脑功能之学习与记忆 PPT
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第三组 成员：张新，顾翠萍，田亚真
我们知道，人类具有不同于其他动物的高度发达的大脑。成人 的脑约重1300-1400千克，相对于人自身的身体重量而言，人的脑 比其他动物要大的多，而它褶皱的皮层展开后大约有一张报纸那 么大。大脑分为左右两个半球，又分为四个脑叶，还可分为各种 不同的功能区，人的大脑中约有一千亿个神经元。
概念 Concepts
学 习 (Learning) ： the process by which we acquire knowledge about the world via the nerve system
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 记忆(Memory)：the process by which that knowledge is
感觉性记忆
1
第一级记忆
数秒钟
第二级记忆 数分钟至若干年
第三级记忆
终生
感觉讯号传向大脑，在 皮层感觉区传递的时程
在查找字典上 的某个词时， 对其他的词一 闪而过
特定的神经信息在有关 神经通路中往返传递一 短时间，其化学机制可 能是关键大分子的可逆 性构象变化
查到一个电话 号码，拨完后 即忘
蛋白质合成增加，突触 功能增强及突触结构修 饰等。神经信息影响 mRNA或基因表达
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ为什么要反复学习才能记住 ？？？
人脑学习与记忆的机制与原理
延伸：
为什么有时能回忆有时不能:
当刺激强度接近神经细胞的感应阈时，有时能够激发神经细胞，但有时则 不能激发，这是因为神经细胞的感应阈具有不稳定性（受多种因素影响而 忽高忽低）。
为什么有时候回忆起很多年前的细节：
大脑内存在数以天文数字计算的隐性联系，这种联系构成人的潜意识，隐 性联系在一定的条件下可以变成显性联系，那就是神经细胞的敏感性提高 （有效作用阈）低时，所以有时人们会能够忽然想起几十年前的陈年小事 的细节。
encoded, stored and later retrieved 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
学习与记忆的概念
陈述式记忆与非陈述式记忆的比较
含义
速度 参与的脑结构
突触水平机制
陈述式记忆
非陈述式记忆
进入意识系统，比较具 体，可以清楚描述
快
无意识成分参与，只涉及刺 激与顺序之间的相互关系， 贮存各个事件之间相互关联 的信息，只有通过顺序性操 作过程才能体现出来
入
不
不
注
重
意
复
遗忘 （信息丢失）
遗忘
可能 再现 遗忘
终生 不忘
Neuroscience
遗忘的生理本质：
遗忘就是曾经建立的脑细胞相互联系，在一定的条件下，其联系作用减弱直 到其相互作用强度低于记忆阈值。 对短期记忆而言，就是活性脑细胞的感应阈恢复到较高的水平，变得不敏感； 对长期记忆而言，就是惰性脑细胞的突触因为长期得不到必要的刺激而退化 萎缩。
习惯化 敏感化 经典条件反射
动物实验研究学习与记忆的机制
鼠
小鼠是常用实 验动物，而且 也是哺乳动物， 故而有较发达 的神经系统， 因此也常被用 于学习和记忆 方面的研究。
动物实验研究学习与记忆的机制
人脑学习与记忆的机制与原理
记忆的形成原理：
当一个脑神经细胞受到刺激发生兴奋时， 它的突触就会发生 增生或感应阈下降，经常受到刺激 而反复兴奋的脑神经细胞， 它的突触会比其它较少受到刺激和兴奋的脑细胞具有更强的 信号发生和信号接收能力。当两个相互间有突触邻接的神经 细胞同时受到刺激而同时发生兴奋时，两个神经细胞的个突 触就会同时发生增生，以至它们之间邻接的突触对的相互得 到增强，当这种同步刺激反复多次后，两个细胞的邻接突触 对的相互作用达到一定 的强度（达到或超过一定的阈值）， 则它们之间就会发生兴奋的传播现象，就是当其中任何一个 细胞受到刺激发生兴奋时都会引起另一个细胞发生兴奋，从 而形成细胞之间的相互呼应联系，这就是记忆联系
艾宾浩斯遗忘曲线，图中竖轴表示 学习中记住的知识数量，横轴表示 时间(天数)，曲线表示记忆量变化的 规律。
遗忘的生理本质及规律
• 这条曲线告诉人们在学习中的遗忘是有规律的，遗 忘的进程很快，并且先快后慢。观察曲线，你会发 现,学得的知识在一天后，如不抓紧复习,就只剩下原 来的25%。随着时间的推移,遗忘的速度减慢，遗忘 的数量也就减少。有人做过一个实验，两组学生学
慢
