1、生理心理学生理心理学 第第6章章 学习及其神经生物学基础学习及其神经生物学基础学习模式学习模式学习的脑网络基础学习的脑网络基础大脑皮层在学习中的作用大脑皮层在学习中的作用脑可朔性与学习的神经生物学基础脑可朔性与学习的神经生物学基础学习的分子生物学基础学习的分子生物学基础生理心理学第生理心理学第6章章1节节 学习的行为模式学习的行为模式 联想式学习联想式学习 非联想式学习非联想式学习 监督式学习监督式学习 知觉学习知觉学习 认知学习认知学习 情绪性学习情绪性学习 一、联想式学习一、联想式学习 尝试与错误学习尝试与错误学习:桑戴克(Thorndike,EL1911)问题箱,Small,W.S.18
2、99迷宫研究老鼠学习 经典条件反射经典条件反射:巴甫洛夫(Pavlov,I.P.1906,1927)操作条件反射:操作条件反射:斯金纳(Skinner,BF1938 二、非联想式学习二、非联想式学习 习惯化学习习惯化学习 肯特尔肯特尔 敏感化学习敏感化学习三、监督式学习(三、监督式学习(Supervasive learning,SL)瞬眼条件反射瞬眼条件反射 序列运动监督式学习序列运动监督式学习四、知觉学习(四、知觉学习(Peceptual learning)物体特征精细差异识别能力的学习:这种学习模式对人类社会生活十分重要,具有很大现实生活意义 感觉-感觉学习(sensory-sensory
3、 learning),不需要学习者做外表的行为反应 脑-机接口(Brain Computer Interface,BCI)使知觉学习更受到重视 五、认知学习(五、认知学习(Cognitive learning)顿悟式学习顿悟式学习 观察或模仿观察或模仿 前后关联式学习前后关联式学习 社会学习社会学习 六、情绪性学习情绪性学习(Emotional learning)躲避反应躲避反应(avoidance response)冲突性情绪反应(冲突性情绪反应(conflict emotional response)味味-厌恶式学习厌恶式学习(Taste-aversive learning)生理心理学第生
4、理心理学第6章章2节节 学习的脑网络基础学习的脑网络基础 脑内的奖励脑内的奖励/强化系统强化系统 关于学习行为表达和监督的脑结构与功能关于学习行为表达和监督的脑结构与功能基础基础一、脑内的奖励一、脑内的奖励/强化系统强化系统 Olds,J.&Milner,P.(1954)自我刺激实验 脑内的强化系统脑内的强化系统:中脑腹侧被盖区(中脑腹侧被盖区(VTA)-伏隔伏隔核核(Nacc)多巴胺通路多巴胺通路 中脑黑质中脑黑质-纹体多巴胺通路:纹体多巴胺通路:锥体外系运动功能黑质-纹体通路具有和额叶皮层、尾状核和壳核等结构的双向联系,在生态环境中发挥较大的学习强化效应 厌恶、逃避和防御系统:厌恶、逃避和
5、防御系统:由中脑腹侧被盖区的腹侧到伏隔核的皮质再到眶额皮层的外侧区中脑中脑-前脑强化前脑强化/奖励系统奖励系统二、学习行为表达和监督的脑结构学习行为表达和监督的脑结构与功能基础与功能基础 人类三种不同学习模式:监督学习、人类三种不同学习模式:监督学习、非监督学习和强化学习,非监督学习和强化学习,发生关键作用的脑结构不同发生关键作用的脑结构不同大脑皮层、小脑和基底神经节对大脑皮层、小脑和基底神经节对不同学习类型的特化不同学习类型的特化三、与学习材料或刺激呈现相关的与学习材料或刺激呈现相关的脑功能基础脑功能基础 知觉学习的刺激特性精细差异和复杂性不同,知知觉学习的刺激特性精细差异和复杂性不同,知觉
6、学习的效应表现为不同脑结构觉学习的效应表现为不同脑结构 简单而精细分辨特性的学习,越是以低层次感觉简单而精细分辨特性的学习,越是以低层次感觉皮层的变化为主;相反复杂而整体性强的特性分皮层的变化为主;相反复杂而整体性强的特性分辨学习,则高层次知觉皮层区的变化为主辨学习,则高层次知觉皮层区的变化为主。生理心理第生理心理第6章章3节节 大脑皮层在学习中的作用大脑皮层在学习中的作用 前额叶皮层与延缓反应前额叶皮层与延缓反应 颞顶枕联络区皮层与延缓不匹配学习颞顶枕联络区皮层与延缓不匹配学习 前额叶和内侧额叶皮层与情绪性学习前额叶和内侧额叶皮层与情绪性学习 前额叶联络区皮层与运动学习行为、复杂时前额叶联络
