行为生理学研究方法--课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,ppt课件,*,学习和记忆,第,12,章,行为生理学研究方法,1,ppt课件,学习和记忆？,神经生理学,:,学习,主要是指人或动物通过神经系统接受外界环境信息而影响自身行为的过程,;,记忆,是指获得的经验或信息在脑内储存和提取再现的神经活动过程。,行为学,:,“,学习是引起个体对特殊环境条件所产生的适应性行为的全部过程,”,、,“,学习,是指经验引起的一种适应性行为变化，,记忆,是过去经验的储存和回忆,”,。,心理学,:,“,记忆是过程，由识记、保持、再认,或回忆一种心理组成,”,。,现代出现了一门,新兴学科,-,记忆科学,，包括,生物记忆,、,材料记忆和机器记忆,三个方面。,2,ppt课件,学习记忆,属于高级神经活动或,higher function of brain,，,它是高等动物和人类最具特色的生理特征之一。,学习记忆,是动物改变自身行为或产生新行为以便适应生活,环境的必要过程。,在人类,，则是认识和改造客观世界以及参加社会实践活动必不,可少的生理条件，是人类思维活动的基本环节，是智力结,构中诸多要素（观察力、注意力、记忆力、判断力、想象,力等）的重要成分,。,学习记忆的生理意义,3,ppt课件,学习与记忆的基本过程,Acquisition/registration,感知外界事物或接受外界信,息的阶段，通过感觉系统向脑内输入信号，即学习,阶段。,获得 采样,Consolidation,获得的信息在脑内编码储存和保持的,阶段,。,巩固 储存,Retrieval,将储存于脑内的信息提取出来使之再现于,意识中的过程，即回忆过程。,再现 重放,4,ppt课件,二 记忆过程和分类,根据信息谝码方式及记忆保持时间长短分类,:,感觉记忆,(sensory memory),短时记忆,(short-term memory),长时记忆,(long term memory),根据信息储存和回忆方式分类,:,陈述性记忆,(declarative memory),非陈述性记忆,(nondeclarative memory),记忆,:,保持,再现,记忆分三个阶段,:,获得,(acquisition),储存巩固,(storage&consolidation),再现,(retrieral),5,ppt课件,6,记忆的过程,刺激,感觉性记忆,持续时间：,1,s,第一级记忆,持续时间：,数,s,第二级记忆,持续时间：,数分数年,第三级记忆,持续时间：,永久（？）,遗忘,消退和熄灭,遗忘,新的信息代替旧的,遗忘,前活动型和,后活动性干扰,可能不遗忘,“信息流的中断”的中断,（由于顺行性遗忘症）,短时性记忆,长时性记忆,记忆障碍,ppt课件,一 学习的分类,1.,联合型学习,(associative learning),经典条件反射,(classical conditioning),操作式条件反射,(operant conditioning),回避性条件反射,(avoidance conditioned reflex),辨别性学习,(discrimination learning),延缓反应,(delayed response),2.,非联合型学习,(nonassociative learning),学习和记忆的类型,7,ppt课件,8,1.联合型学习,是两个事件在时间上很靠近地重复发,生，,最后在脑内逐渐形成联系,经典条件反射,条件反射是,无关刺激,与,非条件刺激,在时间上,的结合而建立起来的，这个过程称为强化,操作式条件反射,动物必须通过自己完成某种运动或操作后才,能得到强化,2.,非联合型学习,不需要在刺激和反应之间形成某种明确,的联系,非条件刺激(食物)唾液分泌,无关刺激,信号刺激,或条件刺激,1.,ppt课件,经典条件反射,(classical conditioning),Pavlov,无关刺激,信号刺激,或条件刺激,9,ppt课件,非联合型学习（,nonassociative learning),习惯化（,habituation),敏感化（,sensitization,）,习惯化的突触机制：突触效能减弱,如果给予每日,10,次刺激，连续,4,日，产生的长时程习惯化可保持,3,周以上。