学习记忆过程中的神经环路与分子机制
学习和记忆的神经生物学
第二节
学习与记忆的神经基础
一、参与学习和记忆的脑结构 （一）颞叶的记忆作用 1、颞叶与视觉辨别学习 动物实验： 切除或损毁猴子子的颞叶，实验动物不再能够辨认熟悉的物体； Eg：丧失对蛇的恐惧感。 人类实验：
人类的颞叶受到微弱刺激能够唤起过去的经验；切除颞叶则产生了顺行性遗忘。 潘菲尔德刺激病人的颞叶，唤起了童年经验和遗忘很久的歌谣。 Herry.M 癫痫病人：切除双侧中层颞叶（海马切除 1/3 和 2/3 杏仁核） ，术后癫痫痊愈， 但产生顺行性遗忘症（短时记忆完好，但短时记忆向长时记忆转化障碍；空间记忆障碍） 。
正常大鼠经过训练可以在八臂迷宫（又叫放射性迷宫）内不走重复通路而得到食物。 海马被损毁的大鼠记不住曾经在迷宫中走过的无效通路。 20 世纪 70 年代，英国伦敦大学的学者通过细胞内电记录发现，当大鼠处于不同的位置 时，海马内不同神经元会选择性的产生反应（放电） 。大鼠海马位置细胞的放电反应是 动物“认为”的位置。
结构可变性 突触的数目和形态 脑皮层的重量和厚度，树突数目 乙酰胆碱的效能和活性 效能可变性
一、学习记忆与突触结构的可塑性 （一）低等动物学习训练过程中突触的解剖学变化（形态变化） 实验证据： 海参的趋光性：可旋转的小室有训练过的——神经末梢轴突呈河流三角洲散开状； 训练过的——神经末梢发散程度变小。 （二）哺乳动物学习过程中树突突触数目变化（丰富化养育环境实验） （脑皮层重量增加）
颞叶切除，对陈述性记忆影响很大，而几乎不影响程序性记忆：镜式画测验 2、颞叶参与视觉辨别学习的机制: 每侧颞叶下部神经元接受从相当大的视觉系统传来的信息，这些信息常常是构成有关视 觉刺激的整体特征。 也就是说， 视觉系统各个神经站把视觉对象的物理性质 （如大小、 形状、 颜色、以至于结构等）逐级汇合，最终在颞叶下部视觉的最后一个神经站综合该物体的全部 特征。因此，颞叶损伤或切除，必然要产生视觉（记忆）辨别障碍。 (二)海马和杏仁核在记忆中的作用 海马和杏仁核都是属于内侧颞叶的结构。 1.海马 海马参与陈述性记忆 海马内存在位置细胞，在空间位置记忆中有重要作用 海马对运动的速度、方向记忆的影响，参与相关记忆 海马在学习记忆中的神经元放电是原发性的 第一，海马参与陈述性记忆 海马切除影响了记忆信息的巩固。即海马在短时记忆转化为长时记忆中具有重要作用。 实验证据： DNMS——延迟性与非配对样品任务 Mishkin 切除海马和杏仁核，视觉系统正常，则表现记忆缺失。记忆缺陷不局限于视觉记忆。 通过恒河猴子进行实验证明，海马是对感觉体验进行加工并转化为记忆贮存（记忆 巩固）的关键部位之一。 第二，海马参与空间位置记忆 海马中有位置细胞 place cell（位置记忆） 实验证据：
记忆的神经机制
记忆的神经机制毛永军 邬爱武 汤慈美内蒙古医学院第一附院神经内科 中国科学院心理研究所 人类记忆存在多重记忆系统,Tulving (1995)把人类记忆划分为五大记忆系统。
各类记忆涉及的脑结构和神经机制不完全相同,不同脑结构损害可能影响某些记忆功能,而有些记忆功能可以是正常的。
近年来的一些研究,特别是临床电生理、SPECT 及PET 研究,为理解记忆的神经机制积累了有益的资料,本文对各类记忆的神经机制作一复习,以为今后的研究提供参考。
