记忆的形成与存储的讨论
都世民
记忆的形成
关于记忆的形成,加拿大心理学家唐纳德.赫布(1904一l985)的理论影响深远。早在1949年,赫布对记忆形成提出一个简单法则:
记忆的形成主要与大脑皮层的神经元相关。他认为神经元会对人们遇到的事物进行编码,在相同时间,出现的事物分别刺激某—神经元,同时被激发的这几个神经元之间共同构成一个神经回路,这个回路就是一段记忆。
如何解释这记忆形成的过程呢?他将某事件构成的三个典型元素,分别映射到大脑皮层上三个不同的神经元。这三个元素本来无关,现在因为这一事件,大脑将它们关联在一起,映射到大脑皮层上的三个神经元,它们被同时激活。它们联系在一起,被大脑保存。
当回忆某事件时,大脑启动另一套相关程序,将原先记忆的神经元激活后,它会向神经回路其它神经元传送电信息,这就将其它神经元也一一激活。从而还原整个事件。
上述解释存在下列问题:对某一事件与之相关的几个元素,可能与以后的事件中相关元素是重复的,大脑处理这类情况会发生冲突。互相之间会产生干扰。如何排除这种干扰呢?神经学家化了几十年时间,一直寻求解决赫布记忆理论存在的干扰问题,但是都没有找到好的答案。后来却意外地有了新发现。
20世纪80年代,神经学家意外发现海马区的神经元有再生迹象,这就颠覆了过去神经元不会再生的结论。基于神经元再生的发现,神经学家认为大脑皮层的神经元负责认识事物,建立各相关元素之间的联系,从而形成新的记忆。而海马区新生神经元负责对相同的记忆元素进行分类、归档、存储。新生神经元是不断更新的,排除记忆中干扰的任务就由它们完成。
记忆丢失
英国莱斯特大学一研究小组,能够探测到人们大脑记忆归档经历事件所激活的神经细胞。这项“特殊发现”可能有助于更好地解释记忆丢失。莱斯特大学生物工程学讲师马蒂亚斯-艾森(Matias Ison)说:“我们假设能够看到大脑神经细胞激活时发生的变化,但令人惊奇的是,从某种意义上,神经细胞可以非常沉默,也可以非常活跃,在大脑学习时,大脑神经细胞呈现明显的活跃。”研究报告认为大脑内侧颞叶的神经细胞与“事件记忆”密切相关。通常内侧颞叶是负责大脑回忆体验事件和场景情节。研究人员对测试者进行测试发现,先观看一些名人照片,尔后再在不同场合观察一些照片时,激活的神经细胞是相同,因此研究人员认为这相同神经细胞就是产生记忆所在地。
莱斯特大学系统神经科学中心负责人罗德里戈-基安-季洛卡(Rodrigo Quian Quiroga)说:“这项研究结果表明,在形成新的记忆时,神经细胞会在精确的时间被激活。【1】
记忆状态
抽象的记忆状态(memory stage)可以分成三种:感官记忆(sensory stor-age)、短期记忆(short-term memory)、长期记忆(long-term memory)。
感官记忆
是通过感官:视觉、听觉、味觉、嗅觉、触觉形成的.通过这些感官所产生的印象或记忆是最初的记忆存储,需要通过短期或长期记忆的存储处理才会被记住,否则稍纵即逝很快就忘了。
短期记忆
资料如果能不断重复,短期记忆就能持续。短期记忆并非万能,一般而言能记住7项左右的事物。如果能顺利复述可超过8个以上.
长期记忆
大多数人提到“记忆”时,多半指的是所谓的长期记忆。不过多数专家认为,信息必须经过感官记忆、短期记忆,才能转化成长期记忆。
情景记忆
科技日报华盛顿2月8日电(记者何屹)美国麻省理工学院的神经科学家发现,大脑中的两个神经回路可控制时间关联事件记忆的形成,是大脑记忆机制研究方面的重大进展,该论文发表在《科学》杂志上。人类的大脑很难记住日常琐碎的、司空见惯的小事,但对于有意义的次序事件的记忆却会十分清晰。时间关联事件记忆对人类生存具有十分重要的意义,它可以帮助大脑判断如何趋利避害。
时间关联事件的记忆又称为“情景记忆”,是指对特定时间、地点、经历的事情和经验的记忆(时空背景标记)。海马区是情景记忆的重要脑部结构,除了要协调时间、地点和事件三要素外,还需要联通内嗅皮层。内嗅皮层有很多层,可从大脑感觉处理区接受诸如景色和声音等感觉信息,并将感觉信息传到海马区。
大脑把记忆存在哪里?
