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1、学习和记忆-郑州大学概念概念Concepts 学学学学习习习习( (LearningLearning) )：the the process process by by which which we we acquire acquire knowledge knowledge about about the world via the nerve systemthe world via the nerve system 人或动物通过神经系统获取新信息和新知识的神经过程 记记记记忆忆忆忆( (MemoryMemory) )：the the process process by by which w
2、hich that that knowledge knowledge is is encoded, encoded, stored and later retrievedstored and later retrieved 对所获取信息的保存和读出的过程。ReturnNeuroscienceNeuroscience非联想式学习模式：非联想式学习模式：定义：即不需要在刺激和反应之间形成某种明确的联定义：即不需要在刺激和反应之间形成某种明确的联系，又称为简单学习。系，又称为简单学习。实验动物模型：海兔的缩腮反射实验动物模型：海兔的缩腮反射 习惯化习惯化：当一个不产生伤害性效应的刺激重复作：当一个不
3、产生伤害性效应的刺激重复作用时，机体对该刺激的反射反应逐渐减弱的过程。用时，机体对该刺激的反射反应逐渐减弱的过程。 敏感化敏感化：是指反射反应加强的过程，如一个弱伤：是指反射反应加强的过程，如一个弱伤害性刺激（轻触皮肤）本身仅引起弱的反应，但在害性刺激（轻触皮肤）本身仅引起弱的反应，但在强伤害性刺激（夹捏皮肤致痛）作用后弱刺激（轻强伤害性刺激（夹捏皮肤致痛）作用后弱刺激（轻触皮肤）的反应就明显加强。（强刺激与弱刺激不触皮肤）的反应就明显加强。（强刺激与弱刺激不需要建立什么联系）需要建立什么联系）习惯化习惯化非伤害性刺激非伤害性刺激敏感化敏感化弱伤害性刺激弱伤害性刺激弱伤害性刺激弱伤害性刺激强伤
4、害强伤害性刺激性刺激习惯化的特点刺激的重复可以使反应的强度逐渐降低刺激越弱反应下降越快在一定时间内刺激重复的次数越多，反应消失的越快和越明显习惯化可以学会去除对许多无意义的、重复出现的信息的应答。例子：上课时酣然入睡例子：上课时酣然入睡入兰芝之室，久而不闻其香入兰芝之室，久而不闻其香敏感化的特点越是强的刺激越易产生敏感作用敏感化有助于人和动物注意避开伤害性刺激例子：一朝被蛇咬，十年怕井绳。例子：一朝被蛇咬，十年怕井绳。联合式学习联合式学习1.定义:指由两种或两种以上的刺激所引起的脑内两个以上的中枢兴奋之间形成联系的学习过程。2.联想式学习的类型： 经典条件反射 操作式条件反射经典的条件反射俄国
5、生理学家巴甫洛夫俄国生理学家巴甫洛夫 19 19世纪末世纪末两种刺激：两种刺激：非条件刺激非条件刺激USUS：能引起可测量反应的刺激：能引起可测量反应的刺激条件刺激条件刺激CS: CS: 正常情况下不引起可测量反应的刺正常情况下不引起可测量反应的刺激激条件反射：通过训练，对条件刺激建立起的有规律条件反射：通过训练，对条件刺激建立起的有规律的反应。的反应。巴甫洛夫和实验室巴甫洛夫和实验室条件反射实验的装置条件反射实验的装置经典条件反射1.1.狗吃食物分泌唾液狗吃食物分泌唾液非条件反射非条件反射 （食物（食物 非条件刺激非条件刺激US)US)2. 2. 铃声铃声食物食物分泌唾液分泌唾液3.3.铃声
6、铃声分泌唾液分泌唾液条件反射条件反射 （铃声（铃声 条件刺激条件刺激CS CS ）形成条件反射的基本条件：形成条件反射的基本条件： 条件刺激与非条件刺激在时间上的结合（强化）特点：特点： CS-US相隔短暂的时间，顺序的多次重复出现（区别于敏感化）条件反射的消退和自然恢复消退：条件反射建立以后，如果反复应用CS而不给予US，条件反射就将减弱，最后完全不会出现。 原因：并不是条件反射的丧失，而是中枢把原来引起兴奋性的信号转变为产生抑制性效应的信号。条件反射的自然恢复：如果实验停止一段时间，消退的条件反射还可能再出现。条件反射的内、外抑制内抑制：条件反射建立后，如果延长CS的作用时间，几次之后，条
