如果處在這階段經過加工處理,把引起持續的、先後進來的信息整合成新的連續的印象,就可以從短暫的感覺性記憶轉入第1級記憶。這種轉移一般可通過兩種途徑來實現,一種是通過把感覺性的資料變成口頭表達性的符號(如語言符號)而轉移到第1級記憶,這是最常見的;另一種非口頭表達性的途徑,這在目前還了解得不多,但它必然是幼兒學習所必須采取的途徑。但是,信息在第1級記憶中停留的時間仍然很短暫,平均約幾秒鍾;通過反複運用學習,信息便在第1級記憶中循環,從而延長了信息在第1級記憶中停留的時間,這樣就使信息容易轉人第2級記憶之中。
第2級記憶是一個大而持久的貯存係統。發生在第2級記憶內的遺忘,似乎是由於先前的或後來的信息的幹擾所造成的;這種幹擾分別稱為前活動性幹擾和後活動性幹擾。有些記憶的痕跡,如自己的名字和每天都在進行操作的手藝等,通過長年累月的運動,是不易遺忘的,這一類記憶是I存在第3級記憶中的。
經由觀察學習與實地操作而學得的行動性記憶。程序性記憶是按一定程序學習獲得的。在學習後記憶檢索的初期,必須受意識的支配;清楚地意識到按程序進行活動。到了純熟階段,程序性記憶的檢索,將會自動出現,刻意留心自己的動作,反而有時會造成錯誤。程序性記憶的資料表現出來,就成為個人的程序性知識是學校技能教學的主要目的。
一切事物的認識,特別是對代表事物的抽象符號意義的了解。在語義性記憶中,文字意義的儲存是其主體。文字或符號均代表某種意義,個體經信息處理而學到文字符號與意義的關係之後,再遇到該文字符號時,不須重新學習,即知其意義。語義性記憶是人類一切知識的基礎。陳述性知識是學校知識教學的主體。語義性記憶是指對各種有組織知識的記憶,又叫語詞邏輯記憶。
是以語詞所概括的邏輯思維結果為內容的記憶,包括字詞、概念、定理、公式、推理、思想觀點、科學規則等。這些內容都是通過嚴密的邏輯思維過程所形成,又與語詞密不可分。它具有高度的概括性、理解性、邏輯性和抽象性,還具有一定的形式化特點。
而情景記憶則很難用邏輯或公式表達。語義記憶的信息是以意義為參照的,不受特定的時間地點限製,也不易受外界因素的幹擾,比較穩定,因而容易存取,提取時也不需要明顯的努力。人類隻有憑借語義記憶才能把思維的結果保存下來,並獲得間接知識。語義記憶為人類所特有,從簡單的識字、計數到掌握複雜的現代科學知識,都離不開語義記憶。語義記憶與人的抽象思維有密切聯係,經隨抽象思維的發展而發展。
在長期記憶的儲存上,雖有程序性記憶與陳述性記憶之分,但在將記憶的知識表達出來時,兩種記憶確是分工合作的。
二、影響記憶的因素
1.幾個記憶效應
序位效應指在多個項目連續出現的情況下,各項目因其在序列中的位置不同,而影響到學習後的記憶。包括初始效應和時近效應。指對令人震撼的事件,容易使人留下深刻的記。萊斯托夫效應(臨進放過),指學習材料中最為特殊的事件,容易記憶。
第三節學習與記憶的神經機製
學習的腦機製是個富有誘惑力的科學課題,許多科學家從大腦整體水平、細胞水平和分子水平上做了大量研究,積累了許多科學事實。歸納起來,關於學習腦機製的理論應回答3個基本問題:哪些大腦結構參與學習?這些大腦結構是怎樣建立突觸聯係的?學習過程中突觸聯係的物質基礎是什麼?
