医学心理学学习与记忆

学习
非联合型学习 联合型学习 认知学习
(条件反射 以外的学习)
习惯化 敏感化 经典条件反射
操作条件反射
(条件反射性学习)
程序性学习 (熟练技巧)
情绪学习
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（二）记忆分类(1)根据保持时间与工作性质 短时记忆与长时记忆 工作记忆与参考记忆 工作记忆(working memory, WM)是对某次学习 训练时出现的特殊刺激或线索的暂时储 存,等待处理的记忆信息。
家兔瞬目条件反射研究流程图
音调 耳 听觉通路
眼
传入径路
吹气
小脑LIP核 红核 VI脑神经 瞬膜

这类条件反射的机制在人类可能也一 样，对青年人眨眼的经典反射时作扫描 可见小脑、红核及其它一些脑区的活动 增加(Logan & Grafton,1995)。 小脑受损患者眨眼条件反射受损 (Woodruff-Pak , Papka & Ivry,1996)。
他提出神经系统的两条原则： 等能性(equipotentiality)是指大脑皮 质的各处同等参与复杂行为如学习，皮质 任何部分均可以相互取代。 群体作用(mass action) 指大脑皮质是 作为整体参与工作的，投入愈多，效果愈 好。
（3）Hebb定律
Hebb质疑等势原理,提出细胞集合学说,如今发 展为Hebb定律(活动依赖性神经元可塑性改变); 这种突触修饰机制已被广泛接受。 他认为脑内反映外界客观物体的是由被该物体 激活的所有皮质细胞组成的(他称之为细胞集合)
在训练开始时，用冷冻或药物暂时抑制此核的活 动，像平时一样呈现CS及UCS，没有发现学习的 证据(即LIP抑制期间没有反应)。等抑制作用消 失后，继续训练，家兔开始学习，它们学习速度 与没有接受训练的动物一样。这证明，在抑制期 间的训练是无效的。为了确定是学习发生处，还 是信息传递处？研究者抑制红核接受小脑传入的 中脑运动核的活动，家兔再次在训练时无反应， 而当红核从冷冻或药物抑制中恢复，家兔对音调 产生强烈的反应。这就是说，红核的暂时抑制阻 断了反应，但没有阻断学习；因此认为这种学习 发生于唤起这种学习的序列中的最后结构。
学习机制的两类突触设想
US
突触前神经元 …. ..…
US
调节神经元
突触前神经元 …. . CS .. .. CR
CS
CR
突触后神经元
三、学习记忆过程的化学调控
学习记忆的脑机制主要是通过递质、调质 来实现；另外，还有激素的影响，这些就 形成了化学调控。
（一）中枢胆碱能递质与学习记忆
Ach有助于学习记忆。 1．用胆碱酯酶抑制剂二异丙基氟磷酸（ DFP ， diethyl fluorophosphate）阻止胆碱酯酶（AchE）破 坏Ach，使脑内保持高浓度。 实验发现:学习后1天或4天给药对学习无影响； 学习后7天后给药损害记忆；学习后21天后给药 则易化记忆（未给药动物已开始遗忘）。 据此推测，记忆的储存和提取与中枢胆碱能突触 的效能有关，DFP只有在促使脑内胆碱能效应达 到最佳水平时，才有易化作用；若胆碱能效应超 过最佳水平时，则产生相反效果。
将CR的暂时联 系定位于大脑 皮质; 1940年, Shurraner & Cullar证明,脊 髓动物也能建 立简单的CR;因 此,可以说,整 个神经系统都 具有学习记忆 所需的可塑性。
（2）Lashley为寻找记 忆痕迹(学习的代表区) 而进行大量实验。 在大 鼠学会走迷宫、光线分 辨作业后，切除不同部 位的大脑皮质。 结果:所研究的学习类型 不依赖皮质联系；切除 的量比部位更影响业绩 受损。 本意是从定位观点出发, 结果是支持整体理论。 导致等势原理及整体作 用原理的产生。

