學(xué)習(xí)的生理心理基礎(chǔ)新

學(xué)習(xí)的生理心理基礎(chǔ)新第一頁，共四十五頁，2022年，8月28日

人們隨著經(jīng)歷而改變，不同的遭遇和生長環(huán)境通過改變神經(jīng)系統(tǒng)左右著我們的行為。

學(xué)習(xí)指的是經(jīng)驗(yàn)改變我們神經(jīng)系統(tǒng)和行為的過程，我們把這種改變叫做記憶。

經(jīng)驗(yàn)通過對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的物理改變（即改變參與知覺、行為、思考和計(jì)劃的神經(jīng)元環(huán)路）而實(shí)現(xiàn)不斷地改變著我們的知覺、行為、思考和計(jì)劃方式。

第二頁，共四十五頁，2022年，8月28日學(xué)習(xí)和記憶是兩個(gè)相聯(lián)系的神經(jīng)過程。

學(xué)習(xí)（learning）：人和動(dòng)物不斷地接受環(huán)境變化而獲得新的行為習(xí)慣（或經(jīng)驗(yàn)）的過程。（獲得外界信息的神經(jīng)過程）

記憶(memory)：將獲得的行為習(xí)慣或經(jīng)驗(yàn)貯存一定時(shí)期的能力，也可以說是經(jīng)驗(yàn)的保存與再現(xiàn)。（信息的貯存和讀出的神經(jīng)過程）第三頁，共四十五頁，2022年，8月28日第一節(jié)學(xué)習(xí)模式

從行為水平上，人和動(dòng)物的學(xué)習(xí)可概括為不同的學(xué)習(xí)模式。

一、聯(lián)想式學(xué)習(xí)是指由兩種或兩種以上刺激所引起的腦內(nèi)兩個(gè)以上的中樞興奮之間形成的聯(lián)結(jié)而實(shí)現(xiàn)的學(xué)習(xí)過程。分三種類型：

嘗試與錯(cuò)誤學(xué)習(xí)經(jīng)典條件反射操作式條件反射

第四頁，共四十五頁，2022年，8月28日

（一）嘗試與錯(cuò)誤學(xué)習(xí)

學(xué)習(xí)行為形成的指標(biāo)是動(dòng)物通過嘗試與錯(cuò)誤的經(jīng)驗(yàn)積累，使正確反應(yīng)所需的時(shí)間逐漸縮短。1、桑代克（美國）嘗試－錯(cuò)誤學(xué)習(xí)迷籠實(shí)驗(yàn)：饑餓的貓放進(jìn)迷籠 如圖所示

第五頁，共四十五頁，2022年，8月28日2、迷津箱（T與Y迷津）第六頁，共四十五頁，2022年，8月28日結(jié)論：

學(xué)習(xí)實(shí)質(zhì)——通過“嘗試”在一定的情景和一定的反應(yīng)之間建立某種聯(lián)系。在嘗試與錯(cuò)誤式學(xué)習(xí)中，具有生物學(xué)和社會(huì)強(qiáng)化效果的聯(lián)想能較快形成與鞏固，此為“效果律”。對(duì)某一類情境的各種反應(yīng)中，只有那些與情境多次重復(fù)發(fā)生的行為才能得到鞏固和加強(qiáng)—練習(xí)律強(qiáng)化與練習(xí)是嘗試與錯(cuò)誤學(xué)習(xí)的基本規(guī)律。第七頁，共四十五頁，2022年，8月28日

（二）經(jīng)典條件反射：(巴莆洛夫)指一個(gè)條件刺激和一個(gè)非條件刺激所分別引起的兩種行為反應(yīng)之間可建立起聯(lián)系。

第八頁，共四十五頁，2022年，8月28日CS和US相隔短暫的時(shí)間，順序地多次重復(fù)呈現(xiàn)，是建立經(jīng)典條件發(fā)射的基本學(xué)習(xí)規(guī)則。在鞏固的條件發(fā)射基礎(chǔ)上，逐漸延長CS和US相隔時(shí)間，建成延緩或痕跡條件反射。第九頁，共四十五頁，2022年，8月28日（三）操作式條件反射（主動(dòng)式條件反射）：

