第5講腦信息處理

第5講腦信息處理機制一、視覺信息處理機制二、學習與記憶機制三、腦科學簡介一、視覺信息處理機制

1、視覺系統(tǒng)的結構(視網(wǎng)膜、外膝體、視皮層)2、視覺系統(tǒng)各部分的信息處理關于視知覺的三條基本的評論1．欺騙性2．模棱兩可3．建構過程視網(wǎng)膜外膝體視皮層視皮層上丘丘腦枕人類視覺通路示意圖基本的視覺信息1、亮度：380~780nm,是一種外界輻射的物理量在我們視覺中反映出來的心理物理量。2、形狀：由物體在視覺空間上的亮度分布、顏色分布或運動狀態(tài)不同而顯示出來。對比度、方位3、運動（運動方向和速度）:4、顏色：主觀感覺。5、立體（或深度）視覺：感受野（receptorfield）視通路中任一神經(jīng)元都有其各自的視野或在視網(wǎng)膜上有一個代表區(qū)域，這個對應區(qū)域就是該細胞的視覺感受野。視覺感受野的研究是單細胞視覺功能的鑰匙。視網(wǎng)膜細胞視網(wǎng)膜細胞感受器細胞（感光細胞）：視錐細胞，視桿細胞，給出分級的超極化電位，不產(chǎn)生動作電位

雙極細胞：只能給出分級電位，不產(chǎn)生動作電位，同心圓拮抗方式

神經(jīng)節(jié)細胞(ganglioncell,GC)：同心圓拮抗式感受野

光信號轉換成神經(jīng)沖動（感光細胞的作用）視色素:視蛋白+順式視黃醛光照，順式視黃醛——〉全反式視黃醛 激活轉導蛋白 激活磷酸二酯酶(PDE) cGMP——〉GMPcGMP含量的下降，造成了Na+不能再流入細胞內，引起超極化。神經(jīng)節(jié)細胞MachBand現(xiàn)象的神經(jīng)生物學解釋外膝體（lateralgeniculatenucleus）中繼細胞（投射細胞，P細胞）中間神經(jīng)元，（I細胞，25%）視皮層視皮層，現(xiàn)知與視覺有關的大腦皮層多達35個（猴），自皮層表面到白質分成6層，外膝狀體核處理后的視覺信息首先傳到皮層17區(qū)，（I區(qū)或紋狀體區(qū)）。外膝狀體細胞軸突末梢終止于第4層內，然而再與2，3層細胞，第5，6層細胞建立突觸聯(lián)系。

星形細胞（stellatecell）和錐體細胞（pyramidalcell）簡單細胞的感受野及其特點超柱既平行又分級串行的信息處理機制腦工作原理1、“主教細胞”假說：(1)組合爆炸