1 短时记忆海马被切除的病人,虽对新近经历过的事情没有任何记忆,但短时记忆正常。
丘脑病变时也可见到类似的情况,病人有顺行性和逆行性遗忘,而即刻回忆是正常的。
这些资料提示边缘系统并非是短时记忆的重要结构。
Pera ni 等人的PET 研究资料表明,新皮质的一些区域与短时记忆相关,如左额、颞及顶区与数字广度有关,左侧裂周区与词语的短时记忆有关,而右半球后部与空间性短时记忆有关[1]。
Beg leiter 等证明了一个视觉记忆电位(VM P),潜伏期在170～240m s 之间,他们认为该电位是人的视觉短时记忆的标志,它源于颞下皮质[2]。
另有研究认为,与短时记忆密切相关的认知电位P300可能标志着新皮质模板匹配系统(neoco rtical tem-plate matching system )的活动[3]。
这些资料支持短时记忆过程发生新皮质。
一般认为P 300可能起源于内侧颞叶,海马等结构的损害对P300并无影响。
最近有PET 的资料提示边缘间脑结构也参与短时记忆。
Grasby 等在正常被试进行低广度(subspan)听语作业时,用PET 显示了除左、右颞上回活动增加外,双侧丘脑、右海马旁回、小脑及左前扣带回也有活动[4]。
因此,短时记忆主要与新皮质有关,但也不能除外边缘间脑结构的参与。
2 情节记忆边缘间脑结构的一些损害所导致的顺行性遗忘多属于情节记忆障碍的范畴。
来自于PET 的研究资料表明,双侧海马、丘脑、扣带回、额前叶和基底部等与情节记忆有关。
记忆的生理机制
二、记忆生理机制（一）记忆的脑学说1、整合论：美国心理学家拉胥里(1929)最早提出了记忆的非定位理论，或称为整合论。
他认为记忆是整个大脑皮层活动的结果，它和脑的各个部分都有关系，而不是皮层上某个特殊部位的机能。
2、定位论：拉胥里提出整合论之前，法国医生布洛卡(1860)就提出了脑机能定位的思想，即定位说，认为脑的机能都是由大脑的一些特定区域负责的，记忆当然也不例外。
这种理论得到了一些研究的支持。
研究发现，记忆和大脑的一些特定区域有关系。
3、SPI理论：SPI是串行(serial)、并行(parallel)和独立(independent)三个英文单词的首字母，这三个词集中说明了多重记忆系统之间的关系。
（二）记忆的脑细胞机制1、反响回路：反响回路是指神经系统中皮层和皮层下组织之间存在的某种闭合的神经环路。
当外界刺激作用于神经环路的某一部分时，回路便产生神经冲动。
刺激停止后，这种冲动并不立即停止，而是继续在回路中往返传递并持续一段短暂的时间。
2、突触结构：作为人类长时记忆的神经基础包含着神经突触的持久性改变，这种变化往往是由特异的神经冲动导致的。
3、长时程增强作用：1973年，波利斯和勒蒙(Bliss＆Lemo)在研究中发现，海马的神经元具有形成长时记所需要的塑造能力。
在海马内的一种神经通路中，存在着一系列短暂的高频动作电位，能使该通路的突触强度增加，他们将这种强化称为长时程增强(LTP)作用。
（三）记忆的生物化学机制1、核糖核酸：近年来，随着分子生物学的兴起，特别是发现了遗传信息的传递机制——脱氧核糖核酸(DNA)借助另一种核酸分子核糖核酸(RNA)来传递遗传密码，使得科学家相信，记忆是由神经元内部的核糖核酸的分子结构来承担的。
由学习引起的神经活动，可以改变与之有关的那些神经元内部的核糖核酸的细微的化学结构。
2、激素和记忆：近来的研究表明，机体内部的一些激素分泌能够促进其记忆的保持。
