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記憶是如何形成的、又是如何存儲在我們的大腦里的?

終極記憶

記憶是如何形成的、又是如何存儲在我們的大腦里的?

記憶是如何形成的、又是如何存儲在我們的大腦里的?為什麼我們能夠記住一些事情,卻遺忘了另外一些事情?動物也有記憶嗎?我們能提高和改善我們的記憶能力嗎?諸如此類的問題,困惑了人們幾個世紀。

記憶就像是存放在我們大腦里的個人自傳,是完全屬於我們個人的一部人生之書。例如,你可以從這本「書」里翻看你上學第一天的那種忐忑不安的感覺。但是,記憶這本「書」的內容有時並不那麼可靠,因為我們不僅容易忘記一些關鍵性的細節,更奇怪的是,我們還容易「記住」一些從來沒有真正發生過的「事實」,就好像另一本書上的某個章節不知怎麼偷偷溜進了我們的大腦「自傳」里。

記憶是如何形成的、又是如何存儲在我們的大腦里的?

記憶怎麼會犯這樣的錯誤呢?如果你知道記憶的目的並非只是記憶,還另有其他,那麼這個問題就不難解釋了。上世紀70年代,加拿大科學家恩德爾·塔爾文發現,一些患有記憶缺失症的人能夠記住一些事實,但卻無法將這些事實與他們過去生活中發生的事件聯繫在一起。更關鍵的是,無論何時,當被問及當晚、第二天或這個夏天的打算之類問題時,他們總是一臉茫然。由此,塔爾文提出,記憶的目的並非只是記住過去,還包括對未來的預見性。也就是說,記憶可以幫助我們更好地想像未來和規劃未來。

塔爾文的這個理論得到了大腦功能掃描技術的支持。實驗表明,每當我們想像未來可能發生的一些事情時,大腦自傳體記憶中的內容就會被拆分開來,然後像電影蒙太奇鏡頭一樣進行重新組合,變成我們想像中的未來情景。何謂自傳體記憶?顧名思義,它是完全屬於個人所有的,但這並不意味著它完全是由我們的個人記憶構成的。例如,我們有可能將兄弟姐妹或配偶的記憶融合進入自己的記憶。過去的許多研究都注重於這一過程的負面影響,包括產生虛假回憶的風險等。但新的研究認為,這一過程正是開啟人類預見能力和智慧之門的一把鑰匙。

記憶是如何形成的、又是如何存儲在我們的大腦里的?

根據這一理論,科學家正逐漸揭開記憶的深層奧秘。

動物的記憶

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動物也有記憶。那它們的記憶與我們一樣嗎?

如果把記憶定義為對過去發生事件的存取,那麼,即使是最簡單的生物體也能做到這一點。例如,一團黏稠的黴菌正爬過物體的表面,它似乎在根據以往對氣候乾濕變化的經驗把握時機——如果預期未來比較乾燥,它的活動就會放緩慢。

大約5億年前,第一個神經細胞出現,隨著信息以腦電波形式存儲在神經系統里,記憶開始變得複雜起來。科學家認為,大腦的這種學習能力也許正是寒武紀生命大爆發(大約5.3億年前,快速進化的更複雜的物種突然大量出現)背後的原因之一,複雜的大腦令動物擁有了不斷開拓新的生存環境的能力。

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在接下來的幾百萬年里,各種不同的力量推動著地球生物大腦的進化,動物王國產生了更多、更高級的記憶能力。一種分布於溫帶和熱帶、有著遷徙習慣的小型魚類天竺鯛

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能夠記住繁殖季節的產卵地,在深水區域越冬之後,它們能準確地返回原來的地點,相差不超過半米。蜥蜴、蜜蜂和章魚等通過學習能夠知道如何從迷宮中走出來。鴿子擁有出色的視覺識別能力,能夠識別上千個不同的圖像,它們甚至還能辨認人類個體——即使換了衣服,你也很難騙過它們的眼睛。

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動物的這些能力令人驚嘆。不過,動物的記憶與我們一樣嗎?比如,每天早上你去公園散步時,你都帶了一些麵包去喂鴿子。時間長了,你開始辨認出每隻鴿子的不同,你甚至還給它們分別起了名字。但是,鴿子會記住你嗎?它們在晚上入睡前,會想到好心腸的你嗎?

