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1、第六章记忆的生理第六章记忆的生理记忆理论的变迁记忆理论的变迁n n从单一记忆理论多重记忆理论n n从单一记忆脑结构(海马) 多重脑记忆系统第一节第一节 记忆的痕迹理论记忆的痕迹理论记忆分为两类:n n短时记忆其机制为神经回路中生物电反响振荡n n长时记忆其基础是生物化学与突触结构形态的变化一、短时记忆的反响回路一、短时记忆的反响回路n n短时记忆是脑内神经元回路中，生物电活动的自我兴奋所造成的反响振荡。n n这种反响振荡可以很快消退，也可能因外部条件促成脑内发生化学或结构的变化，从而使短时记忆发展为长时记忆。反响回路理论所要回答的问题反响回路理论所要回答的问题n n这种反响回路存在于哪里？有什
2、么特点？n n这种反响回路促成了什么样的化学变化和物质改变，从而形成了长时记忆？n n这种反响振荡的电活动是如何促成这些化学变化或结构改变的？n n这种短时记忆向长时记忆的转化，需要什么条件？n n这种转化的含义是什么？机体如何解读这种转化的记忆含义的？支持反响回路理论的证据支持反响回路理论的证据1n n电休克治疗引起近事的选择性遗忘，n n随着两者间隔时间的延长，这种对短时记忆的干扰明显变弱。n n说明短时记忆很不稳定，易受电抽搐的影响，而在1小时以后，记忆已经巩固，则不再受电抽搐的影响。n n这说明短时记忆是神经反响回路间的电活动，电抽搐打断了反响过程，从而影响了短时记忆。支持反响回路理论
3、的证据支持反响回路理论的证据2n n伯恩斯（1958）的大脑皮层环切手术：n n孤立的大脑皮层处于安静状态，n n给予足够强的电脉冲，则可引起其长时间的单位发放（30分钟之久）证实了回路的反响振荡的存在。n n此时再给予一个强电击，全部单位发放停止因为强电击使全部神经元同时兴奋后同时进入不应期。n n内隐记忆n n定义：过去经验对个体当前活动的一种无意识定义：过去经验对个体当前活动的一种无意识的影响的影响n n内隐记忆和外显记忆的关系内隐记忆和外显记忆的关系n n加工深度因素的影响不同：内隐不受加工深度因素加工深度因素的影响不同：内隐不受加工深度因素影响影响n n保持时间不同：内隐保持时间较长
4、保持时间不同：内隐保持时间较长n n记忆负荷量的变化产生的影响不同：内隐不受影响记忆负荷量的变化产生的影响不同：内隐不受影响n n呈现方式的影响不同：内隐受到严重影响呈现方式的影响不同：内隐受到严重影响n n干扰因素的影响不同：内隐很少受到影响干扰因素的影响不同：内隐很少受到影响支持反响回路理论的证据支持反响回路理论的证据3n n鲁宾斯和麦尔（鲁宾斯和麦尔（19701970）：电抽搐对不同模式）：电抽搐对不同模式短时记忆的影响。短时记忆的影响。1 12 23 34 45 56 6训练训练3 3天天S1F2S3S1F2S3 S1S2F3S1S2F3 F1S2S3F1S2S3 F1S2F3F1S2
5、F3 F1F2S3F1F2S3 S1F2F3S1F2F3检查项检查项目目S1F2S1F2S1S2S1S2F1S2F1S2F1S2F1S2F1F2F1F2S1F3S1F3记忆保记忆保持持否是否是是是是是是否是否否是否是是是是是是否是否电抽搐对不同模式短时记忆的影响电抽搐对不同模式短时记忆的影响n n电抽搐对第三天刚进行的训练产生的短时记忆有干扰n n电抽搐对与第三天训练性质相同的行为模式，其记忆也受到影响。n n只要对短时记忆产生影响，对与之相似的长时记忆也发生干扰。n n可能电抽搐在脑内引起较强的无意义的“噪音”，使短时记忆及与其有关的长时记忆痕迹的信息无法提取和识别。电抽搐对短时记忆影响的两
