联系的神经生理学过程，学习是记忆的前提，而记忆又是在学习的基础之上产生的。

【关键词】意识反射突触可塑性一、学习与记忆的基本原理学习是透过教授或体验而获得知识、技术、态度或价值的过程，从而导致最可亮度的稳定的行为变化，更准确的说是建立新的精神结构或审视过去的精神结构。

记忆是指经验的保持和再现，即指信息在脑中的储存，至少一次或反复多次可以回想起某种事物的思维能力。

学习与记忆是两个不同但彼此又有一定联系的神经生理学过程，学习是记忆的前提，而记忆又是在学习的基础之上产生的。

（一）记忆的基本过程记忆的基本过程一般可分为铭刻阶段、保持与固定阶段、再现阶段。

首先，第一阶段为铭刻阶段。

铭刻的生理过程是从感受信息、传导信息到感觉的形成。

刺激作用于感受器，哪怕是刺激很快消失，感受的兴奋过程也要持续一段时间，说明感受与感觉本身存在着对刺激的保持能力。

但是时间较为短暂，通常只能持续十分之几甚至只有百分之几秒。

由于铭刻的时间持续不长，所以也不会产生太深刻的印象。

例如，我们在快速运动时，总是感觉身边静止的物体模糊不清。

这是因为我们接收到的前部分景物的刺激在大脑中还未消除时，又接收到了下一个景物的刺激。

这就使得前后两个景物的图像同时出现在我们的大脑里，而由于我们的快速运动使得在这个很短的时间里出现在我们大脑的不同图像有所错位，因而产生了模糊的景象。

第二阶段即为保持与固定阶段，而这一阶段又可以细分为短期的保持记忆和长期的固定记忆两个阶段。

短期的保持记忆既是感觉痕迹或传入的信息在相应的神经中枢中保持一定时间的兴奋性。

信息所能保持的时间大致为数百毫秒到数秒，这样的信息保持本人有可能会意识不到，但如果有所提示或是有意识的去回想或联想时，潜意识里有会感觉到它的存在。

例如我们背英语单词，第一面一扫而过或是简单的看一遍，几乎不会留下什么印象，但再次看到该单词的时候或是有意识的去回想，则又会感觉有一点印象。

而短期的保持记忆，经过一段时间的反复强化，就会形成一种记忆痕迹的固定化，使其成为长期的固定记忆。

该记忆大致可以保持几天到几年不等。

这也就是我们会不断的重复记背单词的原因所在。

我们学习的科学文化知识都是通过我们的不断强化最终转变成的一种长期的固定记忆。

最后一个阶段既是再现，指的是记忆痕迹的再现。

而这里的再现可以是在类似的刺激作用下的再现也可以是在回想中的再现，也可能是突然地再现，既是突然间想起的某些过去的印象或经历。

例如我们背单词，当我们记住某个单词后一般情况下大脑不会想起该单词，而当我们在文章中看到该单词的时候就会再现出该单词的读法、词性、词义等信息。

（二）记忆的分类记忆的分类有多种，按照记忆维持的时间可以分为瞬时记忆、短期记忆和长期记忆；按照记忆的方法分又可以分为理解记忆和机械记忆；按照记忆的意识状态又可以分为有意识记忆与无意识记忆。