(2)信息的集成問題

2、細胞群假設：由一群細胞的時空發(fā)放模式來反映刺激的類型

(1)重疊災難

(2)難以表達“等級結構”(3)特征捆綁問題

3、時空編碼理論：動態(tài)細胞群根本問題：1、

腦的各部分越來越趨向于分工處理各種各樣的視覺特征，然后我們的視覺卻把各種視覺特征綜合成一個完整的視覺實體？2、

視覺圖像如何在腦中貯存和利用？二、學習與記憶機制1、學習與記憶的類型2、學習與記憶機制（1）海馬（2）LTP腦的學習和記憶學習：指人或動物通過神經(jīng)系統(tǒng)接受外界信息而影響自身行為的過程行為學：引起個體對特殊環(huán)境條件所產(chǎn)生的適應性行為的全部過程記憶：獲得的信息或經(jīng)驗在腦內儲存和提?。ㄔ佻F(xiàn)）的神經(jīng)活動過程心理學：記憶是一種心理過程，由識記、保持、再認或回憶所組成學習和記憶的基本過程：獲得，鞏固，再現(xiàn)獲得：是感知外界事物或接受外界信息（外界信息）的階段，也就是通過感覺系統(tǒng)向腦內輸入訊號的階段。學習階段。識記或登錄。注意力對獲得的信息影響很大。鞏固：獲得的信息在腦內編碼貯存和保持的階段。保存時間的長短和鞏固程度的強弱與該信息對個體的意義以及是否反復應用有關。再現(xiàn)：將貯存于腦內的信息提取出來使之再現(xiàn)于意識中的過程?；貞?。學習的類型1、簡單學習：某種刺激重復作用的結果（1）習慣化：在反復刺激的過程中，因刺激而引起的行為反應減弱。海兔的縮鰓反射（2）敏感化：在某種刺激（通常是強刺激）后，對該種刺激反應明顯增強。2、聯(lián)合型學習：（1）經(jīng)典的條件反射：指一個條件刺激和一個非條件刺激所分別引起的兩種行為反應之間可建立起聯(lián)系（2）操作式條件反射：包含著反應與刺激聯(lián)系的形成。讓動物操作物體來學習解決問題，并得到獎賞或避開懲罰習慣化海兔縮腮反射敏感化的突觸前易化機制經(jīng)典條件反射過程中突觸傳遞變化的示意圖記憶瞬時記憶：當外界的刺激作用于人們的感覺系統(tǒng)，其信息會保持很短的時間短期記憶（幾分鐘）長期記憶（數(shù)分鐘，幾年）心理學：形象記憶——以事物形象為內容的記憶邏輯記憶——關于事物的意義、性質、變化規(guī)律等內容情感記憶——涉及某些情感體驗及情緒變化為內容的記憶運動記憶——技巧和技能性的操作和運動或習慣化動作等方面。多重記憶系統(tǒng)1、陳述性記憶,外顯性記憶（explicitmemory）進入意識系統(tǒng)，比較具體，可以清楚的描述涉及邊緣系統(tǒng)的腦結構，依賴于大腦皮層和某些特異性腦區(qū)需要Hebb突觸模式，即突觸前神經(jīng)元與突觸后神經(jīng)元同時興奮的聯(lián)合機制2、程序性記憶,內隱式記憶（implicitmemory）沒有意識成分參與，只涉及刺激順序的相互關系，貯存各個事物之間相關聯(lián)的信息，只有通過順序性的操作過程才體現(xiàn)出來。運動技巧?；咨窠?jīng)節(jié)為主要環(huán)節(jié)只需即或與該項學習記憶有關的感覺系統(tǒng)和運動系統(tǒng)只需突觸前易化作用機制，即突觸前神經(jīng)元和有關的調制神經(jīng)元的聯(lián)合機制大腦皮層V1

V2，V3，V4邊緣系統(tǒng)內側顳葉、內側丘腦、腹內側額葉基底前腦膽堿能系統(tǒng)視覺陳述性記憶學習和記憶神經(jīng)回路示意圖大腦皮層尾核蒼白球運動系統(tǒng)丘腦邊緣系統(tǒng)VTP伏隔核DAGABA習得性行為神經(jīng)調控的框圖工作記憶（workingmemory）屬程序性記憶、短時記憶依賴于大腦前額葉皮層神經(jīng)環(huán)路的功能，尤其是谷氨酸神經(jīng)元與多巴胺神經(jīng)元之間的平衡。是一短暫時刻的知覺，是一系列操作過程中的前后連接關系，后一項活動需要前項活動為參照。對腦高級功能的意義，通常是在過去的經(jīng)歷與當前的行動之間提供時間和空間的連續(xù)性，對于思維運算、下棋、彈鋼琴以及無準備的即席演講等都是十分重要的。腦是怎樣進行記憶的？記憶的物質基礎是什么？信息是通過什么方式寫入，又以什么方式回憶和重現(xiàn)？海馬齒狀回是大腦皮質中唯一的只與大腦皮質內部發(fā)生聯(lián)系，而不與皮質下中樞發(fā)生聯(lián)系的結構，它接受來自內嗅區(qū)的穿通纖維，發(fā)出的軸索，形成苔狀纖維，止于CA3區(qū)錐體細胞主干樹突基部。苔狀纖維的突觸結構比較特殊，內含密集的圓形透明囊泡和少量實心的囊泡，且與好幾個樹突棘形成突觸復合體——苔狀纖維突觸集群，這一結構只在海馬和小腦中才有，它被認為可能是腦信息的存儲載體。海馬LTP可能是學習記憶的分子基礎1973年Bliss及其合作者，電刺激麻醉兔的內嗅皮層，使海馬表層的穿通纖維興奮，可在齒狀