第五章学习与记忆的生理机制第一节学习与记忆的一般问题
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学习与记忆的神经生物学机制学习与记忆是人类思维活动中的重要组成部分,涉及到神经系统的复杂机制。
本文将探讨学习与记忆的神经生物学机制,通过对大脑结构和神经元功能的分析,以及相关实验证据的介绍,全面解析了学习与记忆的神经基础。
一、大脑结构与学习记忆大脑是人类学习与记忆的基础,其中海马体、脑内嗅球、小脑皮质等结构与学习、记忆密切相关。
海马体位于颞叶内侧,被认为是短期记忆向长期记忆的转换关键区域,其功能障碍可导致长期记忆受损。
脑内嗅球则参与情感记忆的形成,其受损可导致情感记忆的缺失。
小脑皮质则参与到运动、技能类的学习,损伤可导致运动技能学习困难。
二、神经元与学习记忆神经元是神经系统的基本功能单元,其通过神经细胞之间的连接与突触传递信息。
学习与记忆是通过神经元之间的突触可塑性实现的,其中包括突触前后神经元连接强度的改变,即突触增益或突触减弱。
这种突触可塑性机制被称为突触可塑性。
长期增强突触连接能够加强信息传递效率,促进记忆的形成。
三、突触可塑性的机制突触可塑性机制包括短时程可塑性和长时程可塑性。
短时程可塑性通常涉及到神经传导物质的释放改变,突触前或突触后神经元的电活动改变等。
而长时程可塑性则主要包括长时程突触增强和长时程突触抑制两种形式。
长时程突触增强依赖于输入源的高频刺激,可引起神经元之间的突触传递增强,从而加强记忆的形成。
相反,长时程突触抑制则依赖于输入源的低频刺激,可引起神经元之间的突触传递减弱,从而影响记忆的形成。
四、实验证据与学习记忆许多实验证据支持学习与记忆的神经生物学机制。
例如,当动物在学习任务中表现出记忆能力增强时,其大脑相关区域的神经元活动也会相应改变。
神经成像研究表明,人类学习某项任务时,其脑活动也会发生变化。
此外,激活某些特定的神经元可以增强动物的记忆能力,而抑制这些神经元则会导致记忆能力下降。
总结:学习与记忆的神经生物学机制是一项复杂而庞大的研究领域。
通过对大脑结构和神经元功能的研究,我们可以更深入地了解学习与记忆的本质。
学习和记忆的神经生物学机制作为智慧生命体,人类拥有无限的学习和记忆能力。
无论是在学校、工作还是生活中,我们都需要通过学习和记忆获得新的知识和技能。
但究竟是什么让我们具备学习和记忆的能力?这就涉及到神经生物学机制的问题了。
学习和记忆的基本过程学习是指我们通过不断获取新知识和技能,使得自己逐渐适应环境的过程。
记忆则是指将新获得的信息保存并加以利用的过程。
学习和记忆可以说是相互依存的过程,都需要一定的生物学基础。
学习和记忆的基本过程包括三个步骤:感知、存储和复原。
在感知过程中,大脑接收来自身体感官和外部环境的各种信息,经过加工和筛选后得出结论。
在存储过程中,大脑将感知到的信息保存在神经元中,并与其他信息进行联结和整合。
在复原过程中,大脑回忆并重新唤起保存在神经元中的信息,以便用于解决问题。
神经元是学习和记忆的基本单元神经元是人类学习和记忆的基本单元。
神经元与神经元之间通过突触相互连接,形成大脑的神经网络。
当突触受到电信号刺激时,神经元就会释放出神经递质,将信号传递给其他神经元。
不同神经元之间的连接方式不同,但可以大致分为两种:兴奋性突触和抑制性突触。
当兴奋性突触受到刺激时,会让下游神经元更容易被激活;而当抑制性突触受到刺激时,则会让下游神经元更难被激活。
这种兴奋性和抑制性的平衡是大脑神经网络正常运作的基础。
突触可塑性是学习和记忆的基础突触可塑性是指突触连接强度发生变化的能力,也就是我们通常所说的“脑可塑性”。
因为大部分的学习和记忆都是通过突触可塑性实现的。
突触可塑性主要分为长时程增强和长时程抑制两种。
当一个神经元接收到强烈输入时,会在一段时间内增强与下游神经元的连接强度,以增加信号传递的可能性,这就是长时程增强;而当同一个神经元接收到过于频繁的输入时,长时间的抑制作用则导致突触连接强度下降,这就是长时程抑制。
这种突触可塑性的机制使得大脑可以根据体验对突触进行调整,从而对不断变化的环境做出相应的适应。
神经递质是学习和记忆的调节因素神经递质是一类化学物质,可以帮助神经元之间完成信息传递。
学习和记忆的机制1.从神经生理角度看学习和记忆的机制从神经生理的角度来看,感觉性记忆和第一级记忆主要是神经元生理活动的功能表现。
神经元活动具有一定的后作用,在刺激作用过去以后,活动仍存留一定时间,这是记忆的最简单的形式,感觉性记忆的机制可能属于这一类,在神经系统中,神经元之间形成许多环路联系,环路的连续活动也是记忆的一种形式,第一级记忆的机制可能属于这一类。
例如,海马环路的活动就与第一级记忆的保持以及第一级记忆转入第二级记忆有关。
近年来对突触传递过程的变化与学习记忆的关系进行了许多研究。
在海兔(一种海洋软体动物)的缩鳃反射的研究中观察到,习惯化的发生是由于突触传递出现了改变,突触前末梢的递质释放量减少导致突触后电位减少,从而使反射反应逐渐减弱;敏感化的机制是突触传递效能的增强,突触前末梢的递质释放量增加。
在高等动物中也观察到突触传递具有可塑性。
有人在麻醉兔中,记录海马齿状回颗粒细胞的电活动观察到,如先以一串电脉冲刺激海马的传入纤维(前穿质纤维),再用单个电刺激来测试颗粒细胞电活动改变,则兴奋性突触后电位和锋电位波幅增大,锋电位的潜伏期缩短。
这种易化现象持续时间可长达10小时以上,并被称为长时程增强。
不少人把长时程增强与学习记忆联系起来,认为它可能是学习记忆的神经基础。
在训练大鼠进行旋转平台的空间分辨学习过程中,记忆能力强的大鼠海马长时程增强反应大,而记忆能力差的大鼠长时程增强反应小。
2.从神经生化角度看学习和记忆的机制从神经生化的角度来看,较长时性的记忆必然与脑内的物质代谢有关,尤其是与脑内蛋白质的合成有关。
在金鱼建立条件反射的过程中,如用嘌呤霉素注入动物脑内以抑制脑内蛋白质的合成,则运动不能完成条件反射的建立,学习记忆能力发生明显障碍。
人类的第二级记忆可能与这一类机制关系较大。
在逆行性遗忘症中,可能就是由于脑内蛋白质合成代谢受到了破坏,以致使前一段时间的记忆丧失。
中枢递质与学习记忆活动也有关。