7、件反射出现的时间会越来越迟，越来越弱，最终不再出现。外抑制：条件反射建立后，如果在CS出现的同时或稍前一点给予另一种强刺激，条件反射不再发生。条件反射的泛化与分化泛化（概化）：在条件反射形成的初期，不仅CS刺激可以引起反射，与CS近似的刺激也能引起同样的反射。分化：泛化现象出现后，若只在CS出现时给予食物强化，而近似刺激出现时则不给予食物强化，一段时间后，CS仍保持阳性效应，而近似刺激则出现阴性效应。操作式条件反射特点： 动物必须通过自己完成某种运动或操作后才能得动物必须通过自己完成某种运动或操作后才能得到强化。即刺激与反应之间的联合，并在脑内伴到强化。即刺激与反应之间的联合，并在脑内伴随着联
8、想的出现。随着联想的出现。类型： 正性强化正性强化趋向性条件反射趋向性条件反射 负性强化负性强化回避性条件反射回避性条件反射 例子：把饥饿的大鼠放入试验箱内，箱内设置例子：把饥饿的大鼠放入试验箱内，箱内设置一个杠杆，当动物踩到杠杆即可获得食物。开始一个杠杆，当动物踩到杠杆即可获得食物。开始时动物随机地压杠杆，经训练后饥饿的大鼠踩杠时动物随机地压杠杆，经训练后饥饿的大鼠踩杠杆的频率大大提高。压杠杆的速率代表大鼠饥饿杆的频率大大提高。压杠杆的速率代表大鼠饥饿程度。动物压杠杆后获得食物奖励，这是一种操程度。动物压杠杆后获得食物奖励，这是一种操作式条件反射。也可用伤害性刺激如电击来建立作式条件反射。也
9、可用伤害性刺激如电击来建立操作式条件反射。动物压杠杆时立即断电而终止操作式条件反射。动物压杠杆时立即断电而终止伤害性刺激的作用。伤害性刺激的作用。操作式条件反射又叫：工具性条件又叫：工具性条件反射反射一个动作与一种有一个动作与一种有益、有害刺激联益、有害刺激联系起来。系起来。Y迷宫 经典条件反射经典条件反射是条件刺激和非条件刺激之间形成了某种联系操作式条件反射操作式条件反射是操作和强化刺激间形成了联系。 3. 联想式学习的特点： 环境条件中变化着的动因在时间上和空间上接近，造成脑内2个或多个中枢兴奋性同时变化，从而形成脑内中枢的暂时联系。（如刺激-反应的联系，无关刺激-非条件刺激的结合，操作与
10、强化刺激之间的关系）人类条件反射和两种信号系统学说人类条件反射和两种信号系统学说二 记忆的类型( (一一) )按按持续时间持续时间分类分类短时记忆：短暂的，容量有限的，需要不断重复短时记忆：短暂的，容量有限的，需要不断重复的记忆。的记忆。长时记忆：持久的，容量很大的，不需要复述的长时记忆：持久的，容量很大的，不需要复述的记忆。记忆。信息短时记忆长时记忆巩固记忆的基本形式记忆的基本形式 Ways of MemoryFirst OrderMemorySensory Memory外外外外界界界界信信信信息息息息输输输输入入入入遗忘遗忘遗忘遗忘 （信息丢失）（信息丢失）（信息丢失）（信息丢失）注意注意
11、注意注意 不不不不重重重重复复复复遗忘遗忘遗忘遗忘 Second OrderMemory重复重复重复重复 Third OrderMemory 可能可能可能可能 遗忘遗忘遗忘遗忘 再现再现再现再现 终生终生终生终生不忘不忘不忘不忘 Short-term MemoryShort-term MemoryLong-term MemoryLong-term Memory不不不不注注注注意意意意NeuroscienceNeuroscience按时程进行分类按时程进行分类按时程进行分类按时程进行分类1.感觉记忆： 也称感觉登记或瞬时记忆，是指当客观刺激停止作用后，感觉信息在一个极短的时间内保存下来。特点l
