学习与记忆的结构基础

1、学习和记忆的结构基础Learning and Memory: Basic Mechanisms回忆与初恋情人见面的的那一时刻回忆与初恋情人见面的的那一时刻n脑中会出现不断变化的神经元群的放电脑中会出现不断变化的神经元群的放电n每一种放电的模式可能都对某种独特记每一种放电的模式可能都对某种独特记忆具有特异性，无论人们是在何地何时出忆具有特异性，无论人们是在何地何时出现这一记忆，神经元都应该具有相同的放现这一记忆，神经元都应该具有相同的放电模式。电模式。行为行为( (学习记忆学习记忆) )组织组织( (神经组织神经组织) )细胞细胞( (神经细胞神经细胞) )分子分子系统系统( (神经系统神经系统

2、) )细胞水平上：异源性突触易化异源性突触易化至少有两种方式：n 突触前成分间的活动依存性强化机制n 突触前后间强化机制分子水平上：蛋白质变构是学习的分子生物学基础敏感化：习惯化：组织水平上：短时记忆到长时记忆短时记忆的生理机制加拿大神经心理学家Hebb（1949）反响回路（返回环路说）长时记忆的生理机制a. 突触前变化：包括突触小体的数目、大小方面的变化，以及神经递质的合成、储存、释放等环节。b.形态结构的变化：突触的增大或增多，树突的大小、传导性及其内部的化学组成的改变。 c.突触后变化：包括受体密度，受体活性，离子通道蛋白和细胞内信使的变化。突触后的反应性和敏感性的改变，增加了敏感就会使

3、同样数量的神经递质产生更大的效果。核糖核酸（RNA）与学习H. Hyden最早报道了关于记忆与 RNA关系的实验结果及其理论设想。n 学习训练后引起脑细胞内RNA变化（1959）n 训练老鼠换肢取食(1964) RNA的重要功能是合成蛋白质，RNA与长时记忆痕迹的关系问题，自然包括含着蛋白质合成与记忆关系问题。即长时记忆痕迹的形成，合成新的蛋白质是必需的。学习记忆与突触可塑性 三突触回路： 内嗅区皮层内嗅区皮层 海马齿状回海马齿状回穿通穿通纤维纤维 CA3区区 CA1区区薛氏薛氏侧枝侧枝长时程增强效应（LTP）：Lomo（1966） 在内嗅区皮层给出一串连续性或电紧张性刺激，则可在齿状回记录到

4、场电位或细胞外电活动，刺激停止后525分钟，再次记录齿状回的电反应，不但未衰减，反而增强 2倍以上。本想给别人讲个故事，但怎么也想不起开头本想给别人讲个故事，但怎么也想不起开头n因为人每次只能回忆起一定数量的事情。研究人员因为人每次只能回忆起一定数量的事情。研究人员发现，大多数人一次只能记住发现，大多数人一次只能记住3 3个或个或4 4个信息。个信息。n传统观点认为短时记忆最多为传统观点认为短时记忆最多为7 7个信息，所以大部分电个信息，所以大部分电话号码设置为话号码设置为7 7位数。新研究发现，人在对数字信息进行位数。新研究发现，人在对数字信息进行记忆时，通常采用记忆时，通常采用3 3个数字

5、和个数字和4 4个数字一组的方式。个数字一组的方式。n一些人的工作记忆能力可以达到令人惊异的程度，这是因为他们对信息分组处一些人的工作记忆能力可以达到令人惊异的程度，这是因为他们对信息分组处理的能力较强。这一研究结果有望帮助人们找到新的提高记忆力的方法。理的能力较强。这一研究结果有望帮助人们找到新的提高记忆力的方法。上个星期一晚餐喝的什么汤？上个星期一晚餐喝的什么汤？如果当时你把汤喷在了男神如果当时你把汤喷在了男神/ /女神的脸上？女神的脸上？n 出乎意料的事物能激活大脑的出乎意料的事物能激活大脑的奖赏中枢奖赏中枢，后者与大脑记忆中枢以电压信号互，后者与大脑记忆中枢以电压信号互相回应，令信息存