记忆的形成,在教科书上是这样描述的:两个相邻的脑细胞通过突触连结,释放出化学物质来传递信息时,记忆就形成了。当大脑回忆时,这些连接就会重新被激活,并得到加强。一个多世纪以来,一直以为记忆存储在突触中。这是神经学科主流观点。【4】
然而新近研究却颠覆了这一结果。美国加利福尼亚大学洛杉矾分校研究表明,记忆很可能被存储在脑细胞内。
十多年前,研究人员是用普萘洛尔Propranolol治疗创伤后应激障碍。这种药可以阻止一些蛋白的合成,这些蛋白对于长期记忆必不可少。其实这种药物并不理想,除非创伤后马上去一医院立即服用该药,否则效果并不好。
近来,业内专家提出“记忆重固化”(memory reconso1idation)的新概念,在人回忆时,重新激活的连结会增强,而且会改变“记忆重固化”。这种情况下,使用药物普萘洛尔或其它治疗手段,如电刺激,可以阻止“记忆重固化”,还可清除相关突触。加利福尼亚大学洛杉矶分校神经生物学家戴维.格兰茨曼(Dav!d G1anzman)用海兔进行试验,事先对海兔进行电刺激,让海兔形成记忆,并形成新突触。再将海兔神经元转移到培养皿里,然后用化学方法激活这段记忆,紧接著用药物普萘洛尔。普萘洛尔清除了这段记忆和突触。奇怪的是,再次激活这段记忆时,记忆在48小时之内,全部恢复了。于是格兰茨曼推测:记忆不是都存储在突触中。这项研究发表在在线期刊eLife上。
记忆不是都存储在突触中,又存储在哪里呢?
研究者仔细检查了神经元后发现,虽然突触被清除,但细胞内部的分子和化学变化仍然留下痕迹。另一种推测是,记忆通过表观遗传修饰密码保存在DNA中,会影响DNA表达方式。后一种推测可能性大。
对这一研究结果,2000年诺奖得主哥伦比亚大学神经学家埃里克.R.坎德尔Eric.R.Kandel认为:在记忆恢复过程中,记忆的固化过程不稳定。
记忆存储
究竟人的记忆是怎样储存的呢?以什么方式?原理是什么?这种"载体"是否可能进行复制和移植?记忆到底是化学的还是结构?【2】
流行的说法是:产生了新的神经突触,形成了固定的反射回路。但是短时记忆呢?遗忘呢?以及选择性记忆呢?
记忆并不是存储在大脑某一部分,而是广泛存在于皮质各处,可能就是在神经元以及突触及他们的通道之间;.
刺激大脑皮质可引起人的某些回忆.
最近研究表明,神经元的活动能改变RNA含量,RNA在大脑记忆功能上有可能有重要作用.
婴儿“失亿”(infantile amnesia)
人们通常说,六岁开始记忆,为什么人长大后,会忘记婴幼儿时期的记忆?一百多年来,研究人员一直在寻找答案,弗洛伊德认为是早期性经历受到抑制。他的观点备受质疑。近年来,研究人员认为,婴儿缺少编码记忆所需的知觉和心理禀赋。
加拿大多伦多儿童医院神经学家保罗.弗兰克兰(Pau1 Frankland),和希娜.乔斯林(Sheena Josseiyn)则不认同这一观点。他们对幼鼠和成年小鼠有海马区的神经元生长速率进行人为控制。试验结果发现降低海马区神经元生成速率,会改善幼鼠长期记忆能力。因此推测:在儿童早期,大脑发育会产生大量新神经元,这会阻止大脑调出已存储的记忆。
为什么会这样呢?其解释为:因婴幼儿时期,神经元的快速增长会扰乱神经回路工作,使回忆受到抑制。另外,前额叶皮层未发育正常,这是另一个原因。应当指出的是,研究者认为记忆和存储之间需要平衡。随着年龄增长神经元生长速率减慢,另外记忆和存储应该有筛选,无关紧要的事情需要删除。
不难看出这篇文章将记忆和存储归结为海马区和前额叶皮层。另外关注神经元增长速率。按此论点如何解释老年人记忆力衰退,老年人神经元增长速率肯定减慢,那么记忆力应该回弹,至于平衡问题由哪儿控制呢?是大脑还是心控制?研究者没有说明。
总之,本文对记忆的形成和存储的讨论可以看出以下几点:
1.学术界尚无定论。
2.动物实验能否推测到人,这有待进一步研究。
3.人的记忆和存储以及回忆都与人的意识和思维有关,脱离人的意识和思维去观察神经元,想得出结论有无可能性?
4.记忆的丢失、减退与人的衰老有关联,如今科技界有不少议论,有关“长生不老”话题,这衰老引起的记忆变化至今还是谜?怎么可能长生不老!即使驱体在,大脑不灵,活着的意义在哪里?!
参考资料
http://www.yunzhitai.com/discovery/being/
【2】人的记忆的储存方式与原理,,来源:百度文库,2013-08-16 .
【3】美神经科学家揭开大脑记忆时间关联事件机理,来源:中新网,2014年02月11日
【4】大脑把记忆存在哪,环球科学,2015年第5期,P13。
【5】安妮.斯尼德,婴儿为什么会“失亿”?翻译 张哲,环球科学,2014年,第9期。
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