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關于人類記憶不可不知道的事

生命奧秘|2019-3-12 13:57

來源:國家地理中文網|1047人參與|0評論

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關于人類記憶不可不知道的事

  當我們回憶時,大腦中的很多區域會迅速交流,上圖以彩色纖維示意。

  攝影:VAN WEDEEN, LL WALD/ MARTINOS CENTER FOR BIOMEDICAL IMAGING/ NIH HUMAN CIBBECTO/ NAT GEO IMAGE COLLECTION

關于人類記憶不可不知道的事

  在麻省綜合醫院馬蒂諾生物醫學成像中心,工程師戴著傳感器頭盔,這是大腦掃描儀的一部分。

  攝影:ROBERT CLARK

關于人類記憶不可不知道的事

  這是人腦的橫截面,展示了記憶的形成和回顧需要多個區域互相合作。

  攝影:ROBERT CLARK, NAT GEO IMAGE COLLECTION

  撰文:MICHAEL GRESHKO

  從出生的那一刻起,我們的大腦就在接受無數關于自身和周圍世界的信息的轟炸。那么,我們如何處理學習和經歷的那些事物呢?答案是:記憶。

  不同類型的記憶被保留的時間長度也不盡相同。短期記憶僅持續數秒到幾個小時,而長期記憶則能持續數年。我們還有一種工作記憶,即通過短時間內的不斷重復來記住一些東西。當你一遍遍地念著某個電話號碼時,就是在使用工作記憶。

  另一種給記憶分類的方法是根據記憶本身,以及我們是否會有意識地想到它。陳述性記憶,又叫做外顯性記憶,由我們有意識體驗過的各種記憶組成。其中一些記憶是事實或“常識”:譬如葡萄牙的首都(里斯本),或者一副標準撲克牌的牌數(52張)。另一些則是過去經歷過的事情,比如童年的生日。

  非陳述性記憶,又叫做內隱性記憶,在不知不覺中形成,包括程序性記憶,我們的身體會用它記住所學的技能。你會演奏樂器嗎?騎自行車呢?這就是程序性記憶在工作。非陳述性記憶還會讓身體做出下意識的反應,比如看見喜歡的食物就流口水,或者看見害怕的東西就緊張。

  一般來說,陳述性記憶比非陳述性記憶更容易形成。記住國家的首都比學會拉小提琴花費的時間要少。但非陳述性記憶更容易留下,比如一旦學會了騎自行車,基本上就不會忘。

  健忘癥的類型

  為了弄明白如何記住事物,不妨先看看如何遺忘,這也就是為什么神經科學家會研究健忘癥,即失去記憶或學習能力。健忘癥通常是大腦受到某種創傷造成的,比如頭部受傷、中風、腦腫瘤或慢性酒精中毒。

  健忘癥有兩種主要類型。一種是逆行性健忘癥,我們會忘記大腦受傷前知道的事情;另一種是順行性遺忘癥,大腦創傷會限制或組織形成新的記憶。

  關于順行性遺忘癥,最著名的案例是Henry Molaison。1953年,為了治療嚴重的癲癇,他切除了部分大腦,作為最后的治療手段。Molaison生前被稱為H.M.,他還記得童年的大部分事情,但卻無法形成新的陳述性記憶。和他一起工作了幾十年的人,每次見面都要重新介紹自己。

  通過研究H.M.這樣的人和不同類型腦部損傷的動物,科學家可以追蹤不同類型的記憶如何在大腦中形成,以及形成的部位。短期記憶和長期記憶的形成方式似乎并不完全相同,陳述性記憶和程序性記憶也是如此。

  我們的記憶并不是存放在大腦的同一區域,不同區域會形成并存儲不同種類的記憶,形成過程也不盡相同。比如,像恐懼這樣的情緒反應存在于大腦的杏仁核區;關于學習技能的記憶與另一個區域有關:紋狀體;海馬體則是陳述性記憶形成、保留和回顧的關鍵區域;顳葉區,也就是H.M.部分缺失的區域,在記憶的形成和回顧方面起著至關重要的作用。

  記憶是如何形成、存儲和回顧的?

  自20世紀40年代以來,科學家一直在猜測記憶被保存在被稱為“細胞集群”的神經元或神經細胞中。這些互相連接的細胞會在特定的刺激下集體做出反應,無論這個刺激是朋友的臉還是新出爐的面包的香味。反應越多,細胞之間的相互聯系就越強。這樣,當細胞在以后受到刺激時,整個集群就更有可能被激活。細胞集群的作用就是把我們的經歷保存為記憶。科學家仍在研究這一過程的具體細節。

  從短期記憶變為長期記憶,我們必須加強長期記憶存儲,這一過程稱為記憶鞏固。一般認為,記憶鞏固有好幾個過程。首先,長期增強作用由個體神經自我調節來生長,并與周圍不同的神經交流。這種重塑會長期改變神經的連接,讓記憶穩固。所有擁有長期記憶的動物都用的是這種基本的細胞機制;科學家通過研究加州海蛞蝓,得出了長期增強作用的細節。然而,不是所有長期記憶都必須從短期記憶開始的。

  當我們回憶時,大腦的很多區域會快速交流,包括大腦皮層中負責處理高級信息的區域、處理感官原始輸入的區域,以及內側顳葉區,這一區域似乎會幫助協調整個過程。最近一項研究發現,當患者回憶起新形成的記憶時,內側顳葉區的神經活動波動與大腦皮層的波動同步。

  關于記憶仍有很多未解之謎。記憶如何在神經元組織之中精確編碼?大腦中被特定記憶編碼的細胞分布有多廣?我們的大腦活動如何與記憶相對應?也許有一天,這些研究領域會為我們了解大腦功能、治療與記憶相關的疾病提供新思路。

  例如,最近的研究表明,一些記憶在每次被回想起時,都必須進行“重新鞏固”。如果是這樣的話,記憶的行為會使記憶具有短暫的可塑性,可以加強、削弱,或者以其他方式進行改變。在重新鞏固過程中,記憶可能更容易成為藥物治療的目標,這或將有助于治療創傷后應激障礙(PTSD)等病癥。

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