6、入长期记忆区域。如果所有事都如常发生，那么其间的很多相回应，令信息存入长期记忆区域。如果所有事都如常发生，那么其间的很多细节也许你不太可能记住；而如果发生了一些意外之事，情况就不同了，你可细节也许你不太可能记住；而如果发生了一些意外之事，情况就不同了，你可能很久以后还能清楚记得。能很久以后还能清楚记得。n 为解释这一现象，波恩大学研究人员选择了正在接受治疗的为解释这一现象，波恩大学研究人员选择了正在接受治疗的8 8名癫痫症患者和名癫痫症患者和6 6名抑郁症患者作为受检对象名抑郁症患者作为受检对象( (两组患者的海马体和伏隔核中置有电极两组患者的海马体和伏隔核中置有电极),),发现大发现大脑脑奖

7、赏中枢的伏隔核奖赏中枢的伏隔核与与记忆中枢的海马体记忆中枢的海马体之间存在相互作用。之间存在相互作用。“思想帽思想帽” Thinking Cap” Thinking Capn 能够激发人体大脑的潜质，让人脑变聪慧能够激发人体大脑的潜质，让人脑变聪慧n 这项技术被称为这项技术被称为“经颅磁性刺激经颅磁性刺激”(”(transcranial magnetic transcranial magnetic stimulationstimulation) )，磁性脉冲能够部分激活大脑，使大脑组织平息或活跃起来，磁性脉冲能够部分激活大脑，使大脑组织平息或活跃起来n 实验显示：人们都隐藏了内在的天才因素，我

8、们只是不知如何将这种内在实验显示：人们都隐藏了内在的天才因素，我们只是不知如何将这种内在的才华激活释放出来的才华激活释放出来脑部紧张及脑部压力对学习记忆的影响脑部紧张及脑部压力对学习记忆的影响n 研究人员让研究人员让1010名志愿者进入有柴油废气的房间，监测他们的脑电波。名志愿者进入有柴油废气的房间，监测他们的脑电波。3030分分钟后，实验对象的脑电波显示出压力反应，说明钟后，实验对象的脑电波显示出压力反应，说明大脑皮层信息处理过程大脑皮层信息处理过程受到受到影响。结果显示，长期暴露在汽车尾气等烟气微粒含量高的环境中，可能会影响。结果显示，长期暴露在汽车尾气等烟气微粒含量高的环境中，可能会影响

9、正常脑部功能和信息处理能力。影响正常脑部功能和信息处理能力。n 荷兰科学家最新研究发现，吸入柴油废气可能引起脑部紧张，长期可能造荷兰科学家最新研究发现，吸入柴油废气可能引起脑部紧张，长期可能造成脑部损伤。已有研究发现，烟气的微小颗粒可能通过鼻腔进入大脑。成脑部损伤。已有研究发现，烟气的微小颗粒可能通过鼻腔进入大脑。生物钟影响蟑螂的学习记忆能力n 物体活动都会受到生物钟的影响，蟑螂也不例外。美国科学家研究发现，物体活动都会受到生物钟的影响，蟑螂也不例外。美国科学家研究发现，蟑螂的学习能力在早晚相差巨大。研究小组训练蟑螂将讨厌的薄荷油味和喜蟑螂的学习能力在早晚相差巨大。研究小组训练蟑螂将讨厌的薄荷

10、油味和喜欢的香草味联系起来，结果发现，在傍晚训练，蟑螂能记住这种联系数天；欢的香草味联系起来，结果发现，在傍晚训练，蟑螂能记住这种联系数天；在夜间训练，效果也不错；而在早晨训练，蟑螂根本就不能形成新的记忆。在夜间训练，效果也不错；而在早晨训练，蟑螂根本就不能形成新的记忆。n 此次实验有助于人们对生物钟和记忆、学习等之间的联系展开更深入的研此次实验有助于人们对生物钟和记忆、学习等之间的联系展开更深入的研究。至少从某些情况来说，一天之中特定的时刻具有深远的影响。究。至少从某些情况来说，一天之中特定的时刻具有深远的影响。睡梦中的玫瑰花香对学习记忆的影响n 德国吕贝克大学的研究人员邀请德国吕贝克大学的