神经机制与记忆形成的关系探究
神经机制与记忆形成的关系探究记忆是人类智能的基石之一。
我们的生活、社交、学习和工作中都需要依赖和运用记忆。
而记忆的形成涉及到复杂的神经机制，其探究对于对抗记忆障碍疾病，提高人类认知能力和智能，有着重要的意义。
人们发现，记忆可以分为短时记忆和长时记忆。
短时记忆是一个暂时的存储介质，可以维持几秒钟到几分钟不等的时间。
它可以将外界刺激存储在脑中，并在短时间内对该信息进行加工和处理。
长时记忆则是较为持久的，可以存储数月到数十年的信息。
长时记忆可以进一步分为显性记忆和隐性记忆。
显性记忆是我们主动进行记忆的一类记忆，如记忆常识事实、事件和人物等。
隐性记忆则是无意识的记忆，它表现在我们日常行为的一些能力上，如习惯、技能和条件反射等。
显性记忆和隐性记忆的记忆形成机制是不同的。
神经科学研究发现，记忆的形成和储存与大脑的突触可塑性密切相关。
突触可塑性是一种神经元之间适应性的可调节机制，可以根据不同的刺激和经验，来调节神经元之间传递信息的强度和效力。
突触可塑性有两种形式，一种是长时程增强（LTP）和长时程抑制（LTD）。
LTP的实质是神经递质在突触处的释放增强，神经元之间增强连接，从而增强相关记忆的储存效果；LTD则是神经元之间连接减弱，神经递质释放减少，从而产生遗忘的效果。
因此，LTP和LTD能够解释为什么同样的记忆刺激在不同的时间和频率下可以有不同的增强或抑制效果。
另外一个与记忆形成密切相关的机制是海马体-杏仁体神经环路。
海马体是大脑深部结构之一，杏仁体则好像扮演着情感记忆的捕捉器的作用。
当外界刺激到来时，情感相关的信息可以通过神经环路，被送到海马体和杏仁体。
海马体会进行记忆加工、储存和检索。
杏仁体则将情感相关的信息进行加工和处理，从而对记忆产生调制作用。
除此之外，神经科学研究还发现，记忆的形成与大脑不同区域之间的协调和交互密切相关。
例如，记忆形成需要前额叶和颞叶的协调合作。
前额叶是人类高级认知和决策中心，它可以将记忆信息进行压缩、编码和整合；颞叶则是人类语言理解和记忆的重要中枢。
神经生物学中的神经可塑性：探索神经可塑性的分子机制与在学习、记忆中的作用
神经生物学中的神经可塑性：探索神经可塑性的分子机制与在学习、记忆中的作用摘要神经可塑性是大脑适应环境变化、学习新知识和形成记忆的基础。
本文将深入探讨神经可塑性的分子机制，包括突触可塑性、神经发生和神经环路重塑。
同时，我们将重点阐述神经可塑性在学习和记忆过程中的关键作用，并探讨其在神经系统疾病治疗中的潜在应用。
1. 引言神经可塑性是指神经系统在一生中不断改变和重塑自身结构和功能的能力。
这种能力使大脑能够适应环境变化、学习新技能、形成记忆，并在受伤后进行修复。
神经可塑性是神经科学研究的核心领域之一，其分子机制的揭示对于理解大脑功能和开发神经系统疾病治疗方法具有重要意义。
2. 神经可塑性的分子机制2.1 突触可塑性突触是神经元之间传递信息的连接点。
突触可塑性是指突触连接强度随经验和学习而变化的能力。
长时程增强（LTP）和长时程抑制（LTD）是两种主要的突触可塑性形式。
LTP 增强突触连接强度，被认为是学习和记忆形成的基础。
LTD 则削弱突触连接强度，有助于神经环路精细化和记忆清除。
突触可塑性的分子机制涉及多种信号通路和分子。
谷氨酸受体，特别是 NMDA 受体，在LTP 中起关键作用。