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事實上,鴿子或許能學會將你的臉與食物聯繫在一起,但它們不可能像你一樣回憶起上一次在公園與你會面時的情景。這是因為像這樣的情景記憶被認為是人類所獨有的。所謂情景記憶,是一種自傳體式的主觀記憶,它可以被明確表達,並能與過去的特定時間、地點以及相關的情感和知識聯繫起來。長期以來,科學家都認為正是因為擁有這種被稱為「精神時間旅行」的記憶能力,才讓我們人類擁有了想像和計劃未來的能力,情景記憶也因此被認為是人類記憶與動物記憶的一個非常重要的區別。

不過,如今有研究認為,除人類外,少數其他物種的記憶也有可能超越「現在」。最令人信服的證據是,灌叢松鴉能夠根據自己以前習得的經驗來預測其他鳥的行為。如果一隻灌叢松鴉在埋藏食物時發現有其他鳥在偷窺,它就會將食物轉移到另外的地方,以防止食物被偷。不過,只有那些自己也偷過別的鳥埋藏的食物的灌叢松鴉才會這麼做。這表明,灌叢松鴉在形成轉移食物的計劃時,利用了它自己之前的記憶。類似的證據還有:瑞典一家動物園裡的一隻名叫「桑蒂諾」的黑猩猩能夠進行預先謀劃,它收集並隱藏了許多石塊,準備擲向遊客;實驗室老鼠的大腦能夠「回放」之前走迷宮的經驗,甚至還能想像走出迷宮的路徑。

當然,也有科學家並不接受動物的記憶可以與我們人類的記憶相提並論的說法。他們提出,情景記憶取決於多種不同的因素。雖然有些動物在與食物有關的事情上可能擁有有限的預見能力,但只有人類才真正擁有想像多種多樣的未來的能力。比如,黑猩猩桑蒂諾可以預謀進行石塊攻擊,但這並不能證明它擁有暢想未來的能力。

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記憶的構成

記憶被分成短期記憶和長期記憶。如果只為應對眼前,我們可以利用一些短期記憶信息,比如是否想要喝一杯,這些記憶是大腦腦電活動和化學物質活動的短暫變化,隨著我們的大腦思緒游移到其他方面,這類記憶很快就會淡化甚至消失。

長期記憶則相反,

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許多長期記憶甚至可以持續一生。這類記憶可被歸入對事實的語義記憶,或對發生事件的情景記憶。語義記憶和情景記憶都與我們的人生體驗緊密相連,故又被心理學家稱為自傳體記憶。

所有不同種類的長期記憶都被「織入」腦細胞之間的聯繫網中。通過在神經元末梢創建新的受體,產生更多的神經遞質,或形成新的通道,刺激大腦細胞,改變大腦細胞之間的通信網路。當我們回憶這些記憶時,承載相應記憶的神經元就會活躍起來,這些記憶就會重新出現在我們的意識中。許多大腦區域都參與了這一過程,但大腦海馬區被認為是對於鞏固記憶具有特別重要意義的大腦區域。

最終,大腦神經網路的這些變化有可能通過表觀遺傳改變,包括基因結構的一些小的改變以及對細胞內部活動的影響,暫時地儲存在大腦里。但是,大腦活動與攝像機不同,每當我們回憶一段記憶時,就會有新的蛋白質形成,表觀遺傳標記也會有所改變,當然是以一種微妙而難以覺察的方式。

缺損的記憶

我們擁有人生的記憶,但它並不完整。

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每個人的記憶都是不同的,比如參加畢業典禮、參加第一次演唱會、第一次接吻、購物,等等,而這些自傳體記憶構成了獨特的自我,定義了我們的個人身份。但是,記憶遠非完整。在我們生命的某個時期,我們產生並擁有大量記憶,但在其他一些時期,我們只留下了支離破碎的少量記憶。是什麼力量驅使我們記住一些事情而忘記另外一些事情呢?這個問題就像隱藏在黑匣子的一個難解的謎。不過,現在科學家對於我們的大腦如何書寫人生故事的了解已經取得了巨大進展。

在我們很小的時候,我們的大腦就開始記事了,我們甚至在出生之前就已經開始與外界環境進行簡單的聯繫。研究發現,新生兒在聽到媽媽懷孕時經常看的電視節目的主題曲時,往往會停止哭泣,這或許是因為嬰兒回憶起了在母親子宮內的舒適日子。不過,我們對小時候的記憶卻是模糊的,人們往往都記不得6歲生日之前的好多事情。

為什麼我們小時候的記憶如此模糊?