2.暂时联系和异源性突触易化
巴甫洛夫认为暂时联系是大脑皮质的功能。
现在认为暂时联系是神经元的普遍特性。其生 理基础是异源性突触易化，即不同来源突触联系 的易化。 这种易化有两种形式：一是非条件刺激的强化 作用于突触前神经元末梢的突触前膜，使突触前 神经元释放递质增加；二是非条件刺激的强化作 用于突触后神经元胞体的突触后膜，使突触前神 经元释放递质增加 (两者在时间上要接近)。
2．将胎鼠基底前脑的悬浮液（富含胆碱能 递质）移植到由酒精引起记忆损害大鼠 的海马和皮质中，可改善其记忆。 3．增加海马的胆碱乙酰转移酶活性可改善 大鼠空间学习能力，这种酶的活性可作 为大鼠学习能力的指标。
4．东莨菪碱可封闭Ach受体，属抗胆碱药； 槟榔碱则是一种Ach的激动剂。 匡培梓等将东莨菪碱注入1日龄的小鸡体 内，引起明显的记忆障碍；随后注入 槟榔碱则可改善东莨菪碱引起的记忆障 碍。 5．东莨菪碱曾被应用于助产，在使用后， 产妇往往不能回忆分娩时的情况。 6．Palmer（1991）研究发现，新皮质胆碱 通路功能的降低与老年痴呆病人的学习 记忆能力丧失有关。
一、简要概述
记忆的脑机制又有整体、细胞、生物膜、 分子等层次不同的神经生物学、分子生物 学基础。这些生物学基础又因记忆系统、 记忆过程和记忆模式不同而异。
关于记忆过程、记忆系统和记忆模式
1.记忆过程 编码、固化、储存、提取等, 过程不同,脑机制也不同。如海马对某些特 定的记忆是需要的,但对任何信息的提取没 有作用。 2.记忆系统 五大记忆系统的脑结构及提 取方式不同。 3.记忆模式 是指研究中使用的实验范式 (paradigm),即用什么刺激(作业方式) 、 如何记录(脑成像,电生理等) 。
记忆分类(2)根据储存与回忆方式
记忆
┏━━━━━┻━━━━━┓
陈述的 非陈述的 （外显的explicit ） （内隐的implicit） 事实 事件 技巧与 启动 运动 习惯化 情绪 习惯 效应 CR 敏感化 学习 海马-内侧颞叶、纹状体 新皮质 基底节 反射 杏仁核 前额、间脑 小脑 小脑 路径 运动皮质
脑内反映外界客观物 体是由被该物体激 活的所有皮质细胞 组成的,“细胞集合” (cell assembly)来 完成。这些细胞相 互连接,只要细胞集 合内的连接持续激 活,就能作为短时记 忆保存;如激活时间 足够长,就可能通过 一种“生长过程” 使记忆巩固。如一 个刺激再激活集合 内的部分细胞,就可 诱发整个细胞集合 的反映而形成循环。
学习与记忆
山东大学医学院医学心理学研究所 潘芳
一、简要概述