钙离子内流激活一系列信号通路，包括钙调蛋白激酶 II (CaMKII)、蛋白激酶 C (PKC) 和丝裂原活化蛋白激酶 (MAPK)，导致突触后膜受体数量增加和突触形态改变。
2.2 神经发生神经发生是指神经干细胞分化产生新的神经元的过程。
成年哺乳动物大脑的某些区域，如海马齿状回和侧脑室下区，仍然保留着神经发生的能力。
神经发生在学习、记忆和情绪调节中起重要作用。
神经发生的分子机制涉及多种生长因子和转录因子。
脑源性神经营养因子 (BDNF) 是促进神经发生的关键分子。
BDNF 激活受体酪氨酸激酶 B (TrkB)，启动一系列信号通路，促进神经干细胞增殖、分化和存活。
2.3 神经环路重塑神经环路重塑是指神经元之间连接模式的改变。
关于记忆原理_人的大脑如何记忆
关于记忆原理_人的大脑如何记忆记忆的形式有很多种，如形象记忆、概念记忆、逻辑记忆、情绪记忆、运动记忆等等，下面就是小编给大家带来的关于记忆原理_人的大脑如何记忆，希望大家喜欢!关于记忆原理_人的大脑如何记忆：大脑是如何记忆的：按照现在对记忆的分类，可以分为三类①瞬时记忆，又称为感觉记忆OR感觉登记也就是你现在看到、听到感觉到的一切信息在人脑中的反应。
②短时记忆请你现在回忆看这个答案前你再看什么?这就是短时记忆，一般持续15~30秒。
(没有复述的情况下)③长时记忆也就是一分钟以上的记忆，最长可以达到终身。
以上定义皆来自于《普通心理学》北京师范出版社彭聃龄。
国外教材以及其他学者定义如何，暂且不知。
问题中所说的『物理形态』和『架构』并不是心理学上习惯性的用词，不过相信大家都明白是什么意思。
『翻译』一下吧。
『物理形态』或许可以对应『脑中化学物质』，『架构』或许可以对应脑神经机制。
记忆的脑细胞机制现在就我所知有也有三种也就是『架构』有三个层次①反响回路简单说就是人脑神经细胞形成了一种『环路』。
可以简单理解为是『0』这样的，实际上应该要复杂很多，我所读的书没有细述，欢迎医学专业的补充。
我们可以很直观的看到，既然是一个相对闭合的路线，那么神经冲动就可以自己不断的循环而持续着。
这就使得『信息』有了持续存在于脑中的可能，信息的持续存在不就是记忆吗?那么这个反响回路在记忆中的作用是呢?我认为它对应的是短时记忆。
有实验为证科学家们又找上了可怜的『小白鼠』。
这个实验简单来说是这样的有AB两组小白鼠。
A组呢，放在高台上，由于高台不好站，小白鼠就会跳下来这时候邪恶阴险的科学家们就电它!反复几次后，科学家们发现小白鼠会努力在高台上保持不动。
显然，小白鼠学乖了，知道下面有电。
科学家们没有就此放过小白鼠，而是给这些『学乖』的小白鼠施加强力的电击!电晕!专业说法电休克!虽然观察发现，经过『电击治疗』的小白鼠并没有克服对往下跳的恐惧它还记得下面有电，不敢往下跳。
大脑神经环路与学习能力的关联
大脑神经环路与学习能力的关联随着神经科学的进步以及对大脑功能的深入研究，科学家们对于大脑神经环路与学习能力之间的关联有了更深入的了解。
学习是人类独特的能力之一，对于个体的进化和发展起着至关重要的作用。
了解大脑神经环路与学习能力的关系，有助于我们更好地理解学习过程，并且为提高学习能力提供指导。
大脑是学习的中心，它通过复杂而精密的神经环路实现了对外界信息的感知、处理和存储。
神经元是构成神经环路的基本单位，它们通过突触连接形成了复杂的神经网络。