包含著反應(yīng)—刺激聯(lián)系的形成

讓動(dòng)物操作物體來學(xué)習(xí)解決問題，并得到獎(jiǎng)賞或避開懲罰。

反應(yīng)由有機(jī)體的自發(fā)行為得到強(qiáng)化后引起。在日常生活中，人的大多數(shù)行為都是操作性行為。其中強(qiáng)化是影響人的行為鞏固和再次出現(xiàn)的關(guān)鍵因素。如圖所示：斯金納箱第十頁，共四十五頁，2022年，8月28日斯金納箱基本要點(diǎn)：學(xué)習(xí)是刺激（S）—反應(yīng)（R）之間的聯(lián)結(jié)，并在腦內(nèi)伴隨著聯(lián)想的出現(xiàn)。第十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日刺激（如看到一個(gè)杠桿)檢測(cè)特定刺激的神經(jīng)環(huán)路控制特定行為的神經(jīng)環(huán)路行為（如壓杠桿）強(qiáng)化刺激（如食物）強(qiáng)化系統(tǒng)強(qiáng)化系統(tǒng)加強(qiáng)這個(gè)連接當(dāng)大鼠壓杠桿時(shí)，它就得到食物操作性條件反射的神經(jīng)模型知覺系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)強(qiáng)化過程加強(qiáng)了涉及知覺（看見杠桿）和運(yùn)動(dòng)（按動(dòng)杠桿）神經(jīng)環(huán)路的聯(lián)系第十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日Rs1s2s3s4s5Sr1r2r3r4r5無條件刺激結(jié)合獎(jiǎng)賞強(qiáng)化經(jīng)典條件反射操作條件反射第十三頁，共四十五頁，2022年，8月28日聯(lián)想式學(xué)習(xí)的共同特點(diǎn)：環(huán)境條件中變化著的動(dòng)因在時(shí)間和空間上的接近性→腦內(nèi)兩個(gè)或多個(gè)中樞興奮性的同時(shí)變化→腦內(nèi)中樞的暫時(shí)聯(lián)系：外部動(dòng)因（CS-US）、刺激-反應(yīng)（S-R）、腦內(nèi)中樞的暫時(shí)聯(lián)系。第十四頁，共四十五頁，2022年，8月28日二、非聯(lián)想式學(xué)習(xí)(簡單學(xué)習(xí))

肯特爾（E.R.Kandel,1976）

行為變化僅由單一模式的刺激重復(fù)呈現(xiàn)而引起與之相應(yīng)在腦內(nèi)引起單一感覺系統(tǒng)的興奮變化。在刺激和反應(yīng)之間不形成某種明確的聯(lián)系。單一模式的刺激重復(fù)出現(xiàn)——單一興奮灶——重復(fù)出現(xiàn)——興奮性發(fā)生量變習(xí)慣化：在反復(fù)刺激的過程中，因刺激而引起的行為反應(yīng)減弱。通過習(xí)慣化，可以學(xué)會(huì)去除許多無意義的信息應(yīng)答.敏感化：重復(fù)刺激不但感覺閾值不再增加，反而有所下降．對(duì)該種刺激反應(yīng)明顯增強(qiáng)。有利于人和動(dòng)物注意傷害性刺激。

第十五頁，共四十五頁，2022年，8月28日三、程序性學(xué)習(xí)（快速運(yùn)動(dòng)反應(yīng)性學(xué)習(xí)）

無論是聯(lián)想式學(xué)習(xí)還是非聯(lián)想式學(xué)習(xí)，經(jīng)過多次訓(xùn)練可以達(dá)到非常熟練的程度。這時(shí)的學(xué)習(xí)模式出現(xiàn)了新的特點(diǎn)，短潛伏期的快速反應(yīng)是一種新的學(xué)習(xí)模式。在生理心理學(xué)研究中，以兔瞬眼條件反射為其典型代表。

腦機(jī)制中最必要的中樞是小腦深部核。第十六頁，共四十五頁，2022年，8月28日

四、認(rèn)知學(xué)習(xí)

黑猩猩解決問題圖

這種學(xué)習(xí)模式建立在視覺認(rèn)知過程的基礎(chǔ)上,往往一次性觀察或模仿就會(huì)完成。即學(xué)習(xí)是一種完整的過程，通過學(xué)習(xí)者對(duì)情境的重新組織來實(shí)現(xiàn)。

