2015学习与记忆.

学习与记忆[e-mail]•大家谈谈增强记忆的方法有哪些？增强记忆的方法：一，集中注意力。二，充足的睡眠。三，好图胜千言。四，过度学习，对学习材料在记住的基础上重复，多记几遍。五，及时复习，遗忘的速度是先快后慢。六，创造关联，将新知识与旧知识间制造出关联。七，多重感觉，可以同时听，说，读，写。八，理解的基础上记忆，赋予记忆内容以意义。九，制作韵律。（一嗅二视三动眼，四滑五叉六外展，七面八听九舌咽，迷副舌下神经全）十，对记忆内容进行有意义的精细加工。。学习与记忆:相互关联的两个过程•记忆是对所获得的信息的保存和读出的过程•学习是获得新信息和新知识的过程•2000年诺贝尔生理学医学奖获得者：•EricKandel通过对海兔的研究发现•突触蛋白的磷酸化对短期记忆非常重要，•而长期记忆的形成必须要有新蛋白质的合成，造成突触形态和功能的改变。学习分类：非联合型学习和联合型学习•非联合型学习：指刺激和反应之间不形成明确联系的学习过程，（指单一刺激长期重复作用后，个体对刺激的反应性增大或减弱。）分为：习惯化和敏感化•联合型学习：个体能在事物与事物之间建立某种形式的联系。分为2种：经典条件反射和操作式条件反射经典条件反射：俄国Pavlov（狗，肉，铃声）操作式条件反射习惯化和敏感化1.非联合型学习：指刺激和反应之间不形成明确联系的学习过程，（主要指单一刺激长期重复作用后，个体对刺激的反应性增大或者减弱。）•分为：习惯化和敏感化缩鳃反射的简单模式图•1习惯化反复刺激感觉神经元导致突触后运动神经元EPSP逐渐变小习惯化的发生原因？钙通道反复开放后效能会逐渐降低，WHY？？？？？？还不知道原因，敏感化•实验设计：短暂电击海兔头部，结果导致在刺激虹管时候引起强烈的缩鳃反射。敏感化的原因:电击头部引起L29释放5-HT，激活G蛋白-----AC-----CAMP-------PKA------K通道蛋白磷酸化导致通道关闭----------钙通道开放时间延长-------内流钙增加2.联合型学习（个体能在事物与事物之间建立某种形式的联系）分为2种：•经典条件反射：俄国Pavlov,（狗，肉，铃声）•操作式条件反射A海兔的经典条件反射•条件反射CS是向虹管轻柔射水(不缩鳃)•非条件反射US是电击尾部，所测反应是缩鳃反射经典条件反射的机制非条件反射US单独激活运动神经元使他敏感化配对给与条件刺激CS和US，比单用US引起AC活化的程度更大，因为CS使更多的钙进入突触前末梢，钙可以增加AC活性-----CAMP-------PKA------K通道蛋白磷酸化导致通道关闭----------钙通道开放时间延长-------内流钙增加----------神经递质释放增多A脊椎动物的经典条件反射兔子的瞬膜反射条件刺激CS是声音非条件刺激US是向瞬膜吹气多次配对后可以建立条件反射该学习模型建立的神经生物学机制•小脑的学习•小脑皮层分三层•分子层•Purkinje层GABA•颗粒层Glu•Purkinjecell是小脑皮层的主要神经元苔状纤维(由下橄榄核发出)mossyfiber:向小脑提供外周的本体和皮肤感觉信息（感觉传入）爬行纤维(脑桥核团发出):对调节苔状纤维对Purkinjecell的传入效力起重要的作用.（运动皮层的指令）两种纤维配对刺激爬行纤维和平行纤维,经配对处理后,单独激活平行纤维使Purkinjecell突触后电流显著减小,这样的修饰可以持续一个小时以上,被成为长时程压抑.长时程抑制在学习记忆中的作用：要组成一个能学习的神经网络，LTD和LTP都是必需的。当爬行纤维传递代表运动操作错误的信号时，LTD将会消除代表操作错误信号的突触传递，所以推测LTD在运动学习中起着不断纠正操作错误的重要作用。操作式条件反射赌博与斯金纳箱奖励与惩罚1.孩子哭闹时现实应用：行为矫正海马和新皮层的突触可塑性•长时程增强（long-termpotentiation，LTP）是指突触前神经元受到短时间的快速重复刺激后，在突触后神经元快速形成的持续时间较长的EPSP增强，表现为潜伏期缩短、幅度增高、斜率加大。