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研究認為有三個因素。一是大腦神經結構。由於鞏固記憶的大腦海馬區和大腦其他區域的神經通道還沒有完全發育成熟,幼年時期的記憶可能並未被轉存到長期記憶中。二是語言能力。表達思想的詞語有點像建築工地上的腳手架,它支撐著我們對事件的記憶。一般來說,孩子只有在學會用適當的詞語來描述某個事件時,才會在大腦里留下記憶。三是自我身份意識。英國科學家做過一個實驗:給一些蹣跚學步的孩子看一個玩具獅子,然後將它放進抽屜里,一個星期後測試他們能不能回憶起放玩具獅子的地方。結果發現,那些能在鏡子里認出自己的孩子(這即開始擁有自我身份意識的表現)能夠回憶起玩具獅子藏在哪裡了,而那些未能通過鏡子實驗測試的孩子則茫然不知玩具獅子到底去了哪裡。

我們的自我身份意識又是如何形成的呢?是父母幫助我們形成了自我身份意識,他們用他們講述的人生經驗加固我們的記憶。生活在與父母有更多交流家庭中的孩子,在到了上學年齡時,與那些和父母交流較少的孩子相比,顯然更擅長於回憶他們兒時的事情。

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當我們漸漸脫離父母的保護之後,我們的自傳體記憶繼續向著成熟的方向發展,但其中的區別卻是顯而易見的:一個10歲的孩子很難連貫地講述一段人生經歷,而一個20歲的青年卻可以連續幾個小時講述自己的人生故事。顯然,人的記憶在7歲到青春期這段時間裡一定發生了什麼,但究竟發生了什麼,這方面的研究至今還是空白。

青少年時期的記憶比人生任何一個階段都更為清晰,

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一個可能的原因是,這一時期大腦正迅速發展。另一個可能的原因是,在青少年時期到成年早期這一階段,大腦的情感反應更為強烈、更為敏感,與情緒有關的記憶往往會在記憶中保留更長時間。或許還有一個原因,它簡單地基於這樣一個事實:我們生命中重要的里程碑式的「第一次」都發生在這一階段,比如學會開車、大學畢業、初戀,等等。

誠然,我們的自傳體記憶並非完整,但每當我們回顧過去時,我們的個人經歷對於我們理解自己在這個世界上的定位卻是至關重要的。

記憶的誤區

記憶缺損可能導致我們做出錯誤的人生決定。

是什麼原因驅使那些自殺者做出了結束自己生命的錯誤決定?這是英國心理學家馬克·威廉姆斯在上世紀80年代去醫院看望一個自殺未遂者時試圖回答的問題,後者因在過去的48小時內服用過量藥物而被送入醫院治療。

威廉姆斯懷疑,一些人之所以會患抑鬱症或自殺,是因為他們的長期記憶與普通人有所不同。為了證實這一猜測,威廉姆斯設計了一個簡單的測試——他向病人說出某個提示詞,比如「快樂」或「笨拙」,然後讓他們描述突然出現在腦海里的往事。毫不奇怪的是,他們回憶起的不開心的事多於開心的事。

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威廉姆斯還注意到,在對具體事件進行描述時,抑鬱症患者的回答往往比較籠統。比如,對應於「幸福快樂」,他們會回答「結婚的第一年」;對應於「安全感」,他們會回答「躺在床上時」。如果要求他們回答得更具體一些,他們通常就很難從記憶里挖掘出具體事例,比如看過某部電影,或曾經受到過某個人的侮辱等。

抑鬱症患者似乎只能浮光掠影地瀏覽他們自傳體記憶中每一章的章節標題,而不能接下來閱讀各章節的具體內容,也許正是因為能回憶起的信息太少,帶給他們絕望情緒,導致他們產生自殺衝動。由此看來,記憶對於人生的幸福安康是多麼的重要。

這類研究為治療抑鬱症和其他心理疾病開拓了全新的視角。研究認為,我們的記憶起到一種讓船艦保持平衡的「壓艙物」的作用,每當我們感受到壓力的時候,或感覺受到傷害的時候,我們就可以從這些記憶「壓艙物」中去尋找解決途徑,或從中獲得一些慰藉,以讓人生之舟保持平衡。而對於那些不能回憶起具體事件的人來說,他們則可能被壓抑情緒壓垮。這一理論如果成立,未來也許可以直接從記憶問題入手來治療抑鬱症患者。

為什麼記憶問題容易引起壓抑情緒呢?

