第六章记忆

伯恩斯1958年做的动物大脑皮层孤立电刺激实验：
对动物大脑皮层进行环切手术，即切断环内的皮层 与周围神经元的任何联系，只保持其血液循环。用微电 极记录这块皮层细胞的电活动，没有发现单位放电现象。 当对孤立皮层施以一串脉冲电刺激时，便可诱发单位神 经元放电，如果刺激达到足够的强度，神经元的单位放 电现象甚至可以持续３０分钟之久。这说明，孤立皮层 内存在回路振荡现象，即一个神经元的电脉冲会扩散到 网络内的其它神经元并反复回旋。但是，如果施以强大 的电击，则神经元单位放电立即停止，反响振荡现象立 即消失。因为强电击使孤立皮层的各个神经细胞同时兴 奋，随后兴奋同时消失，无法形成回路振荡现象。这就 是说回路振荡现象的确是存在。
三、脑震荡与逆行性遗忘症
症状：
早期出现短时期的逆行性遗忘症，几天后逐渐
缓解。但有的病人逆行性遗忘症尚未缓解，又
出现顺行性遗忘症现象，一般一周至三周或三
周以上时间会一觉醒来时，突然发现记忆完全 恢复。
四、心因性和原因不明的遗忘症
症状：包括不良的个性特点、重大的精神创伤、心理暗示 作用和赔偿心态等多种心理因素造成的遗忘症。这些因素 可能同时发生，也可能仅其中一个因素发生作用，造成一 时或一段时间的遗忘状态。
2、50年代，伯恩斯（B.D.berns）孤立切除皮层法： 解释：强电流造成神经细胞产生不应期，从而中断了原有的
振荡，使短时记忆痕迹消失。其研究支持了短时记忆的反响 回路学说。
二、长时记忆的生化基础
（一）理论观点
长时记忆的神经生物化学基础是生物化学物质
（百度文库NA或Pr）的变化。
二、长时记忆的生化基础
三．记忆痕迹的脑形态学基础 ——突触结构可塑性
（一）理论观点：
认为长时记忆的神经细胞学基础是突触或细胞形态 的变化。
包括三方面的含义：
突触前变化：包括神经递质的合成、储存、释放等环节； 突触后变化：包括受体密度、受体活性、离子通道蛋白质
和细胞内信使的变化；
形态结构变化：包括突触的增多和增大
三．记忆痕迹的脑形态学基础 ——突触结构可塑性
CA3区锥体细胞
第二 突触
内嗅皮层
齿状回颗粒细胞
第一 突触
LTP效应


1966年，布里斯(Bliss)和罗莫发现了海马三突触回 路的长时程增强效应（LTP）。 LTP效应：即电刺内嗅区皮层向海马结构发出的穿通 回路时，在海马齿状回可记录出细胞外的诱发反应。 如果电刺激由约100个电脉冲组成，在1－10秒内给出， 则齿状回诱发性细胞外电活动在5－25分钟之后增强 了2.5倍，说明电刺激穿通回路引起齿状回神经元突 触后兴奋电位的单位发放的频率持久增加。此现象即 为LTP。后来他们又报道，海马齿状回神经元突触电 活动的LTP现象可持续数月的时间。研究者们认为， 由短暂电刺激穿通回路所引起的三突触神经回路持续 性变化，可能是记忆的重要基础。
第四节 人类的记忆障碍
二、海马损伤与顺行性遗忘症

症状：
1953年，一例顽固性癫痫病人由于抗癫痫药物治 疗无效，故切除大脑两半球的内侧颞叶和海马， 术后随访35年之久。术后该人智力正常，对手术 前的近时记忆和远时记忆良好，交流和语言表达、 理解能力正常，但难以形成新的长时记忆。即因 海马和内侧颞叶损伤导致了顺行性遗忘症。
功能复杂，不仅与学习记忆有关、还参与注意、感知觉信息
处理、情绪和运动等多种生理心理过程的调节机制。
第二节 海马的记忆功能
一、海马的形态与功能特点
1、 形态结构：分为4个区域： 背侧：CA1 ，CA2；腹侧：CA3 ，CA4。 2、海马结构及功能区： 海马、齿状回、侧脑室下脚、胼胝体上回、束 状回。 3、纤维联系：
CA3
CA1 CA2
CA4
顺行性遗忘症（失忆症）

一个有名的病例名为H.M.，此人自幼患癫病， 病情日益恶化。27岁时，神经外科医生斯科维 尔对他做了切除两边颞叶内侧和海马的手术。 手术后，癫痫发作消除了，智商也正常。但不 幸的是，他似乎完全失去了对手术后的任何事 件的记忆；严格说来，他的短时记忆应该是存 在的，但很难形成长时记忆。
进展：