瞬时记忆、短期记忆与长期记忆瞬时记忆时间很短，几乎与刺激反应的时间一样，它是记忆的最初级阶段。

例如：小孩子刚刚学说话的时候，大人一个字一个字的念给孩子听，而小孩学着念的这种记忆就叫做瞬时记忆。

小孩在听到声音到念出来的这段时间也就是一个瞬时记忆的时间。

记忆时间稍微长一点的就是短期记忆，此种记忆可以保持数秒以上。

我们日常生活中常常把这种记忆误称为“瞬时记忆”。

例如：小学时，老师经常会让学生们比赛看谁能在更短的时间内背完一首诗歌。

而最先背完的同学就会被称赞“瞬时记忆能力好”，而事实上这就是闻名这里说的短期记忆。

比短期记忆更长的就是长期记忆，前文中已经说过，长期记忆一般是短期记忆经过多次反复的强化而形成的。

而保持的时间长短和是否能够再现则又跟其他的很多因素有关。

例如：老师常常说某某孩子学习成绩不好是因为他不好好学习。

这里就可以解释为该学生没有经过反复的强化来达到将短期记忆转化为长期记忆。

而同时学生会把自己学习成绩不好归结为自己不如他人聪明，而这就是长期记忆可以保持的时间的长短以及能否再现的生理差别的因素。

理解记忆与机械记忆在中小学的时候老师经常会告诫我们记忆要注意方法，要理解记忆。

而这里的理解记忆既是学习的内容与自身的个人因素之间存在一定的逻辑关系或是与头脑中已有的某些记忆痕迹有一定的联系。

使得在学习该知识的时候可以通过这样一些逻辑关系或联系加深或加快记忆。

例如：我们经常会遇到这样的学生，课余花大把的时间盯着书死记，考试成绩却不如那学仅仅依靠上课认真听讲的学生。

这就是我们常说的学习方法问题，既是后者运用理解记忆的方法，在较短的时间内就可以将知识记住。

而相反前者的学习运用的就是机械记忆方法。

机械记忆就是在对事物的含义并不清楚的情况下，经过反复的强化，而将该事物记住的记忆方法。

与理解记忆相反，机械记忆一般不与自身因素或已有记忆产生某些逻辑关系或联系。

因此，记忆的形成较为困难，同时保持的时间也相对较短。

有意识与无意识记忆有意识记忆既是有意识的对学习的内容进行记忆；相反，无意注意某一事物，但由于经历而对其产生记忆的现象就是有意识记忆。

一般来讲有意识的记忆会比无意识的记忆效率高。

而我们通常的学习既是一种有意识的记忆。

二、记忆的生理机制（一）学习与记忆的神经中枢多年来很多学者对于学习记忆在脑内的定位进行了大量的研究，采用脑损伤及电生理等方法，结果表明记忆过程是由皮层和皮层下的大量神经元通过一定的时空模式进行的高度的配合而完成的。

学习记忆越是复杂，所需参与的神经结构水平越高；动物的等级越高，那么它的较高水平的神经结构的作用也越重要。

例如：切除大脑的牛蛙能进行经典的搔扒反射，但却不能学会其他的操作式条件反射。

目前为止，已知的与学习记忆功能有密切关系的脑结构中，颞叶、海马及海马环路是最引人注目的。

颞叶是贮存记忆痕迹的区域；海马是建立条件反射和近期记忆能力的最重要区域；而海马环路（颞叶——海马——穹窿——下丘脑——乳头体——丘脑前核——扣带回——海马）则与记忆有着密切的关系。

另外，两侧的颞叶、海马的记忆功能还有一定的区别，左侧与语言性记忆有关，右侧与非语言性记忆有关，如数字图形等。

除此之外，额叶对学习和记忆也有一定的影响，实验表明，损伤额叶，近期记忆将发生障碍；尾核与信息的贮存过程有关，在小白鼠的迷宫学习中，刺激尾核就会引起逆行性行为的尚失。

（二）学习与记忆的形成机制对于学习与记忆的形成机制曾有过不同的假设，如巴普诺夫认为学习与记忆既是条件与非条件两种神经通路的暂时联系的建立与巩固。

但直至今日也未能发现这两种神经通路。

随着生理心理学的进一步发展，对于学习与记忆的形成机制最有说服力的是：学习与记忆是通过神经系统的突触不为的一系列生理、生化和组织学可塑性变化而实现的。

短期记忆主要借助于中枢神经中临时性的电活动而完成的；而瞬时记忆是优异大脑感受区神经元发生了强直后加强和电紧张电位的结果；长期记忆则是由于脑内的RNA结构便会而形成的。

