上海交通大学：《脑与日常行为》通识课程教学资源（PPT讲义）脑与日常行为——学习与记忆（2）

上泽充通大学 Shanghai Jiao Tong Univer.. 脑与日常行为 学习与记忆(2)

脑与日常行为 ——学习与记忆(2)

上游充通大￥ 后 Shanghai Jiao Tong University 近日学校教务处进行通识课问卷调查征求意见活 动并讨论 教师反响热烈 ..教学是个良心活。我们很多老师都是为人父 母的，想想那些孩子们能考入交大多么不容易， 我们做老师的怎么忍心误人子弟？ 国务学院一老师邮件

Shanghai Jiao Tong University 近日学校教务处进行通识课问卷调查征求意见活 动并讨论 教师反响热烈 ……教学是个良心活。我们很多老师都是为人父 母的，想想那些孩子们能考入交大多么不容易， 我们做老师的怎么忍心误人子弟？…… ——国务学院一老师邮件

上游充通大学 Shanghai Jiao Tong University 学习(learning):为大脑从外 部世界获取信息的过程。 记忆(memory)：保持这些信 息的过程。 学习记忆的生物学本质及如何 提高学习记忆效率是值得研究 的课题

Shanghai Jiao Tong University 学习( learning)：为大脑从外 部世界获取信息的过程。 记忆( memory) ：保持这些信 息的过程。 学习记忆的生物学本质及如何 提高学习记忆效率是值得研究 的课题

上充通大￥ 学习记忆机制：突可塑性 Shanghai Jiao Tong University ©突触可塑性：各种因素、条件经过一定时间作用后 引起的神经突触的变化。（目前的认识) 19世纪末，西班牙神经解剖学家Santiago Ramony Cajal:学习可能与神经元之间新突触的 形成有关。 每个神经元都有明确的边界，其外部突起（树突和 轴突)都有游离的末端 脑可以通过增加这些外部突起之间的连接（突触）数 目或改变这些外部突起之间的连接（突触）形式或突 触传递的效率来完成学习记忆

Shanghai Jiao Tong University 学习记忆机制：突触可塑性 突触可塑性：各种因素、条件经过一定时间作用后 引起的神经突触的变化。（目前的认识） 19世纪末，西班牙神经解剖学家Santiago Ramony Cajal：学习可能与神经元之间新突触的 形成有关。 每个神经元都有明确的边界，其外部突起( 树突和 轴突) 都有游离的末端。 脑可以通过增加这些外部突起之间的连接(突触) 数 目或改变这些外部突起之间的连接(突触)形式或突 触传递的效率来完成学习记忆

h 上浒充通大学 后 Shanghai Jiao Tong University Structural changes associated with LTP in the hippocampus (B)The dendrites of a CA1 pyramidal neuron were visualized by filling the cell with a fluorescent dye. (C)New dendritic spines(white arrows) can be observed to appear approximately 1 hour after a stimulus that induces LTP.The presence of novel spines raises the possibility that LTP may arise,in part,from formation of new synapses.(A after Squire and Kandel, 50 1999;B and C after Engert and Bonhoeffer,1999.) 海马神经元突触可塑性表现：一个小时刺 激引起长时程增强，新树突长出（白箭头 指出部分)

Shanghai Jiao Tong University 海马神经元突触可塑性表现：一个小时刺 激引起长时程增强，新树突长出（白箭头 指出部分）

上商充通大￥ 突触可塑性实验 Shanghai Jiao Tong University 1960's,UC-Berkeley生物学家、心理学家、神 经科学家 ©大鼠分三组： 1.大鼠置常规铁丝笼中。 2.大鼠置三面不透明笼子，光线昏暗、几乎听不见 外界声音。 3.大鼠置宽敞、光线充足、“玩具”齐全笼子

Shanghai Jiao Tong University 突触可塑性实验 1960’s, UC-Berkeley生物学家、心理学家、神 经科学家 大鼠分三组： 1. 大鼠置常规铁丝笼中。 2. 大鼠置三面不透明笼子，光线昏暗、几乎听不见 外界声音。 3. 大鼠置宽敞、光线充足、 “玩具”齐全笼子

上克通大睾 可塑性实验 Shanghai Jiao Tong University 结果： √第三组大鼠皮质重量显著高于第一、二组； √皮质神经元树突数目显著↑； √枕叶皮质厚度显著增加

Shanghai Jiao Tong University 可塑性实验 结果： ü 第三组大鼠皮质重量显著高于第一、二组； ü 皮质神经元树突数目显著↑； ü 枕叶皮质厚度显著增加

上浒充通大￥ 触觉训练 后 Shanghai Jiao Tong University 让成年猴只用一个或两个手指触摸一个旋转的、 表明粗糙的圆碟 数月后，这些指头对应的大脑皮质部位变大数倍 PET,fMRI观察：盲人阅读盲文手指、音乐家演 奏弦乐器手指在皮质中的响应部位发生显著变化

Shanghai Jiao Tong University 触觉训练 让成年猴只用一个或两个手指触摸一个旋转的、 表明粗糙的圆碟。 数月后，这些指头对应的大脑皮质部位变大数倍 ！ PET, fMRI观察：盲人阅读盲文手指、音乐家演 奏弦乐器手指在皮质中的响应部位发生显著变化

上浒文通大学 赫布理论(Hebbian theory) Shanghai Jiao Tong University (加拿大)Donald Hebb细胞结集理论(cell assembly theory):..当神经元A的轴突与神 经元B很近并参与了对B的重复持续的兴奋时， 这两个神经元或其中一个便会发生某些生长过程 或代谢变化，致使A作为能使B兴奋的细胞之一 ,它的效能增强了。 突触可塑性的基本原理。 很大程度上解释为什么要“学而时习之，.…

Shanghai Jiao Tong University 赫布理论（Hebbian theory） （加拿大）Donald Hebb细胞结集理论（cell assembly theory）：……当神经元A的轴突与神 经元B很近并参与了对B的重复持续的兴奋时， 这两个神经元或其中一个便会发生某些生长过程 或代谢变化，致使A作为能使B兴奋的细胞之一 ，它的效能增强了。 突触可塑性的基本原理。 很大程度上解释为什么要“学而时习之，……”

上充通大￥ 运动记忆增加突触可塑性 Shanghai Jiao Tong University 我国一个科学家小组采用核磁共振技术，对国家健 将级别优秀跳水运动员的大脑进行了对比研究。 选取了年龄在13~17岁之间的男女各6名运动员， 同时选取了性别、年龄、体重和人数与运动员相同 的一般人作为对比，检测他们大脑情况的差异。 结果：双侧丘脑和左侧运动前区上的灰质密度显著 高于普通人。（灰质密度高：神经元数量多。） 提示：后天的运动技能训练，不仅仅能改变人体的 身体机能和运动能力，还能改变大脑的内部结构

Shanghai Jiao Tong University 运动记忆增加突触可塑性 我国一个科学家小组采用核磁共振技术，对国家健 将级别优秀跳水运动员的大脑进行了对比研究。 选取了年龄在13～17岁之间的男女各6名运动员， 同时选取了性别、年龄、体重和人数与运动员相同 的一般人作为对比，检测他们大脑情况的差异。 结果：双侧丘脑和左侧运动前区上的灰质密度显著 高于普通人。（灰质密度高：神经元数量多。） 提示：后天的运动技能训练，不仅仅能改变人体的 身体机能和运动能力，还能改变大脑的内部结构