记忆理论由单一理论发展为多重记忆理论；
60-70年代将记忆分为短时记忆与长时记忆， 以海马作为主要记忆功能脑结构，用痕迹理论 来解释记忆的生理基础；

80年代后发展为多重记忆理论，以大脑皮质、 边缘系统等作为记忆功能的脑结构。
第一节 记忆的痕迹理论
（单一记忆理论）
主要观点：
记忆分为短时记忆与长时记忆。记忆的痕迹最先
五、Alzheimer’s Disease 症状：是一种高级认知功能的全面衰退，常常伴有行为及 人格改变。大脑皮层萎缩是老年痴呆的最重要病理。
海马的传入及传出神经纤维
新皮层（前额叶、颞叶）
内 嗅 皮
穿 通 回 路
海
穹
边缘系统（扣带回、杏仁核、隔核等）
其他皮层下结构
层
齿 状 回
马
隆
下 丘 脑 乳 头 体 、 丘 脑 前 核 和 外 侧 核
（二）实验研究
1、60年代：RNA理论：
海登（H.Hyden,1960）首次报道了记忆与RNA(核糖 核酸)关系的实验结果及其理论设想。提出动物学习 行为巩固后 →脑内RNA含量↑↑→RNA分子的化学组 分也发生改变。开创了记忆物质转移的动物实验， 1970年后，这种实验才冷落下来。
二、长时记忆的生化基础

科尔萨科夫综合症的产生是由于缺乏维生素B1。 这是酗酒的后果。酗酒者靠饮酒取得热量，不 爱吃其它食物，因此造成维生素B1的缺乏。神 经病学家检查了许多此类病人死后的大脑，发 现有些患者的脑底的乳头体和丘脑的背内侧核 有严重损伤。

有一个额叶大面积受伤的61岁的男性患者，坚持说他 与妻子刚结婚4个月，而实际上他们已结婚30余年了。 他正确地回忆说，他和妻子共生了4个子女，但同时 又不无癫狂地补充说：“他们是在4个月内生下的。” 当问及他这4个子女的年龄时，他说最大的32岁，最 小的22岁。那么他如何能在4个月内生下4个子女呢？ 对此，他不假思索地回答说：“他们是领养的。”
第四节 人类的记忆障碍
一、间脑损伤与柯萨可夫氏记忆障碍 症状：1887年，俄国精神病学家柯萨可夫发现，因酗酒导致酒精中
毒而引起的渐进性遗忘症，并伴随说谎癖和记忆空白。
（1）长期酗酒者：遗忘加虚构。 （2）慢性酒精中毒者：开始为轻微的顺行性遗忘（对刚发 生的事件不能形成新的记忆），随后出现逆行性遗忘(对 病前近期发生的事选择性遗忘)。 （3）病情严重者：记忆几乎成了空白，连自己过去经历的 重大事件也忘得一干二净，感情淡漠，对人对物置若罔闻、 麻木不仁。 柯萨可夫氏记忆障碍的机制：尸检结果，发现病人脑内 的病变是下丘脑乳头体和内侧丘脑，其次，80%的病人额 叶皮层萎缩。
（二）实验研究：
方法：比较不同生活环境、学习能力和脑结构变化的关
系。 结果：在优越环境中成长的大白鼠大脑发育良好，神经 元树突分支多、突触体积增大、脑内胆碱乙酰化酶和胆碱 脂酶量均高。 结论：脑形态结构与功能均有很大可塑性，学习记忆能 力与脑结构变化有一定关系，但不能精确说明长时记忆痕 迹酒精与哪几项脑结构或突出变化有关。突触前合成、存 储和释放递质的功能及突触后受体的变化虽与学习记忆有 关，但不是特异性的。
是以神经冲动的循环（或称振荡）形式存在。此即
短时记忆痕迹。这种循环的振荡有助于形成长时记
忆的结构痕迹，这就是改变了突出连接的形式。
短时记忆的脑机制为神经回路中生物电反响震荡，
长时记忆的神经生物学基础是生物化学与突触形态 的变化。
一、短时记忆的反响回路
（一）理论观点
认为短时记忆的脑机制为脑内神经回路中生物电
4、海马递质：谷氨酸、γ_氨基丁酸(GABA)
二、海马的两个记忆回路