7、区皮层与运动学习行为、复杂时-空间空间关系的学习有关;颞顶枕联络区皮层与感觉学习、关系的学习有关;颞顶枕联络区皮层与感觉学习、知觉学习和空间关系的学习有关知觉学习和空间关系的学习有关 一、前额叶皮层与延缓反应一、前额叶皮层与延缓反应 雅各布森雅各布森(Jacobsen,C.F.1939)的延缓反应的延缓反应和交替延缓反应和交替延缓反应:是时间-空间相结合的学习模式,双侧前额叶皮层损伤的猴即使是建立1-2秒的延缓反应,也十分困难,因为前额叶皮层损伤引起短时记忆障碍。二、颞顶枕联络区皮层二、颞顶枕联络区皮层与延缓不匹配学习与延缓不匹配学习 颞顶枕联络区颞顶枕联络区:次级视皮层、顶下叶和颞下叶共同与
8、皮层下的杏仁核、海马形成密切的神经联系。颞顶枕联络区参与延缓不匹配学习和视觉鉴别学颞顶枕联络区参与延缓不匹配学习和视觉鉴别学习习三三、前额叶和内侧额叶皮层前额叶和内侧额叶皮层与情绪性学习与情绪性学习 自主反应性条件反射自主反应性条件反射:是一类发生呼吸、心率、血压、皮肤电等自主神经功能变化的学习行为。它以皮层下感觉中枢和内侧前额叶-边缘系统为其神经网络基础。生理心理学第生理心理学第6章章4节节 脑可朔性与学习的神经生物学基础脑可朔性与学习的神经生物学基础 学习理论问题学习理论问题:脑结构?突触和网络形成?物质基础?神经可朔性就是突触的可朔性变化?暂时连接和异源性突触易化暂时连接和异源性突触易化
9、 学习引起的大脑白质微结构变化学习引起的大脑白质微结构变化一、暂时连接和异源性突触易化一、暂时连接和异源性突触易化 巴甫洛夫:巴甫洛夫:以强兴奋灶对弱兴奋灶的吸引实现暂时连接的接通 异源性突触连接异源性突触连接:突触前成分间的活动依存性强化机制 突触前-后间强化机制 学习过程的两类突触学习过程的两类突触二、学习引起的大脑白质微结构变化学习引起的大脑白质微结构变化 人脑神经纤维的髓鞘化从胚胎期一直延续到成年期(40岁)复杂学习作业后,白质的变化:复杂学习作业后,白质的变化:这种杂耍训练在成年人中,也能引起枕-顶叶皮层间联系的白质发生微结构的改变。生理心理学第生理心理学第6章章5节节 学习的分子生
10、物学基础学习的分子生物学基础 蛋白分子变构作用是学习记忆的基本机制蛋白分子变构作用是学习记忆的基本机制 配体门控受体蛋白在学习中的作用配体门控受体蛋白在学习中的作用 G-蛋白相关的受体蛋白在学习中的作用蛋白相关的受体蛋白在学习中的作用NMDA受体变构作用示意图受体变构作用示意图腺苷酸环化酶参与的学习机制腺苷酸环化酶参与的学习机制生理心理学生理心理学6章章6节节 学习障碍和成瘾行为学习障碍和成瘾行为 学习障碍学习障碍 成瘾行为成瘾行为一、学习障碍一、学习障碍 定义:定义:累及一种或多种理解或使用语言基本心理过程的障碍,表现为对口头或书面语言的听、说、读、写、拼音和思考等以及数值计算能力的缺陷;其
11、中最常见的是失读症(Dyslexia)、计算障碍(dyscalculia)、特殊语言障碍(specific language impairment)、自闭症谱障碍和注意缺陷多动障碍,发展性失读症:发展性失读症:3、6、8对对染色体突变 获得性失读症获得性失读症 计算障碍(计算障碍(dyscalculia):包括对数量、数值和数包括对数量、数值和数字比较和计算等能力的缺陷字比较和计算等能力的缺陷:二、成瘾行为成瘾行为 毒瘾毒瘾 行为瘾行为瘾毒瘾的基本生物学机制毒瘾的基本生物学机制 靶神经细胞在脑内的部位不同:海洛因等鸦片类物质首先击中中脑导水管周围灰质;生物胺类毒品最初的靶神经元,就是脑干内的单
12、胺类神经元 不论哪种毒品引起的分子生物学和细胞学变化(树突上棘突增多)都扩展到隔区的伏隔核药物成瘾的脑网络(大白鼠)成瘾过程分为三个阶段成瘾过程分为三个阶段 急性效应期急性效应期:多巴胺释放-导致细胞内信号转导-刻早基因表达-可塑性变化 过渡期过渡期:生物学的适应性反应 成瘾期成瘾期:长期细胞学改变是成瘾期的特点,渴求药物的动机具有超强的重要性成瘾行为的最后共同公路和复吸成瘾行为的最后共同公路和复吸诱因作用回路诱因作用回路药瘾复发的机制药瘾复发的机制 从前得到药有关的线索、轻度应激状态和又得一次微量药物等,三个因素之一,都可能在成功戒毒若干年后,一下子导致毒瘾再次发作 最后共同公路激活行为瘾行为瘾-强迫性重复行为 上网行为、赌博行为、过食行为、购物行为和某些性变态行为 中脑腹侧被盖前脑伏隔核回路 环境条件因素与遗传因素 因特网瘾涉及多种社会法律问题,包括网络游戏和赌博的过度迷恋,色情和非法暴力毒害等,常导致多种刑事犯罪活动