理论教育 如何学习与记忆:动物生理中的重要内容

如何学习与记忆:动物生理中的重要内容

时间:2023-10-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:学习和记忆是两个相联系的神经活动过程。动物通过学习和记忆建立并完善了适应性行为,并随着环境的持续改变,形成新的学习与记忆。表9.4非条件反射与条件反射的区别2)记忆与遗忘记忆记忆是动物对经验事物的识记、保持和再现,是进行思维和高级心理活动的基础。如反复学习,信息即可在第一级记忆中反复循环,从而转入第二级记忆,可持续数分钟乃至数年。

如何学习与记忆:动物生理中的重要内容

学习和记忆是两个相联系的神经活动过程。动物在面临外环境改变等一系列变化时,会通过各种各样的行为来适应环境变化,以此维持生存并维系种族繁衍。而这些行为并不是通过遗传获得的,而是针对环境变化产生的适应性行为,是属于后天学习获得的。此后,将学习得到的信息进行储存和“阅读”,便形成了记忆的神经活动。动物通过学习和记忆建立并完善了适应性行为,并随着环境的持续改变,形成新的学习与记忆。

1)学习

学习可分为非联合型学习和联合型学习两类。

(1)非联合型学习

非联合型学习又称为简单学习,不需要在刺激和反应之间形成某种明确的联系。由突触可塑性引起的习惯化和敏感化属于这种学习类型。

习惯化是指由于同一刺激物的重复出现引起行为反应的减弱的过程。例如,明亮的光照会引起婴儿对该刺激作出反应,注视刺激方向。但经过反复暴露相同刺激,婴儿会逐渐对该刺激反应减弱直至失去兴趣,从而对刺激不产生任何反应。习惯化的生理意义在于,使人和动物忽视那些已经丧失了新奇性或无意义的刺激,减少对不必要刺激的反应,从而将注意力转向更重要的刺激。

敏感化是指人或动物受到某种强烈的或伤害性刺激后,对其他刺激反应增强的现象。如动物受到惊吓后,对其他较弱的刺激也会产生强烈的反应。敏感化对动物的适应能力有重要意义,新的刺激使动物保持警惕以提防可能的捕食者和环境中其他潜在的有害刺激。

(2)联合型学习

两个或两个以上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的过程称为联合型学习。经典条件反射和操作式条件反射都属于这种学习类型。

①经典条件反射:条件反射是指通过后天学习、训练而获得的反射活动。狗吃到食物会引起唾液、胃液分泌增加,这是狗先天就具备的反射活动,属于非条件反射,食物是非条件刺激;给狗以铃声刺激,不会引起唾液和胃液分泌,因为铃声与食物无关,属于无关刺激;而如果每次给狗喂食之前摇铃1次,再给食物,经过多次结合,单独的铃声就可以引起动物唾液分泌,这是铃声转变为条件刺激后形成的条件反射(图9.8)。任何无关刺激与非条件刺激结合,都可以形成条件反射,但这个过程是条件刺激与非条件刺激在时间上反复多次结合而建立起来的。这个反复多次的结合过程,称为强化。但如果在条件反射形成后不再给予非条件刺激进行强化,条件反射会逐渐减弱,甚至不再出现,这个现象称为条件反射的消退。如上例,铃声与食物多次结合形成条件反射后,继续反复给予铃声刺激而不提供食物,则铃声引起的唾液分泌量会逐渐减少,直至最后完全不能引起分泌。条件反射的消退并不是简单的丧失,而是中枢把原先引起唾液分泌的条件刺激转化为引起中枢发生抑制的刺激,是一种內抑制现象。如果在给予动物条件刺激(铃声)后立即受到外来信号(如突然的响声)的干扰,则条件反射(唾液分泌)便不再发生,这种现象称为条件反射的外抑制。

图9.8 经典条件反射的建立

(a)食物引起唾液分泌是狗先天具备的,属非条件反射;
(b)铃声对狗属于无关刺激,不能引起唾液分泌;
(c)在喂食的同时摇铃,铃声由无关刺激转变为条件刺激;
(d)此后单独摇铃而不给予食物时狗也会分泌唾液,建立了条件反射

②操作式条件反射:与经典条件反射不同,操作式条件反射是一种更为复杂的条件反射,是由刺激引起的行为改变,并在此过程中获得经验,从而建立能到奖励或逃避惩罚的条件反射。操作式条件反射由美国心理学家斯金纳命名。斯金纳设计了一个试验箱,箱子构造尽可能排除一切外部刺激,内部有一杠杆或按键,动物在箱内可以自由活动,当动物踩到杠杆或按键时即可获得食物。随后,他将饥饿的大鼠放入试验箱内。期初,大鼠只是随机地踩到杠杆,但经过反复踩到杠杆获得食物后,大鼠就学会了自动踩杠杆从而获得食物。然后,在此基础上进一步训练动物,只有当某一信号(如灯光)出现后再踩杠杆才能获得食物,经强化训练后,动物见到特定信号,就会去踩杠杆而得食。操作式条件反射利用了食物的奖赏性刺激,因此又称为趋向性条件反射。相反,也可训练动物为逃避惩罚而不去踩杠杆。例如每次踩杠杆获得的食物中加入不影响色香味但能令其呕吐的物质,则动物在多次强化训练后,见到信号也不再去踩杠杆。(www.daowen.com)

实践举例

在马戏团里对猴子进行训练,当哨声一响就做出鞠躬动作,如做出则得到食物,做不出则受到鞭打。

思考:这属于什么类型的条件反射?每当主人拍手掌,家里的狗就会摇尾等待食物,请问这属于什么类型的条件反射?

③条件反射的生理意义:条件反射与非条件反射相比,无论是数量及性质都有很大不同(表9.4)。条件反射的建立,极大地扩大了机体反射活动的范围,增加了动物活动的预见性和灵活性,从而使动物能更有效地适应环境。例如,依靠食物条件反射,动物不再是消极地等待食物进入口腔,而是根据食物的形状、气味去主动觅食;也不再是消极地等待食物进入口腔后再开始消化活动,而是在食物入口之前就开始分泌消化液,为消化做好准备。

表9.4 非条件反射与条件反射的区别

2)记忆与遗忘

(1)记忆

记忆是动物对经验事物的识记、保持和再现,是进行思维和高级心理活动的基础。根据记忆的持续时间,可将记忆分为短时程记忆和长时程记忆两类。人类的记忆过程可相应地分为四个阶段,即感觉记忆、第一级记忆、第二级记忆和第三级记忆。前两个阶段相当于短时程记忆,后两个阶段相当于长时程记忆。

感觉记忆是感觉系统获得信息后首先在大脑感觉区储存的阶段,储存时间非常短暂,多数不超过1 s。若经过分析处理,将不连续的、先后到达的信息整合成新的信息,即可转入第一级记忆,但也仅存在几秒钟。如反复学习,信息即可在第一级记忆中反复循环,从而转入第二级记忆,可持续数分钟乃至数年。在第二级记忆中,有些记忆在每天都会重复循环,例如自己的姓名、每天都在做的工作等,由于长期的积累而难以遗忘。这类记忆属于第三级记忆。它属于一种牢固记忆,一般可保持终生。

(2)遗忘

遗忘是指部分或完全丧失回忆和再认的能力,也称为记忆障碍。遗忘是一种正常的生理现象。遗忘在学习开始就会发生,最初遗忘的速率很快,以后逐渐减慢。遗忘并不意味着记忆痕迹消失,因为如果尝试复习已经遗忘的知识总是比学习新的知识要容易。

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