电流信号的传导速度是每秒 30万米，电脑可以在很短的时间内准确地进行复杂的计算；神经细胞的信号传导速度不过每秒 100米，人脑不但计算速度慢，而且准确率不高，这样看来似手电脑比人脑更优秀。但事实上，人脑不仅有着精巧的结构，还有着精密的运作方式，人脑要远比电脑优秀！ 下面，就让我们进入脑的微观世界，一起探寻 记忆现象的实质。 电子显微镜下海马的神经细胞(部分) 1 形成网络的神经细胞 为了让大家更好地理解微观的记忆，首先要对大家已知的神经细胞的性质进行说明。 那么，为什么一定要对神经细胞的性质进行特别详细的说明呢 ?因为神经细胞具有与体内其他细胞所不同的特殊性质。当然，既然名为细胞，就一定具备DNA、细胞核、线粒体等细胞基本的组织结构。但是，神经细胞还具有其他细胞所没有的独特结构——神经突起。神经突起是由神经细胞延伸出的线形纤维，神经细胞的特殊性就在于这个神经突起。 图 l0所拍摄的就是神经细胞，这里只拍了一个神经细胞。仔细进行观察，我们可以看到，从具有 DNA和细胞核的细胞体中沿照片右上方延伸出一条线状物，这就是神经突起。实际上，这张照片中的细胞是在我的研究室中培养的海马神经细胞。当然，神经细胞通常是在脑中活动的，但是也可以像照片里那样，在浅底盘或烧瓶中人工培育。培育方法很简单，只要积累一定的经验，任何人都能够培育出神经细胞。 观察人工培育的神经细胞，我们就会了解到所有的神经细胞都有神经突起，这是没有例外的。不论哪种动物的哪种神经细胞，都具有神经突起。神经细胞天生具备神经突起这样的特征，而这种特征也是判定神经细胞的证据。 那么，为什么神经细胞会有神经突起呢?这是为了探寻自己的同类。正如图l0所显示的那样，神经细胞正在努力寻找同类的神经细胞。在神经突起的前端还有一个特殊的构造——成长圆锥。大家仔细观察一下这张照片，就能够发现成长圆锥恰好呈伸展开的手的形状。这只“手”具有天线的作用，能够感知到同类的神经细胞位于哪个方向，和昆虫触角的作用相似。神经细胞可以利用这根“天线”，有效地将神经突起伸向同伴所在的方向。 神经细胞培育一段时间之后，终于找到了同类细胞，神经细胞之间可以通过神经纤维 (由神经突起延伸而来)连接在一起。下页图 11左图所拍摄的就是通过神经纤维连接在一起的神经细胞。照片中共有两个神经细胞，但神经细胞所延伸出的神经突起却不止一条。一般来说，每个神经细胞会有若干条神经突起。照片拍摄的是在浅底盘中培养了一周左右的神经细胞。可见只需几天工夫，神经细胞就能够形成这样的神经线路了。不知不觉中，浅底盘中 的神经细胞伸出了突起，并构成了精细的神经线路，这种旺盛的生命力真是让人佩服。 当然，大家的脑中也发生着同样的现象。但是因为约有l0004L个神经细胞紧密地排列在脑中，脑中的实际情况要比浅底盘中所观察到的情况复杂得多。正如我们已经论述过的那样，一般来说，一个神经细胞会通过神经纤维同 1万个同类细胞连接在一起。大家可以想象一下，在我们的脑中，包含有约 1000亿个这样拥有 l万条神经线路的神经细胞。这是一个令人头脑发胀的庞大数字。我们人类就是利用这种复杂、精密的神经线路进行感知、想象和记忆等各种各样的活动的。 2 神经线路和电路 图 11右图所拍摄的是电脑的集成电路。电脑是人类智慧的结晶，也是现代文明的珍宝，这一点是毋庸置疑的。电脑可以超高速地对庞大信息进行处理、储存等复杂作业。当然，这种作业是由电脑内部复杂的电路完成的，这一点与大脑使用神经线路的行为很相似。 实际上，神经线路和电路之间存在着若干共同点。