6、种模式电抽搐对短时记忆影响的两种模式n n消除了短时记忆痕迹n n对之附加了强“噪音”，使 之无法提取和识别。n n两种方式都 会导致短时记忆痕迹及与之相关的长时记忆痕迹无法投射到主观意识中来。对记忆痕迹反响回路理论的评价对记忆痕迹反响回路理论的评价n n70年代以后的实验证明，海马中的长时程增强是短时记忆转化为长时记忆的机制之一，该机制与突触传递中的复杂生物化学机制有关。n n神经元反响回路理论存在局限性。二、长时记忆的生化基础二、长时记忆的生化基础n n记忆痕迹理论在60年代激励科学家对RNA进行了大量的研究。n n信使RNA携带蛋白质合成密码，其代谢速度较快，与短时记忆转化为长时记忆所需
7、时间大体相符。n n海登认为每种长时记忆对应一种特殊RNA.n n然而直接对RNA进行的研究在几十年内未获实质性结果。对对mRNA的合成产物的合成产物蛋白质的研究取得突破性进展蛋白质的研究取得突破性进展研究蛋白质的两条实验路线：n n蛋白质合成抑制剂对蛋白的影响（学习模式稳定后，注入蛋白质合成抑制剂，则发现长时记忆显著破坏）n n记忆形成时，脑内蛋白质的变化（常用放射免疫法测定，观察有无特殊蛋白质合成，或哪些蛋白质表现活跃）蛋白质参与长时记忆蛋白质参与长时记忆n n大量实验表明，蛋白质合成抑制剂应用的剂量和次数越多，对蛋白质合成的抑制就越明显，对长时记忆的破坏作用就越强。n n哪些蛋白质参与
8、了长时记忆呢？n n一些小分子量的糖蛋白或酸性蛋白，其代谢快，更新快，在记忆痕迹中作用最明显。参与长时记忆的小分子蛋白参与长时记忆的小分子蛋白n nS100酸性蛋白质，在脑内含量高于其他脏器万倍，尤其在 海马CA3区。n nS100蛋白、亚基组成S100、S100三种形式，称为S100a、S100b分子。n n S100蛋白与钙结合后发生变构，与附近的效应蛋白结合，形成具生物活性的蛋白复合体。可能是其参与神经住处传递和记忆过程的基本机制。三、记忆痕迹的脑形态学基础三、记忆痕迹的脑形态学基础n n长时记忆是突触或细胞的变化n n突触的变化包括： 突触前的变化（递质的合成/储存/释放） 突触后的变
9、化（受体密度/活性/通道蛋白/胞内信使的变化） 突触形态结构变化(增多/减少）长时记忆的形态学基础长时记忆的形态学基础n n在学习优越的环境下成长的大鼠，神经元树突分枝多、突触平均尺寸大、胆碱乙酰化酶和胆碱酯酶含量高。n n一些研究表明：胆碱能突触、促肾上腺皮质激素、相关神经肽等对记忆都有一定影响，但不是特异性的。第二节第二节 海马的记忆功能海马的记忆功能一、海马的形态与功能特点一、海马的形态与功能特点n n不仅与学习记忆有关，还参与注意、感知觉信息处理、情绪和运动等多种生理心理过程的脑调节机制。n n海马位于端脑内部，位于侧脑室下角的底壁。n n海马及其附近的齿状回是古皮层，仅有3个细胞层。
10、 海马结构的纤维联系： 杏仁核、边缘皮杏仁核、边缘皮层和新皮层层和新皮层内嗅皮层穿通内嗅皮层穿通回路回路齿状回齿状回CA3/CA4CA3/CA4侧支侧支CA1/CA2CA1/CA2穹窿穹窿乳头体乳头体/ /丘脑前核丘脑前核/ /外侧外侧隔核。隔核。 这些联系的突触主要以谷氨酸（兴奋性）和这些联系的突触主要以谷氨酸（兴奋性）和GABA(GABA(抑制性）为神经递质。抑制性）为神经递质。二、海马的两个记忆通路二、海马的两个记忆通路帕帕兹环和三突触回路帕帕兹环和三突触回路n n神经生理学家帕帕兹（神经生理学家帕帕兹（J.W.PapezJ.W.Papez）于）于19371937年系统地年系统地阐述了一
11、个包括情绪行为与情绪体验的复合神经阐述了一个包括情绪行为与情绪体验的复合神经机构，即帕帕兹环路：机构，即帕帕兹环路：n n该环路的主要结构就是边缘系统。帕帕兹认为，该环路的主要结构就是边缘系统。帕帕兹认为，情绪过程建立在海马，当海马被刺激时，冲动通情绪过程建立在海马，当海马被刺激时，冲动通过胼胝体下的白色纤维接力到下丘脑的乳头体。过胼胝体下的白色纤维接力到下丘脑的乳头体。兴奋从下丘脑传递到丘脑前核，并上行到大脑内兴奋从下丘脑传递到丘脑前核，并上行到大脑内边界的扣带回，再回到海马和杏仁核，完成了这边界的扣带回，再回到海马和杏仁核，完成了这一环路。与情绪体验有关。一环路。与情绪体验有关。帕帕兹环帕