11、研究人员邀请7474位受测者参加试验，让他们进行卡片配位受测者参加试验，让他们进行卡片配对试验。受试者在进行游戏之后睡觉，其中一组受测者在睡觉时在房内放出对试验。受试者在进行游戏之后睡觉，其中一组受测者在睡觉时在房内放出玫瑰花香，睡醒后发现他们配对卡片的成功率较其它组别高。玫瑰花香，睡醒后发现他们配对卡片的成功率较其它组别高。n 研究人员以功能性核磁共振影像法观测受测者脑波情况，结果显示在慢波研究人员以功能性核磁共振影像法观测受测者脑波情况，结果显示在慢波睡眠期给予玫瑰香气有助于短期记忆的强化（卡片配对成功率高达睡眠期给予玫瑰香气有助于短期记忆的强化（卡片配对成功率高达97.2%97.2%，正

12、，正常组只有常组只有85.8%85.8%）。能明显看到，当玫瑰香气飘散过来时，慢波睡眠期的海马）。能明显看到，当玫瑰香气飘散过来时，慢波睡眠期的海马回区有显著活动的情形。回区有显著活动的情形。你有这些增强记忆的好习惯吗？你有这些增强记忆的好习惯吗？你常背诵吗？你常背诵吗？ 你在看书和学习甚至休闲时会经常背诵一些成语佳句、诗歌短你在看书和学习甚至休闲时会经常背诵一些成语佳句、诗歌短文、数理公式和外文单词吗？那可是锻炼记忆力的文、数理公式和外文单词吗？那可是锻炼记忆力的“硬功夫硬功夫”呀！呀！每天坚持每天坚持1010至至2020分钟的背诵，能增进记忆力分钟的背诵，能增进记忆力。 你是理解记忆的吗？

13、你是理解记忆的吗？ 死记硬背，不但不易记住，即使暂时记住了，也会很快忘记。死记硬背，不但不易记住，即使暂时记住了，也会很快忘记。如果能把要记忆的知识弄懂，就好记了。如果能把要记忆的知识弄懂，就好记了。 你会脑、手、耳、口并用记忆吗？你会脑、手、耳、口并用记忆吗？ 当你记忆时，应该用脑想、用手写和用口念。原因是调动了更当你记忆时，应该用脑想、用手写和用口念。原因是调动了更多的记忆多的记忆“通道通道”，记忆痕迹加深。，记忆痕迹加深。 你进行记忆时专心致志吗？你进行记忆时专心致志吗？ 毛泽东年轻时，就十分重视毛泽东年轻时，就十分重视“闹中取静闹中取静”，训练自己记忆时的，训练自己记忆时的注意力。只有

14、专心致志，才能使你的记忆对象在大脑皮层中形成注意力。只有专心致志，才能使你的记忆对象在大脑皮层中形成优势的兴奋灶，产生深刻的记忆印象。优势的兴奋灶，产生深刻的记忆印象。 你知道记忆性的复习应在遗忘前进行吗？你知道记忆性的复习应在遗忘前进行吗？ 一次记忆便能一次记忆便能“过目不忘过目不忘”，是不可能的，特别是指长期记忆，是不可能的，特别是指长期记忆而言更是如此。我们必须对所学过的知识进行复习和记忆。但每而言更是如此。我们必须对所学过的知识进行复习和记忆。但每个人的复习一定要在遗忘之前进行，待你记忆的对象忘记光了再个人的复习一定要在遗忘之前进行，待你记忆的对象忘记光了再去复习记忆，等于重新记忆。去