突触前和突触后,微电极记录,可观察到突触后电位逐渐降低。,重复刺激,感觉神经元,AP,时程缩短,Ca,离子入膜量下降,递质释放量减少,EPSP,幅度下降运动神经元,AP,频率减少,腮肌收缩变弱,10,ppt课件,敏感化,给予海兔一个伤害性刺激（如电击），再刺激水管就会引起较强的缩鳃反应，这就是敏感化。,机制？,-,突触前易化使突触效能增强。,11,ppt课件,人类学习方式,-,联合型学习,特点,:,用语言,文字,符号进行学习和思维,即使没有,具体刺激也能依靠文字建立很多联系,;,并且能,把累积起耒的知识通过,文字,传给其它人,-,提高了学习效果,12,ppt课件,行为学是神经生理学中的重要研究方法之一。,由于神经系统的,复杂性,，要从分子水平、细胞水平、,神经网络水平以及行为学水平等不同的层次对其进行,全面的研究，才能得到正确的结论。,任何中枢系统的,高级活动,都要体现在,行为学,水平上才,有意义。,人,的行为是生物界中,最复杂的,，我们可以通过各种心,理学实验手段对人的高级神经活动进行研究,。,如何研究学习记忆,?,行为学研究方法,13,ppt课件,为了深入研究我们必须建立一些,行为学动物模型,。,虽然动物的行为不能和人类相比，但,人脑的高级功,能,包括学习记忆、本能行为、情绪等,在高等动物中,同样得到体现，,而且本质是一样的，只是在复杂程,度上有区别。,-,这也是,为什么,在动物研究中得到的结论可推广到,人,的前提条件。,14,ppt课件,针对不同的研究目的，设计,多种多样的动物行为学模型,。,有关学习,记忆方面,的行为学模型占据着主,要地位。,人们根据不同形式的学习记忆模式,设计不同的行为学模,型，这些模型得到的,结果很易量化,，这些动物模型得到,广泛应用。,动物的正常行为,包括运动、听觉、视觉、各种反射以及,情绪等,行为生理学的研究十分广泛,15,ppt课件,动物,中枢神经系统变化,必然反映到,行为,学变化上来。,行为观察虽然较,简单,，但依据一定的程序和方法将,其,量化,，才能进行比较。,本章将简单介绍常见的几种行为学研究方法,（,实验对象均为大鼠或小鼠,）,。,16,ppt课件,一,、基本行为学测试（,Primary Behavioral Test,）,常见的几种行为学研究方法,运动功能和运动控制,惊吓反射（,Startle Reflex,）,开场实验（,Open Field Test,）,明暗偏好实验（,Light/Dark Preference Test,）和位置偏好实验,悬尾实验（,Tail Suspension Test,）,二,、学习记忆有关的行为学实验,迷宫（,Maze,）,跳台,(stepdowntest),穿梭箱,(shuttlebox),避暗法,(step through test),17,ppt课件,一,基本行为学测试,目的,:,是观察动物的神经系统是否正常。,其内容包括,：,1.,运动功能和运动控制,:,翻正反射试,（,Righting Reflex Test,）,:,观察,动物是否立刻翻转到正常体位。,Reaching Reflex Test,(,捉住动物的尾巴将其提起至桌子边,缘上方,15cm,处，再缓缓放下，,观察,动物是否有伸出前肢并准备,抓住桌子,边缘的行为。,18,ppt课件,前肢抓握试验,动物仅用前肢抓握在一细钢丝上，并持续至少,1min,。,Rotorod Test:,将动物放在一根水平放置的圆杆上，杆以一定的速度旋转，记录动物在杆上停留的时间。