無論是記憶的心理學研究,還是記憶的生理心理學研究,在過去的十多年內,都取得了較大的進展。因而,關於記憶與記憶的生理心理學理論,發生了重大變遷,從單一記憶理論發展為多重記憶理論,從單一記憶的大腦結構海馬,發展為多重腦記憶係統。記憶理論的這種變遷已廣為接受,反映在許多新版的國外教科書中。
的位置,究竟在什麼地方?20世紀20年代美國科學家利用記憶的大鼠模型訓練大鼠在迷宮中尋找食物)進行實驗研究,通過損毀大鼠腦皮層不同區域和範圍來觀察其影響記憶的程度。他看到損傷範圍的大小累及記憶而與損傷部位不相關,所以他認為全部皮層都參與學習與記憶。然而,由於迷宮實驗的局限和損傷範圍的不夠精確,他的結論並不完全正確。
實際上,學習與記憶功能的確涉及皮層的許多神經元,但非全部皮層區域。20世紀40年代,出名的學生比提出要搞清楚記憶印跡,必須了解外部事件是如何由腦的活動所代表的。他認為,某一事物在腦內的代表是由那些受該事物激活的全體神經元所組成。他將這些同時活動的神經元稱為細胞集合。認為所有這些神經元都通過相互纖維聯係而組合在一起活動。
如果這種組合活動不牢固,可能即為短時記憶的基礎;如果組合活動持續時間夠長,就出現所謂的“鞏固”現象,這些神經元就會形成較牢固的突觸聯係,當其中任一部分受到類似刺激時,所有參與細胞集合的神經元就都能重新活動而喚醒記憶。根據理論,如果某記憶印跡僅由一種感覺模式的信息所造成,那麼該印跡應該位於與這種感覺有關的大腦皮層部位。例如,由視覺產生的記憶應存儲於視皮層中,對猴子的視分辨的研究證實這樣的推理是正確的。經過訓練,恒河猴子能夠通過不同行為來回答它們所看到的不同物體。熟練以後,如果損傷顳葉下部屬於視皮層區的下皮層,盡管其視覺功能是完好的動物也不再具有這種辨別能力。
另外,記憶印跡可能在有纖維聯係的神經元中廣泛分布。同時,記憶印跡也與從事相同感受或認知功能的神經元有關。這一理論刺激了神經元網絡計算機的發展,而模型的運用又使人腦記憶機製的理解更加深人。
二、無脊椎動物的學習模型
近年來由於神經化學和神經行為學的結合,為了在分子水平上研究學習的機製,不少實驗室引用了無脊椎動物的學習模型,其中較著名的是海兔模型。
海兔是一種海中無脊椎動物,由於它的腹神經節內有較大的神經元,便於細胞生理研究。美國哥倫比亞大學建立了海兔的學習模型,精細地分析了其學習的神經基礎。早期的工作主要是研究非聯想式學習行為,揭示了習慣化和敏感化的電生理學和生化基礎。近年來,―如I實驗室繼續研究了海兔經典條件反射和非聯想式學習行為的關係,並在細胞水平和分子水平上深人分析了這些學習行為的機製。
他們進一步改變條件刺激與非條件刺激間隔時間,發現條件刺激先於非條件刺激0.58時,條件反射行為最強;這種間隔大於時或使非條件刺激先於條件刺激的訓練都不能形成條件反射行為。通過這些經典條件反射的實驗,他得到的結論是海兔的條件反射與脊椎動物經典條件反射有相似的規律。這一前提使他們認為,揭示海兔經典條件反射的細胞基礎對於理解高等動物學習行為具有重要意義。
他們全麵地應用微電極電生理學技術,不僅記錄細胞單位電活動,采用微電極刺激技術,人為地造成細胞發放,還應用微電極微量注入,造成突觸興奮狀態的變化。通過這些方法,他證明在感覺神經元上,無論是人為造成的單位發放,還是注人附,都可分別代替建立條件反射時的條件刺激或非條件刺激,形成海兔的條件反射;但必要條件是作為條件刺激的處理約1秒鍾先於非條件刺激的處理。
在這些精細的實驗程序中,他們還記錄了海兔的反應的運動神經元。無論是自然的條件刺激與非條件刺激,還是人為造成的感覺神經元興奮,隻要按著經典條件反射建立程序,使條件刺激與非條件刺激結合時,就比未結合時記錄出較強的突觸後興奮電位。此外,在進行海兔的條件反射訓練時,他們還對比了含有鈣離子的海水和鈣離子水的作用。根據這些實驗資料,他們認為海兔經典條件反射與敏感化的非聯想學習行為之間有共同細胞基礎。兩者間隻有量的差異,這種共同基礎在於先於非條件刺激的條件刺激在感覺神經元上引起突觸前的易化。
這個易化過程隻能維持約13,從分子水平上看,這個突觸前易化的實質是加快了環磷酸腺苷的代謝反應速率。具體地講,他們設想條件刺激在感覺神經末梢產生的動作電位,引起鈣離子向細胞內流人,導致細胞內腺苷環化酶的激活,使環磷酸腺苷增多,繼而使細胞膜上的蛋白激酶活化引起膜蛋白變化,造成離子通道的功能增強。他自己也承認,這種設想中還有許多未知環節或不確切的方麵需要進一步研究。
加拿大學者利用海兔離體製備、研究經典條件反射時,利用輕觸吸管作條件刺激,他們發現,形成條件反射時,條件刺激激活吸管的感覺神經元,腮運動神經發放也與條件反應的行為不相平行,由此他們認為,除了感覺神經元和運動神經元之間的突觸外,還有其他神經元參與海兔的條件反射。
我們可以看到當代學習生理心理學研究的發展趨勢就是將電生理研究、生化研究和行為模型結合起來,從細胞水平和分子水平探討學習的生物學基礎。
除海兔的學習模型外,近年在神經科學中出現了許多其他模型,有助於揭露學習記憶的分子生物學基礎。果蠅基因突變與學習記憶關係的研究表明,單一基因突變可以影響幾種模式的學習行為,包括果蠅的嗅覺、味覺、視覺以及軀體感覺基礎上建立的生物學陽性條件反應或生物學陰性條件反應。這是由於基因突變引起許多酶特性的變化,其中對學習記憶過程關係較密切的是腺苷酸環化酶和磷酸二酯酶,它們決定著(財?的代謝水平及在有關神經元中的濃度。所以,單一基因突變對多種模式學習行為的作用,正說明是學習記憶過程中最一般的、最必要的參與物質。