記憶並不存儲在大腦的任何一個位置,因為大腦本身就是記憶_風聞
造就-造就官方账号-发现创造力2019-04-04 09:18
回想你的美好記憶:你功成名就的時刻;你孩子出生的時候;你墜入愛河的那天。但這不單單是記憶,對嗎?在回味當時情景時,你還會想起鼻端的氣味、看到的色彩、其他人説的趣事和你當時的感受。
大腦能收集這些以毫秒計的印象,把它們串聯拼接起來。你的每一段記憶都是基於大腦的這種能力。如果引申開來,這也是讓你之所以為你的基礎。而且這並非那種充滿詩意的形而上學之説。從科學角度來解釋,每次感官體驗都會引起神經元分子的變化,改變它們彼此連接的方式。這意味着,你的大腦其實是由記憶組成,而記憶總是在改造你的大腦。這個記憶框架的時間跨度可達數十年。
近日發表於科學期刊《神經元》(Neuron)的一篇論文提供了更恰當的説法:記憶之所以存在,是因為大腦的分子、細胞和突觸能記錄時間。
定義記憶就像定義時間一樣困難。大體上來説,記憶是對一個系統的改變,導致該系統以後的運行方式發生變化。“普通的記憶實際上只是再次激活了大腦不同部分之間的連接。大腦的這些部分在先前某個時刻處於活躍狀態。”這篇論文的共同作者、神經學家尼科雷·庫庫什金(Nikolay Kukushkin)説。所有動物(以及很多單細胞生物)都擁有某種從過去的經驗中學習的能力。
比如海蔘。從進化角度來説,海蔘和人類沒有直接聯繫。但二者都有神經元,海蔘可以形成某種類似於記憶的東西。如果你捏海蔘的鰓,當下次你的手指再靠近時,海蔘將更快地收縮它的鰓。研究人員發現了海蔘學習收縮鰓時會增強的突觸連接,以及導致這種變化的分子。值得注意的是,人類神經元也擁有類似的分子。
那麼,這和你的美好記憶有什麼關係呢?“神經元的獨特之處在於,它們能連接成千上萬的其他神經元,每個連接都是特別的,”庫庫什金説。那些連接形成了一個網絡,連接和突觸能通過信號的增強或變弱來調節。因此,每次體驗(每次鰓被捏)都有可能改變所有這些神經元連接的相對強度。
但如果以為那些分子(乃至它們控制的突觸)就是記憶,那就錯了。“如果你深入研究分子、離子通道狀態、酶、轉錄程序、細胞、突觸和整個神經元網絡,你會發現記憶沒有儲存在大腦中的任何地方,”庫庫什金説。這是由於一種叫做可塑性的神經元特徵,它能產生記憶。記憶就是大腦系統本身。
有證據顯示,記憶能力遍佈整個生物界,甚至包括沒有神經系統的生物。科學家已經訓練細菌對閃光作出預見。庫庫什金解釋道,原始記憶(比如海蔘的反應)有利於進化。“原始記憶使有機體可以把它過去的經歷整合進它的未來,藉以應對新的挑戰,”他説。
人類的記憶(即使是最珍貴的記憶)是從微觀層面開始。媽媽的臉最開始只是你視網膜上的一堆光子,它們向你的視覺皮層發送信號。你聽到媽媽聲音時,你的聽覺皮層把聲波轉換成電信號。荷爾蒙把體驗和環境聯繫起來:這個人讓你感覺很好。這些和其他幾乎無數的信息在你的大腦中一閃而過。庫庫什金説,神經元、相關分子和突觸記錄了所有這些擾動發生的相對時間。而且,它們把整個體驗打包進一個所謂的時間窗口。
顯然,記憶不是單獨存在的。大腦把體驗分解成同時經歷的多個時標,比如聲音被分解成同時感知的不同頻率。這是個嵌套系統,每段記憶存在於長度不同的多個時間窗口內。時間窗口包含記憶的各個部分,比如分子的信息交換。在記憶的層面上,這種信息交換是不可見的。
這對神經學家來説也很難理解。他們還需要很長時間才能弄清楚記憶形成的具體細節。“在理想的世界中,我們可以及時追蹤每個神經元的活動,”庫庫什金説。可是,就目前而言,像人類連接組計劃這樣的項目雖然代表了相關研究的最前沿,但它們仍然只是研究靜止狀態下的大腦整體情況。和記憶本身一樣,讓這個項目轉向動態研究完全是時間問題。
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