苛勒著名的“取香蕉”實(shí)驗(yàn)第十七頁，共四十五頁，2022年，8月28日

日常頓悟現(xiàn)象：

“靈感”迸發(fā)，如玩猜字游戲、猜謎游戲，突然知道結(jié)果。頓悟總是讓人感到欣喜。

頓悟規(guī)律：（1）頓悟依賴于情境：

當(dāng)情境對(duì)答案有一定提示作用時(shí)，容易產(chǎn)生頓悟。（2）頓悟產(chǎn)生后，可以重復(fù)出現(xiàn)：

過一段時(shí)間忘記，還可以再次頓悟。（3）頓悟可以遷移：

猩猩學(xué)會(huì)用箱子夠香蕉，也可以用竹竿來夠。第十八頁，共四十五頁，2022年，8月28日五.情緒性學(xué)習(xí)

陰性情緒行為模式：

主動(dòng)性躲避反應(yīng)被動(dòng)性躲避反應(yīng)沖突性情緒行為模式：陽性情緒陰性情緒六.味－厭惡式學(xué)習(xí)七、印記式學(xué)習(xí)

第十九頁，共四十五頁，2022年，8月28日一、腦內(nèi)的獎(jiǎng)賞/強(qiáng)化系統(tǒng)（一）快樂中樞強(qiáng)化感覺神經(jīng)元和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元之間的聯(lián)系，易化給定條件下出現(xiàn)的行為模式第二節(jié)學(xué)習(xí)的腦機(jī)制第二十頁，共四十五頁，2022年，8月28日（二）中腦腹側(cè)被蓋區(qū)-伏隔核多巴胺通路運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)行為如主動(dòng)躲避第二十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日（三）中腦黑質(zhì)-紋體多巴胺通路第二十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日第二十三頁，共四十五頁，2022年，8月28日（四）厭惡、防御和逃避系統(tǒng)杏仁核>中腦腹側(cè)被蓋區(qū)-伏隔核-眶額皮層第二十四頁，共四十五頁，2022年，8月28日二、學(xué)習(xí)行為表達(dá)和監(jiān)督的腦結(jié)構(gòu)和功能基礎(chǔ)背內(nèi)測(cè)紋狀體（尾狀核）-操作性條件反射的被獎(jiǎng)勵(lì)動(dòng)作背外側(cè)紋狀體（殼核）-重復(fù)訓(xùn)練獲得的習(xí)慣動(dòng)作伏隔核-經(jīng)典條件反射學(xué)習(xí)行為的表達(dá)和獲獎(jiǎng)勵(lì)的動(dòng)作；對(duì)操作條件反射也有一定調(diào)節(jié)作用第二十五頁，共四十五頁，2022年，8月28日紋狀體的神經(jīng)連接第二十六頁，共四十五頁，2022年，8月28日第三節(jié)腦可塑性與學(xué)習(xí)的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)第二十七頁，共四十五頁，2022年，8月28日一、暫時(shí)連接和異源性突觸易化暫時(shí)聯(lián)系異源性突觸聯(lián)系異源性突觸易化第二十八頁，共四十五頁，2022年，8月28日

1、暫時(shí)聯(lián)系形成的機(jī)制：

無關(guān)動(dòng)因（如聽覺中樞）在相應(yīng)腦結(jié)構(gòu)中引起較弱的興奮灶，而隨后的非條件刺激（食物）由于其較強(qiáng)的生物學(xué)意義，在腦內(nèi)食物中樞引起較強(qiáng)的興奮灶，強(qiáng)的興奮灶對(duì)弱的興奮灶的吸引是暫時(shí)聯(lián)系形成的機(jī)制。

在一個(gè)神經(jīng)元中，來源不同的突觸同時(shí)興奮或以較短的時(shí)間間隔順序興奮，多次重復(fù)使該神經(jīng)元把兩種刺激聚合在一起形成暫時(shí)聯(lián)想。第二十九頁，共四十五頁，2022年，8月28日2、暫時(shí)聯(lián)系形成的組織形態(tài)和生理學(xué)基礎(chǔ)：大量異性突觸間的易化—異源性突觸易化如果兩種神經(jīng)遞質(zhì)同時(shí)作用于一個(gè)神經(jīng)元，則引起該神經(jīng)元兩類突觸后成分的興奮，重復(fù)幾次就會(huì)形成功能聯(lián)結(jié)異源性突觸易化至少有兩種方式：突觸前成分間的活動(dòng)依存性強(qiáng)化機(jī)制（左下圖）突觸前后間強(qiáng)化機(jī)制（右下圖）LTP第三十頁，共四十五頁，2022年，8月28日二、學(xué)習(xí)引起的大腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)變化皮層傳導(dǎo)髓鞘化——信息傳導(dǎo)更加精確迅速第三十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日三、長時(shí)程增強(qiáng)效應(yīng)第三十二頁，共四十五頁，2022年，8月28日第三十三頁，共四十五頁，2022年，8月28日第三十四頁，共四十五頁，2022年，8月28日

