认知功能：学习与记忆 - 四川大学课程中心30

早期关于学习和记忆的原则

Lashley 提出了关于学习的两个关键原则 - 等势原则Equipotentiality——大脑皮层对于复杂功 能行为的作用是一样的（比如：学习）。 - 整体作用/mass作用——大脑皮层作为一个整体， 而不是单独的单元。
早期关于学习和记忆的原则


Richard F. Thompson和他的同 事发现了经典的条件 反射与小脑的间位核 外侧活动相关。 为将学习能力归因于 小脑的间位核外侧提 供了依据。
操作性条件反射



美国著名心理学家Edward Thorndike,(18741949)创立了另一种条件反射实验方法----即要求动物通过学习一种作业或解决一个问题 而获得奖赏（或逃避惩罚）。 这种条件反射被称为操作性条件反射(operant conditioning)
操作性条件反射

迷笼实验 将饥饿的猫置于特别的迷笼中,笼外放食物,只 有当猫触动迷笼机关时,笼门才自动打开,猫才 可出笼得食.开始时猫乱抓乱撞,紊乱中偶然触 动机关,吃到食物,在以后重复实验中,猫紊乱动 作随练习次数增加而减少,最后,猫可一次性得 食
Wilder Penfield (1891-1976)
这一发现首次将记忆功能定位
在脑的特定部位。从此，颞叶 在学习记忆中的作用受到越来
A young Wilder Penfield in Charles Sherrington's laboratory for mammalian physiology in 1916. (Wilder Penfield Archive)

在实验操作中，会有强化刺激或者惩罚来加强或者 减弱一个行为。 - 强化刺激会增加行为再次发生的几率。 - 惩罚会减弱行为再次发生的几率。
早期关于学习和记忆的原则

Pavlov（巴甫洛夫）认为 conditioning（条件）加强了 条件刺激与无条件刺激之间的 联系。
Karl Lashley 研究寻找大脑中 记忆的痕迹。
丘觉是我们通过遗传获得的 意思结构，这些意思是丘脑 核团的神经元本身蕴含的， 并能够自由合成发放或被样 本点亮发放出来。丘觉平时 处于潜伏状态，自由合成或 被点亮时意思才能发放出来， 形成意识。丘觉是不能通过 学习获得的，丘觉具有遗传 性和联结性，丘觉的性质也 就决定了意识的性质。
心理两内核包括丘觉和
海马
对海马和额叶的认识

总结长期通过临床观察和脑组织实验切除所积累的 资料，认为颞叶中的一些结构，特别是海马 （hipocampus)似乎是长期记忆的暂时贮存场所， 对新习得的信息进行为期数周到数月的加工，然后 将这种信息传输到大脑皮层的有关部位作更长时间 的贮存，贮存在大脑皮层不同部位的记忆信息再由 额叶（frontal lobes)皮层的记忆活动表现出来。 此外，记忆有多种类型，其贮存部位及提取路径并 不相同。
食物引起狗唾液分泌，食物称无条件刺激(UCS)。
铃声和食物多次结合后，铃声可引起唾液分泌，此时铃声已 成为进食的信号，成为信号刺激或条件刺激( CS)。 由条件刺激引起的反应称为条件反应(CR)。 条件反应的强化：无关刺激和非条件刺激多次结合产生条件 反射的过程。
早期关于学习和记忆的原则

巴甫洛夫和 实验室
越多的重视。
颞叶（Temporal Lobes）


在记忆中有重要作用的另一 个证据： 来自20世纪50年代对癫痫病 人的治疗观察。其中最典型 的病历是一个长期患有顽固 性癫痫的年轻病人H.M，为 了控制他的癫痫发作，医生 切除了他大脑双侧颞叶的内 侧部分，结果导致他丧失了 几种类型的长期记忆的能力。
概念Concepts
学习(Learning):the process by which we acquire knowledge about the word 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 encoded,stored and later retrieved 获取的信息或经验在脑内储存和提取(再现)的神经 活动过程. 学习和记忆是脑的最基本的功能之一,是大脑神经 回路对环境变化的终身适应,其目的是获得生存技 巧,以便更好的适应环境和改造环境.
脑功能的整体论

法国神经学家Flourens通 过切除动物部分脑区观察 分析脑与行为的关系。研 究发现，不管切除什么部 位，功能都能得到同样的 恢复，提出了脑功能的整 体论。以上脑功能局部定 位学说与整体论学说的争 论一直延续到20世纪。
Jean Pierre Flourens
发现颞叶在学习记忆中的作用： 20 世纪 40 年代，神经外科医生 Penfield 用刺激电极刺激手术病 人的皮层，让处于清醒状态的 病人述说感受。结果发现，电 刺激可以导致病人产生一种经 验性反应，即病人有记忆的复 现，而且这种回忆似的反应均 是通过刺激颞叶诱发出来的。

