大腦不包含記憶，它就是記憶本身

回想一下自己最喜歡的記憶片段：贏得了重要比賽，意識到自己墜入愛河，第一次看到自己孩子的面容等等。其實，它們並不是單一的記憶。在回憶的過程中，你還會想起當時空氣里瀰漫的氣味、腦海中的顏色、別人對你說的有趣的話，以及自己當時的感覺。

大腦能夠根據毫秒級別長度的印象中收集、連接、建立圖像，這種能力是記憶的基礎。引申來說，它就是人形成的基礎。這不僅僅是一種哲學似的抒情。每個感知經歷都會引起神經元中分子的變化，重塑神經元之間的連接方式。這意味著，大腦事實上是由記憶組成的，而記憶在持續地重塑大腦。這種記憶框架可以追溯到數十年前。最近發表在《Neuron》的一篇綜述文章對這種觀點進行了補充：記憶的存在，是因為大腦的分子、細胞和突觸能夠分辨時間。

定義記憶恐怕和定義時間一定困難。通常來說，記憶是系統的一種改變，它能改變系統在未來的工作方式。神經科學家Nikolay Kukushkin也是論文的作者之一說：「典型的記憶其實是大腦不同區域之間的重新連接，而這些連接在過去曾經是激活的。」而所有的動物（包括單細胞生物）都擁有某種從過去的經驗中學習的能力。

比如海蛞蝓。從進化的角度，很難直接將海蛞蝓聯繫到人類身上。然而海蛞蝓和人類都有神經元，海蛞蝓也會形成類似記憶的東西。如果你戳一下海蛞蝓的鰓，那麼你下一次戳它之前它會反應得更快。研究人員發現，當海蛞蝓學習將鰓收縮時，它的神經元之間的連接加強了，研究人員還發現了導致這種變化的分子。而人類神經元也擁有類似的分子。

海蛞蝓

所以，這到底與我們的記憶有什麼關係呢？Kukushkin說：「神經元的獨特之處在於，它們能夠與無數的其他神經元建立聯繫。」而使這些連接成為網路的是，這些神經元突觸能夠通過或強或弱的信號進行調整。所以，每次的經歷都可能會改變這些神經元連接的相對強度。

但是如果認為這些分子和它們所控制的神經突觸是記憶的話，那就錯了。Kukushkin說：「當我們對這些分子、離子通道狀態、酶、轉錄過程、細胞、突觸，或是整個神經元網路進一步研究，就會意識到，在大腦中並不存在某個特定的位置存儲記憶。」這是因為是一種名為可塑性的特性，即神經元能夠記憶的原因。記憶就是系統本身。

而且有證據表明所有的生命都能夠形成記憶，即使是那些沒有神經系統的生物，科學家們曾經訓練細菌能夠對光線產生期待（趨光性）。Kukushkin解釋說，類似海蛞蝓的反應這種原始記憶對於進化是有益的。他說：「記憶使生物體能夠將過去的經歷應用於未來，並對新的挑戰產生響應。」

人類記憶也是從非常微小的規模開始形成。母親的面容最開始只是視網膜上一系列的光子，視網膜會向視覺皮層發送信號。你會聽到母親的聲音，聽覺皮層會將聲波轉化為電信號。激素會將這些經歷分出層次，比如某個人使你感覺良好，以及無數其他信息一起湧入大腦中。Kukushkin說，神經元、相關的分子和突觸會根據擾動發生的時間將其進行編碼。之後，它們會將所有的經歷在所謂的時間窗內進行打包。

很明顯，記憶本身是不存在的。大腦不斷地將各種經歷分解成為同時發生的多個時間尺度，比如將聲音分解為同時被感知不對勁的不同頻率。這是一種嵌套式系統，不同的記憶存在於不同長度的時間窗內。而時間窗包括了記憶的各個部分，包括信息的分子交換，這些信息的規模是不可見的，但是人們可以感知到正常想起的事情。

是的，這些內容對於神經科學家們來說也非常難以理解。所以，我們需要很長的時間才能完全理解記憶形成的具體細節。Kukushkin說：「在理想的情況下，我們能夠及時地追蹤每個神經元的行為。」然而在目前，人腦連接組（Human Connectome）計劃代表了最前沿的研究，但是他們在完全理解人類大腦的路上已經陷入了停滯。像記憶本身一樣，這個項目的啟動只是時間問題。

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