•1973年，Bliss和Lomo在海马发现，短暂的高频电刺激(给Schaffer谢弗侧支50-100个100Hz短促的高频刺激)进入海马的神经通路，引起这条通路上的突触传递效能的持续增强。海马由经典的三突突触回路组成前穿质通路：将内嗅皮层的信息传递到齿状回；苔藓纤维通路：从齿状回颗粒细胞投射到CA3的锥体细胞；Schaffer谢弗侧支通路：从CA3锥体细胞到CA1锥体细胞前穿质通路苔藓纤维Long-termpotentiationofSchaffercollateral-CA1synapses.(A)Arrangementforrecordingsynaptictransmission;twostimulatingelectrodes(1and2)eachactivateseparatepopulationsofSchaffercollaterals,thusprovidingtestandcontrolsynapticpathways.(B)Left:SynapticresponsesrecordedinaCA1neuroninresponsetosinglestimuliofsynapticpathway1,minutesbeforeandonehourafterahigh-frequencytrainofstimuli.Thehigh-frequencystimulustrainincreasesthesizeoftheEPSPevokedbyasinglestimulus.Right:Responsesproducedbystimulatingsynapticpathway2,whichdidnotreceivehigh-frequencystimulation,isunchanged.高频电刺激.施加低频刺激时,GLU释放太少,被兴奋的AMPA受体数量不足,引起的EPSP太小,而不足以使NMDA受体通道开.而高频刺激(强直刺激,典型为100赫兹,0.5秒)者相反,可引起LTP长时程增强效应LTP的产生需要突触前后两个神经元的同时兴奋,突触后钙离子的增高是标志•正常情况，Glu与非NMDA受体结合，开放Na+-K+通道，并产生突触后电位，而NMDA受体的Ca2+-Na+-K+通道则被Mg2+阻滞不能开放。•CA1和CA3细胞同步放电时，CA3放电所释放的Glu与CA1细胞的NMDA受体结合，同时CA1细胞去极化将Mg2+推出NMDA受体通道，Ca2+才能进入CA1细胞。MechanismsunderlyingLTP.Duringglutamaterelease,theNMDAchannelopensonlyifthepostsynapticcellissufficientlydepolarized.TheCa2+ionsthatenterthecellthroughthechannelactivatepostsynapticproteinkinases.ThesekinasesmayactpostsynapticallytoinsertnewAMPAreceptorsintothepostsynapticspine,therebyincreasingthesensitivitytoglutamate.LTP的引出必须依赖于高频电刺激:在高频电刺激下，突触后神经元（CA1）的EPSP尚未结束时，突触前神经元（CA3）就又接收到了下一个电刺激而开始放电，也就是说，LTP的形成需要突触后神经元和突触前神经元的同步放电。凭什么说LTP就意味着记忆呢？•1.阻断NMDA受体后记忆受损（moriss水迷宫实验）•2.基因敲除技术：敲除NMDA受体基因后无法引导出LTP,记忆受损。•3.