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心理學家提出了各種理論,其中一種理論認為,對過去愉快經歷的回憶可以幫助驅散心頭的陰霾。回想過去的好時光可以讓你對未來充滿希望。相反,如果你不再能回想起那些充滿陽光的日子,你眼裡的未來就會暗淡無望。

還有理論認為,記憶擁有想像未來、規劃未來的預見特性,如果回憶通道不暢通,就可能直接影響我們面對問題和解決問題的能力。這就像發生在抑鬱症患者身上的情景。例如,在被問及搬到一個新地方後如何與鄰居交朋友時,正常人大多都會想到一些很好的主意,如邀請鄰居過來喝杯茶等,而抑鬱症患者往往會被這類問題難住。很顯然,面對難以解決的問題時,抑鬱症患者往往感到絕望無助,從而陷入無法擺脫的困境之中。這或許也解釋了為什麼不能回憶往事細節的人,在面對長期壓力的情況下會發展成為抑鬱症。

儘管人們對這些理論還存在爭議,但支持者已經開始進行這方面的實用探索。他們想知道,記憶訓練是否有助於提高人們對往事的回憶,並由此減少抑鬱癥狀。伊朗科學家進行了一項實驗:在23名患有抑鬱症的阿富汗難民中,有11名接受了「記憶細節訓練」治療,其方法是一遍又一遍地以不同的詞語重複提示,鼓勵和訓練人們發掘他們的記憶。結果,接受治療者的癥狀都有了很大的改善,其中回憶往事細節進步最明顯的人,他們的情緒有了很大的改善。

記憶與遺忘

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記憶是我們的盟友,遺忘對我們也有重要意義。

看起來,亨利·莫萊森塞與往常一樣,正不慌不忙地享用他的晚餐。但對於用心觀察他的幾位心理學家來說,他的行為令他們感到震驚,因為僅在60秒前,他已經幹掉了同樣的三份飯菜。莫萊森並不是一個暴飲暴食的人,那他為什麼會這樣呢?原來,為治癒他的癲癇病,他的大腦的一部分已經被切除,從那時開始,他便無法形成新的記憶,他的記憶永遠停留在了現在。

飢餓的感覺通常被認為來自於腸道激素信號,但莫萊森的行為表明,我們對剛剛吃過的食物的記憶,對於抑制食慾起著更為重要的作用。科學家認為,記憶缺失症患者「貪吃」的原因或許就在於他們的記憶永遠被定格在了現在。科學家還指出,我們大家都有這樣的體驗:不管多麼喜歡吃的某種食物,多吃也會膩味生厭,而多種不同的食物則更能引起我們的食慾。對於患有健忘症的人來說也是如此,雖然他們的記憶出了問題,但仍然保留了這樣的習慣,在吃了大量的三明治之後,他們對薯片或小甜餅之類的東西會更感興趣,儘管他們已經想不起來之前都吃了些什麼。

記憶對我們的情緒和行為的影響並不限於進食。戴安·范-黛倫是美國職業耐力跑運動員,她曾在22天時間裡跑了1500千米,她有時甚至能一氣跑上20個小時。她之所以擁有如此驚人的耐力,部分原因與她在進行了大腦癲癇手術後導致的記憶缺失有關——她不記得自己究竟跑了多長時間,她對時間的估算誤差有時可多達8個小時。

正是由於記不得自己到底跑了多長時間,所以范-黛倫沒有其他長跑運動員的那種隨著時間流逝而帶來的疲憊感,當其他跑步運動員念念不忘自己跑了多久、還要跑多久才能到達終點之類問題時,范-黛倫似乎進入了一種忘我的境地。她之所以能跑更長時間是因為她沒有感受到像別人那麼大的壓力。

對正常人來說,很難做到像范-黛倫那樣「忘記時間的流逝」。但科學家對於這些記憶奧秘的發現也能以某種方式對我們產生影響。在吃飯時一心二用,如一邊吃飯一邊看電視,有時會讓我們忘記吃了些什麼,其結果是,邊吃飯邊看電視的人顯然比其他人吃得更多。

想像的作用也不可低估,因為想像未來與記憶有關,簡單想像進食過程讓我們更容易產生飽脹感,從而達到節食減肥的效果。在我們與過度進食導致肥胖的抗爭中,記憶是我們最大的盟友,雖然遺忘對於我們有時也有重要意義。

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學會做記憶的主人

記憶是進化賦予我們的美妙禮物,但遺憾的是,這份禮物沒有隨附的「用戶指南」。人們都有過這樣的經歷:當我們絞盡腦汁應付考試時,卻發現答案就像流沙一樣從記憶中流走了;而當我們努力想要消除對某個痛苦事件的記憶時,忘卻卻又是那麼的困難。值得慶幸的是,對人類記憶越來越多的理解為我們提供了許多方法,可以幫助我們更充分地利用我們的記憶天賦。