神经环路可以被理解为一组相互连接的神经元，通过传递电信号和信息的方式来实现不同的功能。
大脑神经环路扮演了多种角色，其中之一就是参与到学习过程中。
学习是一种从经验中获得新知识和技能的过程，它涉及到注意力、记忆、认知和反应等多个方面。
这些学习过程涉及到大脑不同区域之间的复杂神经环路的交互作用。
在学习过程中，一个重要的神经环路是海马-纹状体回路。
海马是大脑内部的一个关键结构，它对于记忆的形成和存储起着重要作用。
研究发现，海马与纹状体之间的神经环路在学习和记忆过程中起到了桥梁的作用。
这个环路通过不断的反馈和调节，在学习和记忆过程中实现了信息的传递和整合。
另一个关键的神经环路是前额叶-背侧外侧前额叶回路。
前额叶是大脑皮质的一部分，它与决策、推理和灵活性等高级认知功能密切相关。
研究表明，前额叶与背侧外侧前额叶之间的神经环路在学习和执行复杂任务时发挥着重要的作用。
这个环路能够帮助我们在学习过程中调节注意力、过滤干扰和应对挑战。
除了上述两个关键的神经环路，还有许多其他的神经环路与学习能力密切相关。
例如，大脑中的多巴胺神经环路在奖励和动机方面起着重要作用。
这个环路有助于加强学习过程中的正面反馈，促进记忆的形成。
此外，视觉、听觉和运动等感知和运动神经环路也与学习过程密切相关。
虽然大脑神经环路与学习能力之间的关联已经得到了不少的研究证据支持，但是目前我们对于这方面的了解还不完整。
在复杂的学习过程中，神经环路之间会发生复杂的相互作用和调节，我们只是探索了其中一部分。
第24章 学习和记忆的分子机制
第章学习和忆的分子机制24学习和记忆的分子机制主讲人张隆华主讲人：张隆华一、程序性学习程序性学学会对感觉输入产生运动反应11, 非联合型学习非联合型学习：指对单一刺激作出行为反应的改变，分为习惯化和敏感化。
习惯化和敏感化习惯化：学会忽略无意义的刺激敏感化：对刺激的反应出现加强2 2, 联合型学习联合型学习：将事件之间建立联系，分为经典的条件反射和操作式条件反射。
和操作式条件反射•经典的条件反射：将一种诱发可测量反应的刺激与另一种通常不产生这种反应的刺激联合起来。
非条件刺激：通常引起反应的刺激条件刺激：通常不引起反应的刺激条件反应：对条件刺激的习得性反应。
2 2, 联合型学习经典的条件反射：将一种诱发可测量反应的刺激与另一•经典的条件反射：将种诱发可测量反应的刺激与另种通常不产生这种反应的刺激联合起来。
成功的条件反射有一定的时间要求：当非条件刺激和条件刺激同时出现或条件刺激先于非条件刺激较短时间间隔时条件反射才会发生。
如条件刺激先于非条件刺激过久，条件反射则会减弱或不会发生如条件刺激出现在非条件刺激之后，条件反射通常则不能发生•操作式条件反射：在操作过程中学到的特定的行为和特定的结果关联动机在操作室条件反射中起着重要的作用，因此神经环路更复杂。
二、简单系统：简单系统无脊椎动物的学习模型1 1,海兔的非联合型学习缩鳃反射：将水流喷射到海兔的虹管的肉质区域，会引起虹管和鳃的收缩1 1,海兔的非联合型学习（1）缩鳃反射的习惯化：感觉神经元运动神经元（L7鳃肌缩鳃反射的习惯化产生于感觉传入和运动神经元的突触上，习惯化后每次动作电位递质释放的量子数减少而突触后习惯化后每次动作电位递质释放的量子数减少，而突触后细胞对递质的敏感性无改变，即习惯化与突触前修饰相关1 1,海兔的非联合型学习（2）缩鳃反射的敏感化：电击海兔头部电击海兔头部，L29细胞激活，释放5-HT ，使感觉神经元更敏感神经元更敏感。