15、复习记忆，等于重新记忆。 你会重点记忆吗？你会重点记忆吗？ 记一篇文章或几十个外文单词，开始时通记。一两次之后，就记一篇文章或几十个外文单词，开始时通记。一两次之后，就应找出不易记住的地方，作为重点进行记忆。应找出不易记住的地方，作为重点进行记忆。 你会联想记忆吗？你会联想记忆吗？ 数字、英文不易记住。如果你善于联想记忆，便好记了。桩子数字、英文不易记住。如果你善于联想记忆，便好记了。桩子原理就是让要记忆的东西来跟已知的东西做连接。原来的东西就原理就是让要记忆的东西来跟已知的东西做连接。原来的东西就叫叫“桩子桩子”，把新的要记忆的事物与桩子连接，此法用于大量数，把新的要记忆的事物与桩子连接，此

16、法用于大量数据和外语的记忆。据和外语的记忆。 你知道一天何时记忆力最强吗？你知道一天何时记忆力最强吗？ 大量的科学家实验已经证明，人在早晨和晚上睡前记忆力最好。大量的科学家实验已经证明，人在早晨和晚上睡前记忆力最好。因为，早晨大脑细胞经过休息，活力强；临睡前，知识信息进入因为，早晨大脑细胞经过休息，活力强；临睡前，知识信息进入大脑就入睡，没有后干扰，又可使知识条理化。但你知道何时记大脑就入睡，没有后干扰，又可使知识条理化。但你知道何时记忆力最好，还要你自己实验寻找。忆力最好，还要你自己实验寻找。 人的大人的大脑脑每天有四每天有四个记忆个记忆高峰期高峰期 n早晨起床后：早晨起床后： 大脑在睡眠过

17、程中并没有停止工作，而是在对前一天输入的信息进行编码整理。大脑在睡眠过程中并没有停止工作，而是在对前一天输入的信息进行编码整理。早晨醒后没有新的信息干扰，这时记东西会印象清晰。早晨醒后没有新的信息干扰，这时记东西会印象清晰。n8 8点到点到1010点：点： 精力上升到旺盛期，处理识记效率高，记忆量增大。精力上升到旺盛期，处理识记效率高，记忆量增大。n下午下午6 6到到8 8点：点： 这是一天中记忆最佳期。这是一天中记忆最佳期。n临睡前临睡前1 1小时左右：小时左右： 识记材料后就入睡，不再有新信息输入，所以没有相互抑制的影响。识记材料后就入睡，不再有新信息输入，所以没有相互抑制的影响。你常吃点

18、健脑食品吗？你常吃点健脑食品吗？ 有不少的人，不是记忆不得法，而是大脑中缺乏记忆信息传递有不少的人，不是记忆不得法，而是大脑中缺乏记忆信息传递员员乙酸胆碱（鸡蛋、大豆、大豆芽、动物的肝脏和乳制品等乙酸胆碱（鸡蛋、大豆、大豆芽、动物的肝脏和乳制品等食品）。缺少胆碱会降低一个人的记忆力，增加胆碱的摄入量会食品）。缺少胆碱会降低一个人的记忆力，增加胆碱的摄入量会延缓因年龄的增长而出现记忆力衰退的现象。延缓因年龄的增长而出现记忆力衰退的现象。 要留住脑海中一闪而过的火花，最好是摄入一种名为二十二碳要留住脑海中一闪而过的火花，最好是摄入一种名为二十二碳六烯酸六烯酸 (docosahexaenoic acid) (docosahexaenoic acid) 或或 DHA DHA 的的 -3 (omega 3) -3 (omega 3) 脂脂肪酸。研究人员认为肪酸。研究人员认为 DHA DHA 可促进大脑信号的传递，因为它是记忆可促进大脑信号的传递，因为它是记忆神经键关键隔膜的组成部份。神经键关键隔膜的组成部份。 如果再加上富含抗氧化成份、可免受有害辐射伤害的沙拉以如果再加上富含抗氧化成份、可免受有害辐射伤害的沙拉以及可提高警觉性与记忆力的酸奶就更加完美了。及可提高警觉性与记忆力的酸奶就更加完美了。 你不喝酒不抽烟吗？你不喝酒不抽烟吗？ 现代医学早已证