1、帕帕兹环路（Papaz circuit）：
30年代发现的边缘系统的主要回路
海马→穹隆→乳头体→乳头丘脑束→丘脑前核 →扣带回→海马
该回路被认为是情绪体验的生理基础。
二、海马的两个记忆回路
2、三突触回路
CA1区锥体细胞
第三 突触
LTP的分子机制：
LTP发生在谷氨酸能的突触，即突触前膜释放的是谷氨酸， 突触后膜含有谷氨酸受体（主要是NMDA受体和AMPA受体）。 AMPA受体开启Na+通道，从而使Na+内流，突触后膜去极化， 由此移去Mg2+，使NMDA受体在谷氨酸作用下开启离子通道， 该通道可使Na+和Ca2+同时进入突触后膜。 进入突触后膜的Ca2+能诱导某些基因短暂表达，并激活 CaMKⅡ蛋白，从而导致一系列细胞内生物效应，最终使突触 后膜上的AMPA受体增加，并增强它们对谷氨酸的反应性，于 是同样的刺激引起更强的反应，表现出LTP现象。
对侧条件反射性 LTP
对侧内嗅区电刺激（CS） + 同侧内嗅区电刺激（US）
对侧LTP条件反射
LTP机制与学习记忆



行为学习中海马突触传递可塑性变化及其分 布 LTP的保持或改变同记忆的保持或改变的一致 性 记忆能力与LTP具有显著相关 学习障碍与LTP变化得一致性：学习受损程度 的大小与习得性LTP形成受阻抑的程度密切相 关。
（二）实验研究
2、70年代以来： 开始探讨长时记忆与Pr代谢的关系： （1）Pr合成干扰法：用蛋白质合成抑制剂干扰蛋白质合成， 考查动物的记忆障碍。 （2）特殊Pr合成分析法（放射免疫定量分析法）： 在记忆 形成时，分析动物脑内出现了哪些特殊蛋白质，或哪些蛋白 质的合成最活跃 结果1：抑制剂只影响长时记忆，而不影响短时记忆。说明 对于长时记忆痕迹的形成，合成新的蛋白质是必需的； 结果2：动物记忆形成后，分子量小的糖蛋白或酸性蛋白质 （S100和14-3-2等）代谢快、更新快。其在动物出生后10天 海马CA3区含量迅速增加。
逆行性遗忘症（失忆症）


病例一：前面讲到的H.M.，也表现出一定程度 上的逆行性遗忘，他对手术前3年内发生的任 何特殊事件都不能产生记忆，但对16岁以前的 许多事他都记忆犹新。 病例二：吉恩，于1981年因在一次摩托车事故 中导致严重脑伤而患失忆症，这次事故导致他 额叶和颞叶大面积损坏，包括左脑半球的海马。 事故发生后，吉恩不能回忆起他过去生活中任 何特殊事件。无论你向他提示多少线索，想问 出他任何一件有关他自己过去经历的往事，那 几乎都是白费口舌。（资料来源： 《找寻逝 去的自我》，[美]丹尼尔.夏克特著，高申春 译，吉林人民出版社。）
丰富环境
枯燥环境
第二节 海马的记忆功能
海马是大脑边缘系统的一个重要结构。对于任何灵长类动物，
海马这个术语通常是指大脑两半球颞叶内侧和腹侧卷曲的皮 质结构，位于侧脑室下角的底壁。海马于其他脑结构的关系 是：其头端弯曲地跨居在丘脑上方，解剖学上称背海马；后 端下转位于丘脑腹外侧，称腹海马。海马外侧紧邻侧脑室， 内侧面的结构有齿状回、海马伞。海马通过下托（或称下脚） 与内嗅区相连。海马、齿状回和下托在结构和功能上被视为 一个整体，称为海马结构。腹侧海马头前方是杏仁复合体。



三、海马在从短时记忆向长时记忆过渡中的作用

实验研究： 训练大鼠在穿梭箱中建立暗处电击回避条件反射：
条件反射率
损毁海马后重新训练条件 反射率达到80%所需时间
条件反射组 训练时间
未形成组 不巩固组 巩固组
1天 40% 4—5天 80%以上 20天 稳定保持80%以上
21天 9天 5天
结果：手术前记忆越巩固，受海马损伤影响越小。 结论：海马在长时记忆形成的初始阶段更为重要。
反复自动去极化兴奋作用所造成的反响振荡，其后 效应为可能很快消退，也可因外条件促成脑内逐渐 发生化学的或结构的变化而转为长时记忆。
一、短时记忆的反响回路
（二）实验研究
1、30年代，精神分裂症电休克治疗：
解释：可能是在强烈的电抽搐后造成反响回路的阻断或消失， 打断了反响电路引起的生化改变的过程。但1h以上的反响电 路连续振荡引起了回路的化学变化，形成了稳定的长时记忆 痕迹，不再受电休克的影响。
即：海马在短时记忆向长时记忆的过渡中起着重要作用。
第三节 多重记忆系统及其脑结构基础
一、记忆过程与多重记忆系统
80年代后发展了多重记忆理论。双重分离技术和双重任 务法是多重记忆系统研究的重要途径
1、记忆过程：编码、存贮和提取 2、多重记忆系统
表（陈）述性记忆（外显记忆）和非表述性记忆 情节性表述记忆和语义性表述记忆 工作记忆和参考记忆