你也想做一個記憶超人嗎?以下提示也許能助你實現夢想。

張馳有度助記

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在努力記住新的學習內容時,你可能會發現自己一直盯著眼前的書頁,希望將書上的內容牢牢地留在記憶中。雖然最有效的學習方法之一是通過反覆的自我測試,但學習也要張弛有度,勞逸結合。例如,在準備考試的一個星期里,第一次複習與第二次複習之間,給自己留一兩天放鬆的時間,緩解一下壓力,這樣做也許記憶效果會更好。

腦力與體力活動交替助記

為了讓大腦和身體保持最佳狀態,學習過程中適當的身體活動也許會帶來立竿見影的效果。實驗發現,在記憶單詞時,外出散步10分鐘後再回教室記單詞的學生,顯然比一直坐在教室里學習的學生的記憶效果更好。可能的原因是,適當的身體活動提高了大腦的警覺性。

記憶是如何形成的、又是如何存儲在我們的大腦里的?

時間短強度大的活動也許效果更好。實驗發現,跑步3分鐘後再記憶的學生,顯然比40分鐘慢跑後再記憶的學生的學習效果更好。一定強度的身體活動似乎能促使大腦細胞中的神經遞質產生更多連接。

輕鬆休閑助記

也可以嘗試一些更為休閑的身體活動方式來幫助記憶。許多實驗表明,在學習新的外語單詞,或記憶物理學定理時,用手做某個動作,將相關的概念用手勢「演示」一下,能大大提高之後回憶這些內容的效果。

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這聽起來令人懷疑,但研究認為,即使是最簡單的眼球運動也有助於記憶。實驗發現,記憶一組單詞後立即左顧右盼30秒的學生記憶效果顯然更好。這也許是因為眼部運動促進了大腦兩半球的信息傳遞。但是,能從這一小訣竅中獲益的只有右撇子,這可能是因為對於左撇子和左右手同樣靈活的人來說,他們已經擁有了出色的大腦兩半球「對話」能力,這點小伎倆對他們自然無效。

嗅覺助記

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有時,往事記憶給我們留下的不僅僅是一些事實,而是整個場景。懷舊不僅僅是一種情緒的沉迷,它還可以給我們帶來許多益處,例如幫助我們排解孤獨、消除焦慮情緒等。如果你擔心往事記憶會消逝在漫漫歲月里,安迪·沃霍爾的「氣味博物館」向我們展示了一種新奇的助記方法。在他的「記憶小瓶」里,保存著可以與他生活經歷中每一個重要事件聯繫在一起的各種氣味,嗅聞這些小瓶子里的氣味可隨時將他帶入對往事的回憶中。

最近的研究也支持了沃霍爾的這種看似怪異的記憶方式。研究認為,氣味可觸發對某個特別事件或場景的回憶,如重溫生日派對上的興奮心情。

給記憶的齒輪加點油

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隨著年齡增長,每個人的記憶能力都會不同程度地衰退。但研究發現,選擇適當的飲食有助於減緩這個過程。例如,盡量少吃高糖飲食和快餐食品,因為這類食物會使大腦堆積更多的導致阿爾茨海默氏症(老年痴呆症)的β澱粉樣蛋白團塊或斑塊。

相反,富含黃酮醇的食物,如藍莓和草莓,以及富含歐米伽-3 脂肪酸的魚類和橄欖油等,可有效延緩認知能力的下滑,這類物質中的抗氧化劑可保護大腦細胞避免過早死亡。

學會遺忘

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有時,一些不愉快的記憶總在我們的大腦里縈繞不去,例如某些尷尬的場面、與戀人痛苦分手的經歷等。要將這些令我們不愉快的記憶從我們的記憶中清除出去誠然很難,但我們可以試著從根本上阻止它們進入長期記憶。

英國科學家做了一個實驗:先讓被測試者看一部令人心情壓抑的錄像片,然後讓他們玩不同的遊戲。結果發現,與玩普通智力遊戲的人相比,那些玩緊張電子遊戲的人較少回憶起錄像中的令人不愉快的場景,這也許是因為緊張的遊戲佔據了大腦中通常用以鞏固記憶的大部分資源。

在經歷了痛苦或不愉快的事情後,給自己放輕鬆的音樂聽聽,也可能有助於選擇性地遺忘。舒緩的音樂也許能幫助你在將負面情緒深深地烙印在大腦里之前將它們驅散掉。

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