转基因技术：转入特定的基因，该基因携带相应的启动元件，可决定在何时何处启动该基因的表达（可以海马特异性的表达活性更高的的NMDA受体亚型，结果聪明的老鼠出现了）白色的水面下隐藏着一个平台，通过学习可很快找到该平台长时程记忆需要新蛋白质的合成ThelatecomponentofLTPisduetoPKAactivatingthetranssciptionalregulatorCREB,whichturnsonexpressionofanumberofgenesthatproducelong-lastingchangesinPKAactivityandsynapsestructure.突触后CA1细胞内Ca2+与钙调蛋白结合，激活Ca2+/钙调蛋白依赖性激酶，PKC和酪氨酸激酶，三者共同作用下产生LTP。CA1释放逆行性信使NO作用于CA3细胞,使更多的谷氨酸释放。早期LTP：1-3小时（短时记忆）晚期LTP：3小时（长时记忆）短暂高频强直刺激,(典型为100赫兹,0.5秒)引起LTP长时程增强效应长时程低频强直刺激可产生LTD长时程压抑记忆分类：短期记忆和长期记忆•感觉信息可以短暂的以短时记忆的形式保持，通过复述巩固过程，短期记忆向长期记忆转化。记忆的分类•分为：陈述性记忆和非陈述性记忆•陈述性记忆（对事实，事物以及他们相互关系的记忆。比如单词和他的含义，历史，生活事件等，通过意识获得）•记忆储存在海马，内侧颞叶，间脑以及他们之间形成的神经网络非陈述性记忆分为四种类型•1，程序性记忆（技巧和习惯的记忆）学习技巧形成一些固定的行为习惯（骑自行车，弹钢琴，系鞋带）储存在纹状体，运动皮层，小脑以及他们之间形成的神经网络•2，初始化效应（启动效应）如果你在某个场合无意看到或者听到某一刺激（即使你自己都没有意识到），这一刺激以后再次出现的时候，你辨认他的速度加快储存在新皮层•3，联合型学习（经典条件反射和操作式条件反射形成的记忆）储存在小脑和海马（骨骼肌肉系统反应）储存在杏仁核（情绪反应）4，非联合型学习所形成的记忆即习惯化和敏感化所形成的记忆储存在反射回路当中1.颞叶和陈述性记忆•电刺激颞叶皮层产生了往事的回忆•由于严重的癫痫切除了颞叶皮层的H.M。(切除双侧的内侧颞叶，包括皮层，下面的杏仁和海马前的2/3）后果：极度的顺行性遗忘症（记得小时候的事情但是记不了5分钟前见过的人）可形成新的程序性记忆（新的技巧）遗忘症：逆行性遗忘和顺行性遗忘•A旁海马皮层嗅周皮层嗅沟内嗅皮层大脑皮层联络区----------------内侧颞叶----------旁海马皮层和嗅周皮层----------------------------海马--------穹隆-----------丘脑，下丘脑记忆可能先暂时储存在内侧颞叶的皮层最后转入新皮层最后储存。内侧颞叶和记忆过程陈述性记忆在新皮层的存贮部位•.颞下皮层既是视觉中枢又是记忆储存区延迟性非匹配任务DNMS•DNMS用短尾猴做实验•内侧颞叶损伤后影响记忆2.间脑和记忆过程与记忆识别相关的3个间脑区分别是：•丘脑前核•背内侧核•下丘脑乳头体•人命：N.A.•损伤部位：丘脑背内侧核（被人用微型剑从他的左鼻孔刺入）•损伤导致严重的顺行性遗忘和2年的逆行性记忆•特点：无法看电视，看了前面忘记后面等-43-丘脑前核腹前核腹后核腹中央外侧核腹后外侧核腹后内侧核丘脑枕中央中核背内侧核板内核背外侧核后外侧核•科尔萨科夫氏综合症（Korsakoff‘ssyndrome），为长期酗酒导致大脑缺乏硫胺（维生素B1）而引起的精神障碍。表现为近记忆极度丧失、时间判断障碍及虚构事实。•严重的顺行性遗忘被认为和丘脑背内侧核和下丘脑乳头体的损毁有关3.海马的记忆功能•海马损伤后的结果•海马与工作记忆的关系•工作记忆指:保留那些用于指导进行性行为的信息.•经过训练,它只需经过迷宫每条路径一次就可熟练找到食物,不重复那些已经去过的路径.•海马破坏了,学习效率很低,他会多次重复进入同一辐射臂,学会了这个任务,但是不能记住那条路已经走过了.大鼠辐射迷宫实验问题的关键就在于:大