Neuroscience
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学习与记忆的基本过程
(Process of Learning and Memory)
• Acquired
or encoded 获得(识记或登陆)：感 知外界事物或接受外界信息(外界刺激)的阶 段，也即通过感觉系统向脑内输入讯号—学 习过程 巩固：获取的信息在脑内编码 贮存和保持的阶段 再现：将贮存于脑内的信息提取出 来使之再现于意识中的过程－－回忆过程
•
非联合型学习记忆的机制
习惯化的机制—突触效能减弱 敏化的机制—突触前易化
Fig Fig
•
联合型学习记忆的机制
时间特异的、活动依赖的突触前易化
Fig
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习惯化的机制 Mechanisms of hibituation
突触效能减弱的机制
突触前感觉神经元末梢递质释放量减少
记忆的基本形式 Ways of Memory
按时程进行分类 Short-term Memory
Long-term Memory
重复
外 界 信 息 输 入
注意
Sensory Memory First Order Memory Second Order Memory Third Order Memory
递质释放减少的可能机制
可动员的突触囊泡数目减少 突触前膜N型Ca2+通道失活
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敏化的机制 Mechanisms of Short Term Sensitization
突触前易化使突触效能增强 突触前易化的机制
中间神经元 5-HT
Go-protein
感觉神经元5- HTR
Late LTP-- Four or more trains induce a more persistent phase of LTP that lasts at least 24 hours—requires new protein and RNA synthesis
Mechanisms of Early LTP
颞下回 边缘系统
Motimer Mishkin
嗅皮层、杏仁复合体和海马
内侧颞叶 内侧丘脑
腹内侧额叶
基底前脑胆碱能系统
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非陈述性记忆的神经回路－边缘系统及运动系统共同参与
大脑皮层 边 缘系统 GLu 尾核 DA 丘脑
VIP
伏隔核
GABA
苍 白球
GABA
运 动系统
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• Consolidated • Retrieved
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学习的基本形式
Ways of Learning
非联合型学习 Nonassociative learning
习惯化 habituation—repeat non-noxious stimuli-reduced response 敏化 Sensitization-harmful stimuli—vigorously response to all stimuli
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举例
在查找字典上 的某个词时， 对其他的词一 闪而过 查到一个电话 号码，拨完后 即忘
感觉性记忆
1
第一级记忆
数秒钟
第Hale Waihona Puke 级记忆数分钟至若干年经历中的重要 事件
第三级记忆
终生
脑内新突触形成或突触 结构不可逆变化
本人姓名，年 龄、生日等
• 按信息储存和回忆的方式分类
• 陈述性记忆
(declarative memory )或称外显性 记忆(explicit memory)－进入意识系统，比较具 体，可以清楚地描述 (nondeclarative memory )，反射 性记忆（reflexive memory）或称内隐性记忆 (implicit memory) －－无意识成分参加，只涉及 刺激顺序的相互关系，贮存各事件间相关联的信 息，只有通过程序性的操作过程才能体现出来
• Associativity (联合性)：requires concomitant activity in both presynaptic and postsynaptic cells to adequately depolarize the postsynaptic cell
•
LTP产生的必要条件
• 非陈述性记忆
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陈述式记忆与非陈述式记忆的区别
陈述式记忆 含义 进入意识系统，比较具 体，可以清楚描述 非陈述式记忆 无意识成分参与，只涉及刺 激与顺序之间的相互关系， 贮存各个事件之间相互关联 的信息，只有通过顺序性操 作过程才能体现出来
速度
参与的脑结构
快
大脑皮层及某些特异的 脑区(内侧颞叶及间脑)
目录
概念 Concepts
Contents
学习及记忆的基本过程 Process of Learning and Memory
学习的基本类型 Ways of Learning
记忆的基本类型 Ways of Memory
学习及记忆的突触机制 Synaptic Mechanisms of Memory
中枢突触可塑性与学习记忆 Central Synaptic Plasticity and
联合型学习 Associative learning
经典式条件反射 Classical conditioned reflex
操作性条件反射 Operant conditioned reflex
或称器具性条件反射 Instrumental conditioned reflex
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Single train of AP →depolarization of the membrane of postsynaptic cell
Remove the blockage of Mg2+ to NMDA receptor Ca2+ influx in postsynaptic cell →activation of protein kinases
•
诱导CA1 LTP产生的突触后因素
postsynatic depolarizaion activation of NMDA receptors influx of Ca2+ activation by Ca2+ of several second-messenger systems in the postsynaptic cell
Neuroscience
LTP Has a Transient Early and a Consolidated Late Phase
Early LTP-- one stimulus train produces an early, short term phase of LTP, lasting 1-3 hours-No new protein synthesis
Ca2+ influx in presynaptic neuron Modulatory input
adenylyl cyclase cAMP PKA activated
Neuroscience
b-adrenergic receptors
Fig
LTP in CA1
LTP in CA1 is associative，NMDA receptor dependent, presynatic and postsynaptic induction Two features differ from that of LTP in CA3 • Cooperativity(协同性): requires activation of several afferent axons together
学习记忆的神经基础
•
短时记忆与长时记忆是整个记忆过程的不同阶段,具有不同 的神经机制
短时记忆的读出机制易受影响 长时记忆相对稳定 短时记忆－－神经可塑性变化 长时记忆－－与脑内某些长期性的功能和结构
新蛋白质的合成
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记忆的突触机制 Synaptic Mechanisms of Memory
Ca2+内流↑
Transmitter release
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联合型学习的突触机制
特异的、时间依赖的突触前易化
突触前易化的可能的分子机制
US CS
Ca2+内流↑ AC 激活 cAMP ↑↑↑ K+ channel关闭 → K+ 电导↓ AP时程延长
5-HT →5-HTR
G-Protein
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学习与记忆
Learning & Memory
主讲教师: 王韵
北京大学 神经科学研究所
Neuroscience Research Institute, Peking University Neuroscience
概述
Genes
Introduction
Behavior
Environment
Learning and memory Beneficial Harmful
PLC
DAG
PKC
Gs-protein
AC
ATP K+ channel关闭 K+电导 ↓ AP 时程 ↑
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cAMP
PKA激 活
L-type Ca2+ Channel open
vesicle mobilized to active zone