大脑皮层及某些特异的 脑区(内侧颞叶及间脑)
突触前与突触后神经元 同时兴奋的联合机制
只激活与该项记忆有关的感 觉系统和运动系统
纹状体－－技巧，习惯
简单的经典条件反射－杏仁 核，小脑
突触前神经元的易化机制： 突触前神经元与有关的调制 神经元的联合机制
学习与记忆的分类
记忆时程及其特点的比较
记忆时程 信息贮存时间(S) 脑内可能的神经机制 举例
人脑学习与记忆的机制与原理
记忆的基本形式 Ways of Memory
按时程进行分类 Short-term Memory
Long-term Memory
外
重复
界
注意
信
息
Sensory
First Order Second Order Third Order
输
Memory
Memory
Memory
Memory
➢小脑
➢杏仁核
➢有研究者使用将杏仁核海仁酸损毁的方 法研究杏仁核在大鼠学习和记忆中的作用。 实验表明两侧中央杏仁核损毁的大鼠在操 作杠杆获取食物的训练中表现出明显的障 碍
参与学习与记忆的结构
➢海马
参与学习与记忆的结构
参与学习与记忆的结构
海兔是螺类的一种，又称海蛞蝓。
海兔神经结构简单，神经元数目少且体积大，因此在细 胞水平上研究学习与记忆，海兔是很好的实验对象。
经历中的重要 事件
脑内新突触形成或突触 本人姓名，年
结构不可逆变化
龄、生日等
学习与记忆的分类
研究表明大脑皮层，小脑,杏仁核，海 马和神经递质系统都与学习与记忆有关。
参与学习与记忆的结构
➢大脑皮层
➢科学家用动物做实验，发现被训练过的 动物比同类其它动物拥有更厚的大脑皮层， 而且一旦切除大脑皮层中的某些区域这些 动物会失去它们训练而得的某些能力
习一段课文，甲组在学习后不复习，一天后记忆率
36%，一周后只剩13%。乙组按艾宾浩斯记忆规律复 习，一天后保持记忆率98%，一周后保持86%，乙组 的记忆率明显高于甲组。
遗忘的生理本质及规律
谢谢
Thank you!
人类为什么能思考，有感情，懂语言，这都是大自然抛给我 们的疑团。随着科学的进步，人类对脑的研究近几十年来取得了 突飞猛进的发展。上个世纪八十年代以来，脑的研究成为热度最 高的研究课题之一，美国将九十年代命名为“脑的十年”，我国 也将脑科学的研究列入“攀登计划”的课题中。
学习与记忆的概念 学习与记忆的分类 参与学习与记忆的结构 动物实验研究学习与记忆的机制 人脑学习与记忆的机制与原理 遗忘的生理本质及规律
我们知道，人类具有不同于其他动物的高度发达的大脑。成人 的脑约重1300-1400千克，相对于人自身的身体重量而言，人的脑 比其他动物要大的多，而它褶皱的皮层展开后大约有一张报纸那 么大。大脑分为左右两个半球，又分为四个脑叶，还可分为各种 不同的功能区，人的大脑中约有一千亿个神经元。
概念 Concepts
学 习 (Learning) ： the process by which we acquire knowledge about the world via the nerve system
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 记忆(Memory)：the process by which that knowledge is
感觉性记忆
1
第一级记忆
数秒钟
第二级记忆 数分钟至若干年
第三级记忆
终生
感觉讯号传向大脑，在 皮层感觉区传递的时程
在查找字典上 的某个词时， 对其他的词一 闪而过
特定的神经信息在有关 神经通路中往返传递一 短时间，其化学机制可 能是关键大分子的可逆 性构象变化
查到一个电话 号码，拨完后 即忘
蛋白质合成增加，突触 功能增强及突触结构修 饰等。神经信息影响 mRNA或基因表达
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ为什么要反复学习才能记住 ？？？
人脑学习与记忆的机制与原理
延伸：
为什么有时能回忆有时不能:
当刺激强度接近神经细胞的感应阈时，有时能够激发神经细胞，但有时则 不能激发，这是因为神经细胞的感应阈具有不稳定性（受多种因素影响而 忽高忽低）。
为什么有时候回忆起很多年前的细节：
大脑内存在数以天文数字计算的隐性联系，这种联系构成人的潜意识，隐 性联系在一定的条件下可以变成显性联系，那就是神经细胞的敏感性提高 （有效作用阈）低时，所以有时人们会能够忽然想起几十年前的陈年小事 的细节。
encoded, stored and later retrieved 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