12、l具有鲜明的形象性具有鲜明的形象性l l信息保留时间极短信息保留时间极短l l记忆容量较大记忆容量较大l l记忆痕迹容易衰退记忆痕迹容易衰退2.第一级记忆： 感觉记忆和长时记忆的中间阶段，保持时间大约为5秒到2分钟。特点：l l 信息保持的时间很短信息保持的时间很短l l 记忆容量有限记忆容量有限l l 信息可被意识到信息可被意识到l l 信息可通过复述转入长时记忆信息可通过复述转入长时记忆3.第二级记忆： 指信息经过充分和有一定深度的加工后，在头脑中长时间保留下来。特点：l l记忆容量无限记忆容量无限l l信息保持的时间很长信息保持的时间很长4.第三级记忆（终生记忆）：5.特点：l信息可保留
13、终生信息可保留终生记忆时程及其特点的比较记忆时程及其特点的比较记忆时程及其特点的比较记忆时程及其特点的比较记忆时程记忆时程记忆时程记忆时程信息贮存时间信息贮存时间信息贮存时间信息贮存时间(S)(S)脑内可能的神经机制脑内可能的神经机制脑内可能的神经机制脑内可能的神经机制举例举例举例举例感觉性记忆感觉性记忆感觉性记忆感觉性记忆1 1感觉讯号传向大脑，在感觉讯号传向大脑，在皮层感觉区传递的时程皮层感觉区传递的时程在查找字典上在查找字典上的某个词时，的某个词时，对其他的词一对其他的词一闪而过闪而过第一级记忆第一级记忆第一级记忆第一级记忆数秒钟数秒钟特定的神经信息在有关特定的神经信息在有关神经通路中往
14、返传递一神经通路中往返传递一短时间，其化学机制可短时间，其化学机制可能是关键大分子的可逆能是关键大分子的可逆性构象变化性构象变化查到一个电话查到一个电话号码，拨完后号码，拨完后即忘即忘第二级记忆第二级记忆第二级记忆第二级记忆数分钟至若干年数分钟至若干年蛋白质合成增加，突触蛋白质合成增加，突触功能增强及突触结构修功能增强及突触结构修饰等。神经信息影响饰等。神经信息影响mRNAmRNA或基因表达或基因表达经历中的重要经历中的重要事件事件第三级记忆第三级记忆第三级记忆第三级记忆终生终生脑内新突触形成或突触脑内新突触形成或突触结构不可逆变化结构不可逆变化本人姓名，年本人姓名，年龄、生日等龄、生日等Re
15、turn记忆的类型( (二二) )按按记忆的储存和回忆方式记忆的储存和回忆方式分类分类陈述性记忆：事实或事件陈述性记忆：事实或事件非陈述性记忆：技巧，习惯，以及学习的结果非陈述性记忆：技巧，习惯，以及学习的结果两者区别两者区别：是否能用语言描述：是否能用语言描述 建立及消退过程建立及消退过程 陈述性记忆和非陈述性记忆的差别陈述性记忆和非陈述性记忆的差别.陈述性记忆(declarative memorydeclarative memory )：指对事实及其相互关系的记忆. 又称外显记忆或明晰性记忆。可通过语言传授而一次性获得，如：课堂上学习得各种课本知识和日常生活常识。特点：进入意识系统，比较具
16、体，可以清楚地描述。NeuroscienceNeuroscience. . 非陈述性记忆非陈述性记忆( (non-declarative memorynon-declarative memory) )：是具有自主：是具有自主或反射性质的记忆，又称内隐性记忆或程序性记或反射性质的记忆，又称内隐性记忆或程序性记忆。忆。即如何做事情的记忆，包括知觉技能、认知技能即如何做事情的记忆，包括知觉技能、认知技能和运动技能的记忆。和运动技能的记忆。特点：没有意识成分参与，只涉及刺激顺序的相特点：没有意识成分参与，只涉及刺激顺序的相互关系，贮存各个事件之间相关联的信息，只有互关系，贮存各个事件之间相关联的信息，
17、只有通过顺序性的操作过程才能体现出来。几乎不能通过顺序性的操作过程才能体现出来。几乎不能用语句表达出来。用语句表达出来。例子：体育技巧，乐器演奏例子：体育技巧，乐器演奏 学习游泳之前，通过阅读有关书籍，记住了学习游泳之前，通过阅读有关书籍，记住了某些动作要领某些动作要领陈述性记忆；陈述性记忆； 不断练习，把知识变成了运动技能，真正学不断练习，把知识变成了运动技能，真正学会了在水中游泳会了在水中游泳非陈述性记忆非陈述性记忆 再如，打篮球或者排球，你所知道的规则和再如，打篮球或者排球，你所知道的规则和方法是储存在陈述性记忆中的，但你擅长远投方法是储存在陈述性记忆中的，但你擅长远投和拦网，这些运动技