敏感化（假性条件化，pseudo-conditioning)： 例如一个弱的伤害性刺激可引起弱的收缩反应， 但在强的伤害性刺激之后，弱刺激引起的反应明 显增强。强刺激与弱刺激之间并不需要建立什么 联系，在时间上也不要求两者的结合。
2. 联合型学习（associative learning)

是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，如经典的条件反射和操 作式条件反射。 （1）经典条件反射（巴浦洛夫条件反射） （后述）： （2）操作式条件反射（operant conditioned reflex)： 又称为工具性条件反射（instrumental conditioned reflex) 完成某种复杂的操作才能得到食物 偶因踩杠杆得到食物
认知功能
学习与记忆




概念Concepts 熟悉学习的形式 掌握学习及记忆的基本过程(process of Learning and Memory) 记忆的分类Ways of Memory 早期关于学习和记忆的原则 不同时期对学习与记忆机制的认识 记忆障碍相关疾病 学习记忆的神经基础 学习记忆的神经生理学机制
记忆的类型

Hebb (1949) 区分了两种记忆
- 短时记忆（STM）——记忆刚刚发生的事件 - 长时记忆（LTM ）——记忆以前发生的事件
记忆的类型
STM and LTM的区别： - 短时记ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ有限定的容量；而长时记忆没有 - 如果没有反复的练习，短时记忆很容易忘记；长时 记忆保留在记忆中 - 长时记忆能够被相应的提示而重新记起；忘记的短 时记忆则不可以
内侧颞叶-内侧丘脑-腹内侧额叶
基底前脑胆碱能系统
不同历史时期对学习 与记忆机制的认识
不同历史时期对学习与记忆机制 的认识


脑室定位学说：大约公元前几百年， 认为心理、精神过程定位于脑室。 这一学说统治了1000多年。 颅相学（脑功能局部定位学说）： 约19世纪初。将不同的脑功能（心 理、意识、思想、情感等）定位于 脑的不同部位，并在颅骨外标记出 来，形成颅骨图。认为每一功能的 发展均可使其功能区域扩大，犹如 锻炼可以使肌肉强健一般，从而形 成了脑功能局部定位学说。
学习与记忆的基本过程
(process of Learning and Memory)
学习与记忆的基本过程
(process of Learning and Memory)



Acquired or encoded 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:获得的信息在脑内编码存和 保持的阶段 Retrieved再现:将储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
迷笼实验结论

练习律 准备律

Thorndike提出的学习理论 尝试-错误理论:学习的实质是通过尝试与错误, 从而在一定的情景和一定的反应之间建立起联 结. 效果律:在尝试-错误学习过程中,某一反应之所 以能够与特定的情境建立联结是因为该反应 (触动机关)之后能够获得满意的效果(出笼得 食).

学习的形式
（一）学习的形式
1. 非联合型学习（nonassociative learning)： 是一种简单的学习形式，即在刺激和反 应之间不形成某种明确的联系。如习惯化和 敏感化。不同形式的刺激使突触发生习惯化 和敏感化的可塑性改变属于这类学习。

习惯化：指当一个非伤害性刺激重复作用时，对 该刺激的反射性行为反应逐渐减弱的过程。例如， 对一个有规律地重复出现的强噪音，人们不再对 它反应。
记忆的分类
1.按信息贮存和回忆的方式分类


（1）陈述性记忆（declarative memory)：是 对自身经历和学习的事件进行编码、贮存并回 忆、再现的过程，包括对发生在过去的特殊场 景和重要事件的回忆和再现，用语言表达出来 的情景式记忆（episodic memory)和对文字、 语言和法律等回忆的语义式记忆（semantic memory）。这种记忆要通过意识，用语言表 达出来。 （2）非陈述性记忆（nondeclarative memory)：不依赖于意识或认知过程，但需要 经过多次重复测试才能逐步形成，是对一系列 规律性操作程序的下意识的感知和反射活动，
条件反射活动的基本规律

1.建立经典条件反射所需的基本条件 无关刺激 + 非条件刺激 （多次结合） 2.经典条件反射的消退 只给条件刺激，不结合非条件刺激 条件反 射消退（条件刺激转化为引起中枢抑制的刺激, 不是条件反射丧失）

3. 人类的条件反射