学习与记忆的概念
陈述式记忆与非陈述式记忆的比较
含义
速度 参与的脑结构
突触水平机制
陈述式记忆
非陈述式记忆
进入意识系统，比较具 体，可以清楚描述
快
无意识成分参与，只涉及刺 激与顺序之间的相互关系， 贮存各个事件之间相互关联 的信息，只有通过顺序性操 作过程才能体现出来
入
不
不
注
重
意
复
遗忘 （信息丢失）
遗忘
可能 再现 遗忘
终生 不忘
Neuroscience
遗忘的生理本质：
遗忘就是曾经建立的脑细胞相互联系，在一定的条件下，其联系作用减弱直 到其相互作用强度低于记忆阈值。 对短期记忆而言，就是活性脑细胞的感应阈恢复到较高的水平，变得不敏感； 对长期记忆而言，就是惰性脑细胞的突触因为长期得不到必要的刺激而退化 萎缩。
习惯化 敏感化 经典条件反射
动物实验研究学习与记忆的机制
鼠
小鼠是常用实 验动物，而且 也是哺乳动物， 故而有较发达 的神经系统， 因此也常被用 于学习和记忆 方面的研究。
动物实验研究学习与记忆的机制
人脑学习与记忆的机制与原理
记忆的形成原理：
当一个脑神经细胞受到刺激发生兴奋时， 它的突触就会发生 增生或感应阈下降，经常受到刺激 而反复兴奋的脑神经细胞， 它的突触会比其它较少受到刺激和兴奋的脑细胞具有更强的 信号发生和信号接收能力。当两个相互间有突触邻接的神经 细胞同时受到刺激而同时发生兴奋时，两个神经细胞的个突 触就会同时发生增生，以至它们之间邻接的突触对的相互得 到增强，当这种同步刺激反复多次后，两个细胞的邻接突触 对的相互作用达到一定 的强度（达到或超过一定的阈值）， 则它们之间就会发生兴奋的传播现象，就是当其中任何一个 细胞受到刺激发生兴奋时都会引起另一个细胞发生兴奋，从 而形成细胞之间的相互呼应联系，这就是记忆联系
艾宾浩斯遗忘曲线，图中竖轴表示 学习中记住的知识数量，横轴表示 时间(天数)，曲线表示记忆量变化的 规律。
遗忘的生理本质及规律
• 这条曲线告诉人们在学习中的遗忘是有规律的，遗 忘的进程很快，并且先快后慢。观察曲线，你会发 现,学得的知识在一天后，如不抓紧复习,就只剩下原 来的25%。随着时间的推移,遗忘的速度减慢，遗忘 的数量也就减少。有人做过一个实验，两组学生学
慢
大脑皮层及某些特异的 脑区(内侧颞叶及间脑)
突触前与突触后神经元 同时兴奋的联合机制
只激活与该项记忆有关的感 觉系统和运动系统
纹状体－－技巧，习惯
简单的经典条件反射－杏仁 核，小脑
突触前神经元的易化机制： 突触前神经元与有关的调制 神经元的联合机制
学习与记忆的分类
记忆时程及其特点的比较
记忆时程 信息贮存时间(S) 脑内可能的神经机制 举例
人脑学习与记忆的机制与原理
记忆的基本形式 Ways of Memory
按时程进行分类 Short-term Memory
Long-term Memory
外
重复
界
注意
信
息
Sensory
First Order Second Order Third Order
输
Memory
Memory
Memory
Memory
➢小脑
➢杏仁核
➢有研究者使用将杏仁核海仁酸损毁的方 法研究杏仁核在大鼠学习和记忆中的作用。 实验表明两侧中央杏仁核损毁的大鼠在操 作杠杆获取食物的训练中表现出明显的障 碍
参与学习与记忆的结构
➢海马
参与学习与记忆的结构
参与学习与记忆的结构
海兔是螺类的一种，又称海蛞蝓。
海兔神经结构简单，神经元数目少且体积大，因此在细 胞水平上研究学习与记忆，海兔是很好的实验对象。
经历中的重要 事件
脑内新突触形成或突触 本人姓名，年
结构不可逆变化
龄、生日等
学习与记忆的分类
研究表明大脑皮层，小脑,杏仁核，海 马和神经递质系统都与学习与记忆有关。
参与学习与记忆的结构
➢大脑皮层
➢科学家用动物做实验，发现被训练过的 动物比同类其它动物拥有更厚的大脑皮层， 而且一旦切除大脑皮层中的某些区域这些 动物会失去它们训练而得的某些能力
习一段课文，甲组在学习后不复习，一天后记忆率
36%，一周后只剩13%。乙组按艾宾浩斯记忆规律复 习，一天后保持记忆率98%，一周后保持86%，乙组 的记忆率明显高于甲组。
遗忘的生理本质及规律
谢谢
Thank you!
人类为什么能思考，有感情，懂语言，这都是大自然抛给我 们的疑团。随着科学的进步，人类对脑的研究近几十年来取得了 突飞猛进的发展。上个世纪八十年代以来，脑的研究成为热度最 高的研究课题之一，美国将九十年代命名为“脑的十年”，我国 也将脑科学的研究列入“攀登计划”的课题中。
学习与记忆的概念 学习与记忆的分类 参与学习与记忆的结构 动物实验研究学习与记忆的机制 人脑学习与记忆的机制与原理 遗忘的生理本质及规律