传统心理学与神经生理学对学习记忆 机制的研究是沿着一条基本假设前进的。 即认为,学习记忆是统一的过程,这一过 程发生在脑内某些特定部位 (功能定位 观点) 。这就是脑结构、细胞、分子三 个不同层次的学习记忆机制。
一、简要概述
20世纪90年代,多学科协作的脑科学产 生许多新方法, 形成多重记忆系统的理论 。 现代认知神经科学并不把记忆看成统一的 过程和统一的记忆系统。因为只有讨论某 一特定记忆系统中某一具体过程时,研究它 的脑机制或神经相关物质才有意义。
（5）Milner长期随访的病例H.M. Brenda Milner是Hebb的研究生, 主要研究癫痫病人脑手术后,颞叶对 病人的影响。在手术室见到 Penfield报道的病例触动了她, 作 为实验心理学家,她不能认同 Penfield的推测;大多数单侧颞叶切 除的病人并无什么影响,但有两例出 现严重顺行性遗忘,她们推测,这两 人的另一侧可能存在未发现的病变。 后来,神经外科医生W.Scoville有一 名两侧内侧颞叶切除的病人也有类 似症状,他就是H.M. Penfield就让她对H.M.作研究。
（4）Penfield的癫痫手术病人研究
Wilder Penfield(1969) 根据手术所见,推测 颞叶是被遗忘的久远记忆的储存处。记忆研究 者Loftus & Loftus(1980) 详细地审阅了有关资 料后发现,发生这种片段回忆(flashbacks)的病 例只是 Penfield在手术中刺激了1100例病人中 的极少数。因此, Loftus 们认为,这些回忆可 能是虚构的,就像梦见从未到过的地方一样。
小脑外侧间 位核 (lateral interpositu s ,LIP )
(6)Thompson的痕迹CR研究
事实上脑区发生变化并不意味着学习就发生于 此;记录到的只是相关脑区系列中的一处。这一 序列每一区在学习中都可发生变化，任何一环 受损都会影响学习，你能说学习就发生在那一 区吗？
A B C D E F
二、记忆研究的当前认识
1.脑内有多种记忆系统, 是由许多神经回路组成 的多功能网络。 2. 研究从不同水平进行:脑区代谢、神经通路、 细胞电活动、突触结构、离子通道、递质-受 体、蛋白质合成等宏观及微观研究。
3.记忆的定位虽比较弥散,但还是有一定的专门 化,不同学习记忆过程涉及的脑区不尽相同。
（一）学习分类
三、神经系统的信息储存
1.记忆痕迹 学习记忆的神经基础的定位已经成为研究进 展的最大障碍,并且仍然是研究的根本问题。有 一个概念必须明确,即记忆痕迹有其定位的前提, 并不意味着记忆痕迹只有单一的解剖定位;相反, 记忆痕迹回路可以包含一系列(记忆)位点,平行 的回路或反馈环路。
（1） Pavlov
H.M.９岁时从自 行车上摔下，丧 失意识５分钟； １０岁起轻微癫 痫，逐年加重。 高中毕业工作， 虽服药但发作仍 日益加重，影响 工作。２７岁时 手术切除两侧长 达８ｃｍ的脑组 织（包括内侧颞 叶、杏仁核及海 马前２／３） ， 癫痫发作缓解， 知觉、智力、人 格未受影响；各 方面大都正常。
H.M.的遗忘症 A．部分逆行性遗忘症，记不起术前几年的事； B．严重的顺行性遗忘症，虽能记起童年往事，但 不能记住几分钟前遇到的人和事；随访４０年之 久的Milner医生，每次前往都要从新自我介绍， 就如初次见面。要他记住一个数字，只要分散一 下注意，不仅忘了数字，连记数的事也忘了。搬 家后，记不住新家附近的路；连自己最近拍的照 也认不出。 对H.M.的研究表明，他保留了童年记忆；短时记 忆正常，通过不断复述，可记住６个数字，但经 不起干扰；他的缺陷是不能形成新的陈述记忆； 他能形成新的程序记忆（镜画技术），虽记不住 训练镜画的经历（陈述记忆），但学会了操作技 能（程序记忆） 。
Hebb的修饰作用(Hebbian modification)
这一假说指出了突触的 可塑性, 在视系统中得 到验证。
LGN中两个靶细胞分别具有来自两 眼的输入,最初重叠,以后在兴奋影 响下分离。a.上眼两输入同时兴奋, 激活LGN的上靶神经元;但不能兴奋 下上靶神经元。兴奋输入到兴奋靶 细胞,进行Hebb修饰,从而提高效率。 b. 与a同,只是换成下神经元和下 靶细胞。 c.随时间推移,一起兴奋 的神经元一起进行组构。 注意:非同步兴奋的输入的突触前 成分最终将失去连接。
6.Thompson的痕迹CR研究
Thompson等用小脑研究兔的瞬目条件反射： 声音(CS)-对角膜吹气(UCS)建立条件反射；记录各种脑细胞 学习期间的电活动，发现小脑的外侧栓状核(LIP)在训练开 始时反应微弱，随学习进行，反应增强。
声音(CS)-对角膜吹气 (UCS)建立条件反射； 记录各种脑细胞学习 期间的电活动，发现 小脑的外侧栓状核 (LIP)在训练开始时反 应微弱，随学习进行， 反应增强。
7.脑内胆碱能神经元分布甚广, 海马 的胆碱能系统与学习记忆相关。已知 隔区-海马-边缘叶的M-胆碱能突触与 短时记忆有关,曾有人称为“记忆突 触” 。
（二）儿茶酚胺类（CAs）递质与学习记忆

情绪兴奋状态下释放的肾上腺素（E）可增 强事件记忆储存。 1.Gold等（1988）进行大鼠避暗学习（明 暗两室笼，进暗室给电击足底，以明室停留时 间长度作对电击的记忆程度）；结果发现，强 电刺激引起避暗（在明室停留）时间长于弱电 刺激；弱电刺激+注射E引起避暗（在明室停留） 时间等同于强电刺激。提示E增强记忆巩固。
2．实验表明，E在许多不利条件下也能 调节记忆（深度麻醉鼠臵于某种音调下， 并给予电刺激，几天后，在大鼠饮水时， 呈现此音调，动物立即停止饮水，躲在 距声源最远处；而麻醉状态下注射盐水 的对照大鼠则对音调没有害怕表现）。