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关于人类记忆不可不知道的事

生命奥秘|2019-3-12 13:57

来源:国家地理中文网|111人参与|0评论

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关于人类记忆不可不知道的事

  当我们回忆时,大脑中的很多区域会迅速交流,上图以彩色纤维示意。

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

关于人类记忆不可不知道的事

  在麻省综合医院马蒂诺生物医学成像中心,工程师戴着传感器头盔,这是大脑扫描仪的一部分。

  摄影:ROBERT CLARK

关于人类记忆不可不知道的事

  这是人脑的横截面,展示了记忆的形成和回顾需要多个区域互相合作。

  摄影:ROBERT CLARK, NAT GEO IMAGE COLLECTION

  撰文:MICHAEL GRESHKO

  从出生的那一刻起,我们的大脑就在接受无数关于自身和周围世界的信息的轰炸。那么,我们如何处理学习和经历的那些事物呢?答案是:记忆。

  不同类型的记忆被保留的时间长度也不尽相同。短期记忆仅持续数秒到几个小时,而长期记忆则能持续数年。我们还有一种工作记忆,即通过短时间内的不断重复来记住一些东西。当你一遍遍地念着某个电话号码时,就是在使用工作记忆。

  另一种给记忆分类的方法是根据记忆本身,以及我们是否会有意识地想到它。陈述性记忆,又叫做外显性记忆,由我们有意识体验过的各种记忆组成。其中一些记忆是事实或“常识”:譬如葡萄牙的首都(里斯本),或者一副标准扑克牌的牌数(52张)。另一些则是过去经历过的事情,比如童年的生日。

  非陈述性记忆,又叫做内隐性记忆,在不知不觉中形成,包括程序性记忆,我们的身体会用它记住所学的技能。你会演奏乐器吗?骑自行车呢?这就是程序性记忆在工作。非陈述性记忆还会让身体做出下意识的反应,比如看见喜欢的食物就流口水,或者看见害怕的东西就紧张。

  一般来说,陈述性记忆比非陈述性记忆更容易形成。记住国家的首都比学会拉小提琴花费的时间要少。但非陈述性记忆更容易留下,比如一旦学会了骑自行车,基本上就不会忘。

  健忘症的类型

  为了弄明白如何记住事物,不妨先看看如何遗忘,这也就是为什么神经科学家会研究健忘症,即失去记忆或学习能力。健忘症通常是大脑受到某种创伤造成的,比如头部受伤、中风、脑肿瘤或慢性酒精中毒。

  健忘症有两种主要类型。一种是逆行性健忘症,我们会忘记大脑受伤前知道的事情;另一种是顺行性遗忘症,大脑创伤会限制或组织形成新的记忆。

  关于顺行性遗忘症,最著名的案例是Henry Molaison。1953年,为了治疗严重的癫痫,他切除了部分大脑,作为最后的治疗手段。Molaison生前被称为H.M.,他还记得童年的大部分事情,但却无法形成新的陈述性记忆。和他一起工作了几十年的人,每次见面都要重新介绍自己。

  通过研究H.M.这样的人和不同类型脑部损伤的动物,科学家可以追踪不同类型的记忆如何在大脑中形成,以及形成的部位。短期记忆和长期记忆的形成方式似乎并不完全相同,陈述性记忆和程序性记忆也是如此。

  我们的记忆并不是存放在大脑的同一区域,不同区域会形成并存储不同种类的记忆,形成过程也不尽相同。比如,像恐惧这样的情绪反应存在于大脑的杏仁核区;关于学习技能的记忆与另一个区域有关:纹状体;海马体则是陈述性记忆形成、保留和回顾的关键区域;颞叶区,也就是H.M.部分缺失的区域,在记忆的形成和回顾方面起着至关重要的作用。

  记忆是如何形成、存储和回顾的?

  自20世纪40年代以来,科学家一直在猜测记忆被保存在被称为“细胞集群”的神经元或神经细胞中。这些互相连接的细胞会在特定的刺激下集体做出反应,无论这个刺激是朋友的脸还是新出炉的面包的香味。反应越多,细胞之间的相互联系就越强。这样,当细胞在以后受到刺激时,整个集群就更有可能被激活。细胞集群的作用就是把我们的经历保存为记忆。科学家仍在研究这一过程的具体细节。

  从短期记忆变为长期记忆,我们必须加强长期记忆存储,这一过程称为记忆巩固。一般认为,记忆巩固有好几个过程。首先,长期增强作用由个体神经自我调节来生长,并与周围不同的神经交流。这种重塑会长期改变神经的连接,让记忆稳固。所有拥有长期记忆的动物都用的是这种基本的细胞机制;科学家通过研究加州海蛞蝓,得出了长期增强作用的细节。然而,不是所有长期记忆都必须从短期记忆开始的。

  当我们回忆时,大脑的很多区域会快速交流,包括大脑皮层中负责处理高级信息的区域、处理感官原始输入的区域,以及内侧颞叶区,这一区域似乎会帮助协调整个过程。最近一项研究发现,当患者回忆起新形成的记忆时,内侧颞叶区的神经活动波动与大脑皮层的波动同步。

  关于记忆仍有很多未解之谜。记忆如何在神经元组织之中精确编码?大脑中被特定记忆编码的细胞分布有多广?我们的大脑活动如何与记忆相对应?也许有一天,这些研究领域会为我们了解大脑功能、治疗与记忆相关的疾病提供新思路。

  例如,最近的研究表明,一些记忆在每次被回想起时,都必须进行“重新巩固”。如果是这样的话,记忆的行为会使记忆具有短暂的可塑性,可以加强、削弱,或者以其他方式进行改变。在重新巩固过程中,记忆可能更容易成为药物治疗的目标,这或将有助于治疗创伤后应激障碍(PTSD)等病症。

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