11, 海兔的非联合型学习2）缩鳃反射的敏感化：（）缩鳃反射的敏感化敏感化引起5-HT作用于G蛋白,催化激酶磷酸化钾通道蛋白,导致通道关闭,延长动作电位,使钙内流增加。
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学习记忆过程中的神经环路与分子机制
学习和记忆是人类进化过程中的一项非常重要的功能，它们通过神经环路和分
子机制的互相作用来实现。
本文将从神经科学的角度来探讨学习和记忆的神经环路和分子机制，以期读者能够更好地理解和应用这些知识。
一、神经环路
神经环路是由神经元之间的互相作用所组成的一系列电流和化学传递过程。
在
神经环路中，信号通过神经元之间的连接传输，并在不同的区域之间形成不同的模式。
这种模式是记忆和学习所必需的。
神经环路可以分为两类：反复激活的长时程增强(LTP)和反复激活的长时程抑
制（LTD）。
LTP和LTD是因为神经细胞之间的突触效应受到重复刺激而发生的。
这种依赖性是反复激活环路的基础，它导致神经元之间的突触效应增强或抑制。
这种网络的可塑性在长期记忆的形成和维持过程中扮演着重要的角色。
在LTP
或LTD的网络中，神经元和突触功能都能够改变。
不仅如此，一些药物、心理刺
激等可以通过影响这些神经元和突触效应来改变或调控这些神经环路的活化。
二、神经递质和受体
神经递质是神经元之间的传递信号。
大多数神经递质是在释放前在轴突端末尾
小囊内存储的，当神经元收到刺激时，小囊将神经递质释放到突触间隙。
神经递质可以透过“化学桥”传递，它与受体在细胞膜中相互作用，从而激发细胞内反应。
神经递质有许多种，不同的神经递质负责不同的细胞活动。
例如乙酰胆碱（ACh）是一种神经递质，它与神经元达成协议后，释放在神经肌肉突触中，并与肌肉收缩有关。
去甲肾上腺素（NE）与多巴胺（DA）等神经递质被用于整合注意力、情绪和学习等过程的调节。
神经递质受体也很重要，是神经递质传递信号的接收器。
在神经元之间的突触上，会有多种受体与神经递质相互作用。
这些受体可以被药物、通过行为方式（例如吸烟）等方式激发和调节。
三、神经营养因子
神经营养因子是有利于神经元形成和维持的化合物。
它们与神经元之间的信号
传递过程紧密相关。
学习和记忆的形成和稳固过程中，长信息处理需求可能会增
加神经元内有关分子的转录和翻译活性，而这些内在因素可以通过相关的神经营养因子发挥作用。
例如，脑源性神经营养因子（BDNF）是一种有助于神经细胞形成和存活的化
学物质。
经过针对性训练比如长时间记忆作业或者轻微的运动，可以增加BDNF
的产生，以此来释放更多的神经信息并帮助记忆的稳固。
四、后天因素
在环境刺激和神经活动的交互作用中，后天因素也起着至关重要的角色。
例如，一个人的社交经验、学习体会和视角的认知，都可能影响他或她的学习和记忆能力。
相反的，与此相关的非健康行为和生活方式也可以对健康的神经环路产生不良
的影响。
例如，缺乏休息，过量饮酒，或重度吸烟都是常见的影响神经环路的后天不良因素。
以上探讨了学习记忆过程中的神经环路和分子机制。
学习和记忆是非常复杂和
多样化的过程，它们涉及到很多学科领域和专业知识，受到许多因素的影响。
我
们需要更深入的探讨这些知识，以期更好地理解和应用学习和记忆过程中的神经环路和分子机制。