而具体的记忆形成机制现一般认为是神经元的网络回路中的许多的闭合回路的结合（如下图所示）。

在兴奋的传递过程中，同一个神经元上的轴突上产生电位差，进而形成局部电流，从而将神经冲动传导。

在轴突末梢神经元与神经元之间有一个突触，突触前膜中的突触小泡产生兴奋或抑制的神经递质经过突触间隙作用于突触后膜。

若为兴奋性递质，则会引起后一神经元的兴奋，既是后一神经元的相应轴突膜上产生电位差，导致局部电流将该兴奋信号继续传导下去。

这样，多个神经元之间通过突触连接起来，形成这样一个闭合回路，就可以形成一个神经冲动的反复循环，成为震荡回路或是反响回路。

在大脑皮层的各核，各中枢间，这样的神经网络大量存在，且环路中的神经元数量大，这就使得震荡时间延续得更长。

（三）学习与记忆有关的化学物质核糖核苷酸前面已经提到过，长期记忆的形成于RNA有关。

RNA由核糖核苷酸由磷脂键缩合而成，而一个核糖核苷酸分子又由磷脂、核糖和碱基构成。

与DNA不同，RNA的碱基分为腺嘌呤A、鸟嘌呤G、胞嘧啶C和尿嘧啶U。

其中腺嘌呤与尿嘧啶配对，鸟嘌呤与胞嘧啶配对。

同时细胞内的RNA根据功能的不同可以一般可以分为三类，用于DNA的转录的是信使RNA，位于核糖体上的是核糖体RNA，而用于蛋白质的转运的是转运RNA。

（当然线粒体及植物的叶绿体上也含有少量RNA，原核生物和RNA病毒中RNA的分类及作用于真核生物也有所不同。

）RNA的四个碱基含量及排列顺序不同可以形成多种不同的组合，每个组合可以记录一个信息，由于碱基排列的多样性，一个RNA分子可以记录大量信息。

蛋白质氨基酸是组成蛋白质的基本单位，多个氨基酸首先通过脱水缩合形成肽链，一条或多条肽链又经过折叠缠绕组成蛋白质这一生物大分子。

生物体各种生理形态的差别都是由于蛋白质的不同而直接导致的。

蛋白质是生物生存所必须的且含量最丰富的生物大分子。

学习和记忆时蛋白质的合成会有所增加。

实验表明异相睡眠期间脑内蛋白质的合成加速有利于记忆的巩固，相反字饥饿、贫血是，异相睡眠时间减少，导致脑内蛋白质合成减少，记忆也会因此而有所减退。

大脑内存在着一种与记忆功能密切相关的蛋白质，成为S--100，由海马中的胶质细胞产生。

中枢递质中枢递质既是前面提到的突触前膜释放进入突触间隙并作用于突触后膜的神经递质，有兴奋性递质和抑制性递质两种。

胆碱是一种兴奋性递质，一般认为系统给药或脑内微量注射拟胆碱药能增进动物的学习记忆能力，相反抗胆碱药物则会减弱动物的学习记忆能力。

但应当指出的是，胆碱在学习记忆中的作用不是孤立的，它还受到中枢神经中其他神经递质的影响，中枢胆碱能系统的正常功能是哺乳动物脑内记忆形成的一个必要条件。

神经肽促肾上腺皮质激素能够促进短时记忆的形成，它是通过直接作用于脑，激活突触后膜上腺苷酸环化酶是细胞内生成CAMP，继而激活蛋白质激酶及蛋白磷酸化作用，形成新的蛋白质。

从而促进记忆的形成。

（四）神经组织结构的可塑性变化前面已经提到过记忆的形成机制，记忆的功能有其相应的结构。

脑内的神经元之间通过突触相互联系在一起，神经元之间冲动的传递就必须通过突触。

因此神经组织的结构的可塑性变化很可能在突触。

实验表明，突触的可塑性变化主要是传递方式与效率的变化，以及突触结构的变化也可以说成是神经元上轴突与树突结构的变化。

当传入冲动的轴突末梢烧到破坏时，就可能一个新的突触。

实验表明，学习训练可以使得某些神经元上树突上的小棘突有所增加。

总的来说，学习与记忆是神经中枢中一个极为复杂的过程，各人之间记忆的能力有所差异，记忆的方法及强度也可以在很大程度上影响记忆的形成，同时一些药物也可以影响记忆能力。