学习与记忆-2013.ppt

小脑皮层的结构。 (a)颗粒细胞层、浦肯野细胞层和分子层的组织结构。 (b)浦肯野细胞的主要输入是来自小脑颗粒细胞的平行纤维和来自下橄榄核的爬行纤维。颗粒细胞的主要输入是来自脑桥核团神经元的苔状纤维。 脊椎动物的学习模型 小脑皮层的突触可塑性 下橄榄核的爬行纤维。 脑桥核团神经元的苔状纤维 浦肯野细胞 小脑颗粒细胞的平行纤维 小脑的长时程抑制(LTD)：(a)验证LTD(long-term depression)的实验设计。检测浦肯野细胞对一“束”平行纤维刺激反应(EPSP)的幅度大小。条件化的生成需要平行纤维和爬行纤维的配对刺激。(b)上述实验的模式图。配对刺激后，细胞对平行纤维的长时程刺激出现反应的压抑。 小脑中诱导LTD的机制。①爬行纤维(下橄榄核)的激活使浦肯野细胞树突强烈去极化，引起了电压门控Ca2+通道的激活。②平行纤维(颗粒细胞)的激活导致Na+通过AMPA受体内流---EPSP。③代谢型谷氨酸受体的激活导致二酰甘油(DAG)的产生，DAG激活蛋白激酶C(PKC)。最终结果导致AMPA受体通道数量减少---LTD。 AMPA 受体介导中枢神经系统快速兴奋性突触传递,通透K+,Na+,不通透Ca2+, 海马的一些微环路。 齿状回 前穿质通路 苔藓纤维 Schaffer侧支 内嗅皮层 穹窿 CA3区锥体细胞层 CA1区锥体细胞层 齿状回颗粒细胞层 CA1中的长时程增强。(a)当交替刺激两个输入时，记录一个CA1神经元的反应-EPSP。通过给Input 1一个强直刺激诱导出LTP。(b)实验记录图。给Input 1一个强直刺激后（箭头）细胞产生了对这个输入刺激的增强反应。(c) LTP是输入特异性的，因此给Input 1一个强直刺激后，细胞对Input 2的反应没有变化。 高频刺激并不是诱发LTP所绝对必须的，LTP需要的是突触后CA1区神经元发生强烈去极化的同时突触被激活。 为了使强直刺激能够诱发必须的去极化反应， (1)必须以足够高的频率刺激突触，以获得EPSPs的时间总和。 (2)必须同时激活足够多的突触，以产生显著的空间总和。 一支玫瑰就是一支玫瑰，不会是一个洋葱。因为玫瑰的形象和气味同时出现，所以携带这些信息的输入可引发该神经元的LTP，这样就形成了两个刺激间的联系。 CA1中的LTP形成的路径： Ca2+通过NMDA受体进入细胞激活蛋白激酶，这可通过以下两点引发LTP：①改变现存突触后AMPA受体的效应，或②刺激新AMPA受体的插入。 海马的长时程抑制(LTD)：(a)当交替刺激两个输入时，记录一个CA1神经元的反应。通过给输入1一个低频(1Hz)强直刺激诱导出LTD。(b)图示一个实验记录。给输入1低频强直刺激后（箭头），细胞产生了对这个输入刺激反应的压抑。(c) LTD是输入特异性的，因此给输入1强直刺激后细胞对输入2的反应仍没有变化。 Ca2+为何能够触发海马LTP和LTD的模型。 高频刺激(HFS)引起[Ca2+]的大量增加，从而产生LTP。低频刺激(LFS)引起的[Ca2+]少量增加，因而产生LTD。 人类颞叶下皮层的双向突触修饰：离体培养的人类颞叶皮层脑片，这些脑片是由于手术中为进入脑更深部而切获得的。检测不同类型强直刺激诱导的突触反应的变化。像大鼠的CA1一样，1Hz的刺激引起LTD，而100Hz的刺激引起LTP。 Morris水迷宫。(a)一只大鼠第一次被置于池中时为找到隐藏的平台可能采取的途径。(b)重复训练后，大鼠知道了平台的位置，并且直接游向它。这个任务的学习需要海马中NMDA受体的激活。 * 内嗅皮层表层细胞－经穿通纤维－投射至齿状回颗粒细胞层、 齿状回颗粒细胞层－经苔状纤维－投射至CA3区锥体细胞层、 CA3区锥体细胞层－经Schaffer侧支－投射至CA1区锥体细胞层。 EPSP兴奋性突触性后电位 兴奋性突触后电位excitatory postsynaptic potential * cAMPCyclic Adenosine monophosphate ＝＝腺苷-3‘,5’-环化一磷酸”的简称。 亦称“环化腺核苷一磷酸”，“环腺一磷”。 5-HT，5羟色胺 * AMPA 受体(a-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxa-zolep-propionate receptor, AMPAR)介导中枢神经系统快速兴奋性突触传递，其在突触后膜的动态表达与长时程增强、长时程抑制的诱发和维持有关，参与调节学习记忆活动 .。AMPA受体：通透K+,Na+,不通透Ca2+,因此反转电位为0mV EPSP兴奋性突出后电位。 * 内嗅皮层表层细胞－经穿通纤维－投射至齿状回颗粒细胞层、 齿状回颗粒细胞层－经苔状纤维－投射至CA3区锥体细胞层、 CA3区