四、分子生物學(xué)基礎(chǔ)突觸后膜上并存的多種受體蛋白，與來源和性質(zhì)不同的神經(jīng)遞質(zhì)發(fā)生順序性或并行性的受體蛋白以及受體蛋白分子的變構(gòu)作用。蛋白分子變構(gòu)作用是學(xué)習(xí)記憶的基本機(jī)制。

LTP

配體門控受體家蔟（NMDA）和G-蛋白相關(guān)的受體家蔟（5-HT）均是參與學(xué)習(xí)機(jī)制的主要分子。

經(jīng)典條件反射和非聯(lián)想式學(xué)習(xí)第三十五頁，共四十五頁，2022年，8月28日條件反射性LTP現(xiàn)象形成：CS引起突觸前膜釋放大量谷氨酸，與突觸后膜NMDA受體結(jié)合(變構(gòu)作用），鈣離子通道門開放；US引起突觸后膜去極化，清除了NMDA受體調(diào)節(jié)通道上的鎂離子，可使鈣離子通道暢通。

NMDA受體蛋白分子將CS+US聚合在一起，觸發(fā)鈣離子發(fā)揮第二信使作用，繼續(xù)傳遞習(xí)得的神經(jīng)信息，完成經(jīng)典條件反射建立的基本過程。第三十六頁，共四十五頁，2022年，8月28日B.簡單聯(lián)想學(xué)習(xí)

CS引起適量鈣離子的流入，通過鈣調(diào)素首先引起腺苷酸環(huán)化酶（AC）活性輕度增加。US引起遞質(zhì)（5-HT）與受體結(jié)合，增強(qiáng)了環(huán)化酶的活性。AC的激活及其所導(dǎo)致的cAMP大量生成過程符合條件反射建立的基本規(guī)律。AC的分子具備學(xué)習(xí)過程的基本條件，成為學(xué)習(xí)的分子基礎(chǔ)。簡單聯(lián)想學(xué)習(xí)建立第三十七頁，共四十五頁，2022年，8月28日一、學(xué)習(xí)障礙1、失讀癥獲得性失讀癥發(fā)展型失讀癥2、計(jì)算障礙第四節(jié)學(xué)習(xí)障礙與成癮行為第三十八頁，共四十五頁，2022年，8月28日二、成癮行為毒品刺激相關(guān)神經(jīng)元突觸后膜，產(chǎn)生異常多的受體并提高其活性，很快造成神經(jīng)元樹突棘突密度增大。第三十九頁，共四十五頁，2022年，8月28日第四十頁，共四十五頁，2022年，8月28日成癮知識(shí)要點(diǎn)：海洛因、嗎啡等鴉片制劑主要通過中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)的阿片受體發(fā)揮藥效；其他毒品主要通過中腦-邊緣多巴胺神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)揮藥效當(dāng)吸毒成癮后，不論哪種毒品引起的分子生物學(xué)和細(xì)胞學(xué)的變化都不停留在最初的靶部位，而是擴(kuò)散到前腦基底部的伏核中，從而導(dǎo)致全腦強(qiáng)化獎(jiǎng)勵(lì)系統(tǒng)活動(dòng)的異常增強(qiáng)。第四十一頁，共四十五頁，2022年，8月28日毒品引起的變化與學(xué)習(xí)記憶過程的機(jī)制基本相同，不同之處在于腦回路分布差異，成癮回路主要在中腦腹側(cè)被蓋區(qū)-伏隔核通路，學(xué)習(xí)記憶在黑質(zhì)-紋狀體、海馬、杏仁核以及相應(yīng)的大腦皮層的回路；復(fù)