,19,ppt课件,2.,惊吓反射（,Startle Reflex,）,这个模型在神经系统的研究中应用很广泛,惊吓反射是一个基本,防御反射,这个反射在神经系统的研究中应用很广泛,(,伏核、腹侧苍白球、杏仁核,),。,目前使用,最多的是,听,觉惊吓反射,:,突然出现一个很强声音刺激时，,动物出现,肌肉紧张甚至跳起,的反应。,典型实验方法：动物被限制在一个小的透明有机玻璃盒子里，适应,3min,，给予一个持续时间,40ms,，声强为,100,或,115dB,的白噪声（,惊吓刺激,），记录动物反应（通过盒子底部的,压力传感器,记录惊吓反应强度的变化,）。,20,ppt课件,3.,开场实验（,Open Field Test,）,开场实验可检测动物的,自发活动，探究行为，焦虑程度,等行为,开场实验,:,简单,将动物放在一个周围封闭的空间里,10,30min,，记录动物在这个空间内的活动,:,包括动物,走动,的总时间，动物在围墙附近,停留,的时间（,wall time,）和在中心区域停留的时间，在这个区域行走的,距离,，,速度,，,定型活动,的次数（如重复的前后运动），,探究行为,的次数（站立以及扶墙站立），,排泄,次数等。,21,ppt课件,4.,明暗偏好实验和位置偏好实验,两个,大小相同的箱子，中间,有通道相连,，其中一个是不透光的,暗箱,，另外一个给予,光照,并透明。,观察,动物在两个箱子内的,停留时间,，进出两个箱子的,次数,，第一次进入暗箱的潜伏期，第一次进入明箱的潜伏期，以及动物在两个箱子内的探究行为水平等。,这个模型主要用来,考察动物的焦虑程度,。,偏好试验可以利用色觉、味觉、嗅觉等其他指标来观察动物是否,对某一类刺激特别偏爱,。比如，酒精成瘾的大鼠在放置了酒精棉球的箱子里面停留的时间明显长于对照箱子。,此类试验在,成瘾研究,中使用的较多,。,22,ppt课件,5.,悬尾实验,将动物用尾巴悬挂,6min,，观察动物挣扎反应。,该实验测试动物,的沮丧（,depression,）,和无助（,Helplessness,）程度。,23,ppt课件,二,学习记忆有关的行为学实验,迷宫,是常见的学习记忆模型，实验对象一般为大鼠和小鼠。,迷宫的应用已经有几十年的历史，现在已经有多种类型的迷,宫装置,，,对动物的,学习记忆,进行研究。,不同迷宫的研究目的不同，有的迷宫需要动物进行,空间记忆，,有的迷宫需要动物的,工作记忆，,有的迷宫需要动物掌握一定,的规则。因此,，,我们需要根据研究目的的不同而使用相应的,迷宫方法。,24,ppt课件,Y-,迷宫实验示意图,臂长,25cm,宽,10cm,，箱底铺有铜棒，各臂顶端装有刺激信号灯。,臂,信号灯亮为安全区。小鼠置于任一臂中,适应环境,1min,，启动另外两臂中任一臂的信号灯，延迟,5s,后，,灯不亮的两臂则通电电击小鼠,，直至,逃避到安全区为止,。灯亮持续,5s,后熄灭，完成一次测试。以小鼠到达安全区为下一次的起始位置，间隔,5s,后进行再一次测试。,记录正确和错误反应次数,辨别性学,习,(,Y,型迷宫 水迷宫,),(discriminationlearning,),安全区,电击区,装置分成,三等份,，分别称之为,、,、,臂，,每个臂的末端安放一盏灯，,每个臂的底部由铜条,构成，,可以通过一定的电流来形成,伤害性刺激,。,臂 为起步区，,臂,(,右侧,),为电击区，,臂,(,左侧,),为安全区,臂,臂,25,ppt课件,水迷宫,是一个盛满水的方形,(,园形,),装置,观察并记录动物入水后,搜索目标,所需时间、采用的策略和它们的,游泳轨迹,，有助于分析和推断动物的学习、记忆、空间定向和,认知,功能等方面的能力。,26,ppt课件,水迷宫,在本世纪,80,年代，英国心理学家,Morris,等利用大鼠在盛有水和牛奶混悬的不透明的水池中搜索,目标物,的方法，研究大鼠的,海马和脑区,受到损害后的学习、记忆能力的变化，取得了令人瞩目的结果。,27,ppt课件,种类较多，一般是一个盛满水的方形装置，,有固定的入口和出口，用隔板进行分割，,只有一条路径可以到