12、帕兹环n n海马穹窿乳头体乳头丘脑束丘脑前核扣带回海马。三突触回路三突触回路n n海马结构与情绪体验有关，近些年发现，内侧嗅回与海马结构之间存在着三突触回路，它与记忆功能有关。n n3突触回路是海马齿状回内嗅区与海马之间的联系，具有特殊的机能特性，长时程增强现象，成为支持长时记忆机制的证据。三突触回路三突触回路n n内嗅皮层穿通回路内嗅皮层穿通回路齿状回齿状回(NO.1)CA3(NO.2)(NO.1)CA3(NO.2)侧支侧支CA1(NO.3)CA1(NO.3)NO.2NO.3NO.1长时程增强（长时程增强（LTP)n n1949年Hebb提出一条定律：使用频繁的突触联系会变得更紧密，可理解为
13、突触的特点是用进废退。n n1966年罗莫首先报道:高频短阵刺激突触前神经元后，在突触后神经元上纪录到的电位会增大，而且会维持相当长的时间。长时程增强罗莫的实验罗莫的实验n n电刺内嗅区皮层向海马结构发出的穿通回路时，电刺内嗅区皮层向海马结构发出的穿通回路时，在海马齿状回可记录出细胞外的诱发反应。在海马齿状回可记录出细胞外的诱发反应。n n如果电刺激由约如果电刺激由约100100个电脉冲组成，在个电脉冲组成，在1 11010秒内秒内给出，则齿状回诱发性细胞外电活动在给出，则齿状回诱发性细胞外电活动在5 52525分钟分钟之后增强了之后增强了2.52.5倍，说明电刺激穿通回路引起齿状倍，说明电刺
14、激穿通回路引起齿状回神经元突触后兴奋电位的回神经元突触后兴奋电位的LTPLTP，因而这些神经，因而这些神经元单位发放的频率增加。元单位发放的频率增加。n n后来他们又报道，海马齿状回神经元突触电活动后来他们又报道，海马齿状回神经元突触电活动的的LTPLTP现象可持续数月的时间。现象可持续数月的时间。n n他们认为，由短暂电刺激穿通回路所引起的三突他们认为，由短暂电刺激穿通回路所引起的三突触神经回路持续性变化，可能是记忆的重要基础。触神经回路持续性变化，可能是记忆的重要基础。LTP效应的呈现符合经典条件反射效应的呈现符合经典条件反射规律规律n n单侧刺激内嗅皮层可引起同侧齿状回LTP,但很难引起
15、对侧LTP.n n如果刺激对侧20毫秒后刺激同侧内嗅皮层重复以上程序几次后单独对侧刺激可引起LTPn n颠倒顺序或延长间隔时间会减少其兴奋性n n提示海马LTP有可能与条件反射的建立有关。三、从短时记忆向长时记忆的过渡三、从短时记忆向长时记忆的过渡n n有实验提示海马在短时记忆转化为长时记忆过程中起重要作用n n三组大鼠，分别进行了不同熟练程度的条件反射学习后，损毁海马，再进行学习训练。n n结果发现：要达到同样较高的熟练水平，之前训练得越熟练的大鼠，所需的时间越短，这表明海马在短时记忆转化为长时时起作用。第三节第三节 人类的记忆障碍人类的记忆障碍一、间脑与柯萨可夫记忆障碍一、间脑与柯萨可夫记
16、忆障碍n n1887年俄国精神病学家柯萨可夫，将长期酗酒而造成的记忆障碍特点归结为：遗忘加虚构。n n人们对自己记忆力的自知之明，称为元记忆。柯萨可夫记忆障碍患者除了一般记忆外，元记忆也发生了障碍。n n慢性酒精中毒者最初出现轻微的顺行性遗忘，即对刚刚发生的事不能形成新的记忆；n n随后又出现逆行性遗忘，即对病前近期发生的事情选择性遗忘，对早年的事情仍保持良好记忆。既不能形成新的记忆，又丧失对某些往事的记忆，而且对自己记忆力的这种严重变化又缺乏自知之明，面对别人提问时，竟不自觉编造谎言以虚构内容填补记忆空白。 n n病情恶化后，病人脑子里的记忆几乎成了空白，同时情感淡漠。柯萨可夫记忆障碍患者的脑部损害柯萨可夫记忆障碍患者的脑部损害n n脑内突出的病变是在下丘脑乳头体和内侧丘脑，其次80的病人额叶皮层萎缩。n n乳头体是海马与间脑联系的重要中继站。n n乳头体和间脑损伤所造成的失忆症比海马遗忘症要复杂得多。n n间脑损伤者远期记忆也受损，而海马损伤者远事记忆保存完好。间脑在记忆中作用的机制间脑在记忆中作用的机制n n颞叶癫痫病人间脑的兴奋高于正常人，n n此时给颞叶一些微弱的刺激，可以让