18、巧则储存在程序性记忆中。和拦网，这些运动技巧则储存在程序性记忆中。陈述式记忆与非陈述式记忆的区别陈述式记忆与非陈述式记忆的区别陈述式记忆与非陈述式记忆的区别陈述式记忆与非陈述式记忆的区别陈述式记忆陈述式记忆陈述式记忆陈述式记忆非陈述式记忆非陈述式记忆非陈述式记忆非陈述式记忆含义含义含义含义进入意识系统，比较具进入意识系统，比较具进入意识系统，比较具进入意识系统，比较具体，可以清楚描述体，可以清楚描述体，可以清楚描述体，可以清楚描述无意识成分参与，只涉及刺无意识成分参与，只涉及刺无意识成分参与，只涉及刺无意识成分参与，只涉及刺激与顺序之间的相互关系，激与顺序之间的相互关系，激与顺序之间的相互关系
19、，激与顺序之间的相互关系，贮存各个事件之间相互关联贮存各个事件之间相互关联贮存各个事件之间相互关联贮存各个事件之间相互关联的信息，只有通过顺序性操的信息，只有通过顺序性操的信息，只有通过顺序性操的信息，只有通过顺序性操作过程才能体现出来作过程才能体现出来作过程才能体现出来作过程才能体现出来速度速度速度速度快快快快慢，需要反复练习慢，需要反复练习慢，需要反复练习慢，需要反复练习 参与的脑结构参与的脑结构参与的脑结构参与的脑结构大脑皮层及某些特异的大脑皮层及某些特异的大脑皮层及某些特异的大脑皮层及某些特异的脑区脑区脑区脑区( (内侧颞叶及间脑内侧颞叶及间脑内侧颞叶及间脑内侧颞叶及间脑) )只激活与
20、该项记忆有关的感只激活与该项记忆有关的感只激活与该项记忆有关的感只激活与该项记忆有关的感觉系统和运动系统觉系统和运动系统觉系统和运动系统觉系统和运动系统纹状体技巧，习惯纹状体技巧，习惯纹状体技巧，习惯纹状体技巧，习惯简单的经典条件反射杏仁简单的经典条件反射杏仁简单的经典条件反射杏仁简单的经典条件反射杏仁核，小脑核，小脑核，小脑核，小脑突触水平机制突触水平机制突触水平机制突触水平机制突触前与突触后神经元突触前与突触后神经元突触前与突触后神经元突触前与突触后神经元同时兴奋的联合机制同时兴奋的联合机制同时兴奋的联合机制同时兴奋的联合机制突触前神经元的易化机制：突触前神经元的易化机制：突触前神经元的易
21、化机制：突触前神经元的易化机制：突触前神经元与有关的调制突触前神经元与有关的调制突触前神经元与有关的调制突触前神经元与有关的调制神经元的联合机制神经元的联合机制神经元的联合机制神经元的联合机制记忆的类型( (三三) )按按记忆具体内容记忆具体内容分类分类形象记忆形象记忆逻辑记忆逻辑记忆情感记忆情感记忆运动记忆运动记忆 三.学习记忆障碍(一)遗忘症：记忆的严重丧失。记忆的严重丧失。原因：脑震荡、慢性酒精中毒、脑部炎症、肿瘤、原因：脑震荡、慢性酒精中毒、脑部炎症、肿瘤、中风中风 等。等。类型：类型： 逆行性遗忘逆行性遗忘 顺行性遗忘顺行性遗忘逆行*顺行*TIME顺行性遗忘：不能形成新的记忆不能形成
22、新的记忆逆行性遗忘：过去的记忆丢失过去的记忆丢失( (二二) )智能不足智能不足智能不足者学习基本学业技巧的障碍智能不足者学习基本学业技巧的障碍智能不足者学习基本学业技巧的障碍智能不足者学习基本学业技巧的障碍起因：可能是生物的、心理社会的、社会文化起因：可能是生物的、心理社会的、社会文化的或上述这些因素的某种结合。的或上述这些因素的某种结合。qq智能不足的器质因素智能不足的器质因素 约25%.（1）遗传-染色体的因素。（2）有毒物质感染。（3）早产和外伤。（4）放射线。（5）营养不良和其他生物因素。qq器质性智障征候群器质性智障征候群器质性智障征候群器质性智障征候群（1 1）唐氏综合症）唐氏综合症（Down syndromeDown syndrome）（2 2）苯苯酮酮尿尿症症( (苯苯丙丙酮酮酸酸尿尿性性智智力力不不全全或或苯苯丙丙酮酮酸尿症酸尿症) )（Phenylketonuria,PKUPhenylketonuria,PKU）（3 3）矮呆症（矮呆症（CretinismCretinism）qq智能不足和社会文化的剥夺智能不足和社会文化的剥夺智能不足和社会文化的剥夺智能不足和社会文化的剥夺结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！48