比如，二者在线路中传导的信息都是电流。或许有人会感到很奇怪：“电流在神经线路中流动?”但在日常生活中，我们经常会在一瞬间清楚地感受到神经信号就是电流。 比如，冬天脱毛衣的时候会产生让人讨厌的静电。人之所以会产生像针扎一样的发麻的感觉，就是因为静电传导到神经纤维之后，又作为神经信号传到了大脑。当电流变得比静电还要强的时候，比如，当你触到家用电源的时候，手脚会无意识地自由活动。这是因为电流进入了原本传导活动手脚命令的神经线路中，此时手脚的活动与大脑的指令并无关系。通过这个事实，我想大家一定可以真切地感受到神经线路的信号就是电流。 虽然同样都是电流，但在神经线路和电路中，传导电流的实体却是不同的。电流中流动的是电子，而神经线路中的是离子。神经线路主要是通过金属离子——钠离子的流动来传导电流信号的。此外，在神经线路和电路中，电流的传导方式也大相径庭。正如图 l2所显示的那样，在电路中，电子在电线中是沿电极流动的；而在神经细胞中，钠离子是从细胞(神经纤维)的外侧向内侧流动，并朝着该信息所应推进的方向传导。这是一种非常奇异的组织结构，这种结构不仅存在于人类的脑中，也存在于其他的动物的脑内，所有的神经细胞都具有这种共同的机制。这应该是在长期的自然淘汰的过程中生成的、最适合生物生存的电流传导方式吧。 另外，神经细胞为什么在众多的离子中选择了钠离子呢?因为在进化初期，动物都是生活在海洋中的。海水中数量最多的金属离子就是钠离子 (盐分)。神经细胞之所以选择钠离子大概是因为钠离子的资源最丰富，比较容易利用。反过来，钠离子所形成的电流信号又说明生命的确是在大海中产生的。大海被称做“生命之母”，在这里还残留着生命的足迹，这也体现了生物有趣的一面。 在这里，希望大家记住几个用语。首先，钠离子从细胞外一齐向细胞内流去，由此引起的电位的变化被称做动作电位(神经脉冲 )。由此，神经细胞会产生神经兴奋。正如图 12所示，动作电位是沿神经纤维传递的，称为传导。复杂的神经线路布满整个大脑，动作电位就是通过在神经线路中的自由流动来传导各种信息的。动作电位是神经细胞相互进行交流的语言。动作电位是英国的生理学家谢灵顿和阿德里安在 1932年发现的。英国的生物学家霍奇金和赫胥黎则详细阐明了动作电位的实体是离子流的现象，并于 l963年获得了诺贝尔医学·生理奖。 在这些科学家们取得伟大成果之后，神经细胞的信号又得到了进一步的详细解析。现在，我们已经知道神经纤维上存在着无数个可供钠离子有选择通过的小洞，这个洞被称做通路。神经通路是分子总量可达 30万的巨大蛋白质。这个通路可以自由地进行开合。 细胞外充满着液体(体液)，其成分与海洋的离子构成非常相似。大家可以回想一下，当我们舔拭到汗水或泪水的时候，会尝到一种咸味，这就是因为细胞外侧存在着大量与海水成分相同的钠离子。因此，当通路打开的时候，钠离子会以一定的浓度流入细胞内。 图 13表现了钠离子通路的开合机制。脑科学家们曾经思考过这样的问题：通路的开合究竟是因为通路上“盖子”的开合，还是因为洞的直径扩大或缩小呢?然而，最近的科研成果揭开了有关通路开合机制的惊人事实。刚才那两个设想都不对。研究表明，通路的内壁上有 4根平行的小棒，它是通过小棒的迅速回转来控制开合的。 这 4根小棒都带有一定的电荷。当通路处于闭合状态的时候，4根小棒的正极部分都旋转到壁外，于是，正电荷会与钠离子的正电荷相斥，从而阻碍钠离子的流人。一旦小棒回转，正极部分隐藏到壁内，通路就处于打开状态。因此，纳离子不会受到排斥，能够自由地流动。通路就是通过这种巧妙的机制适时运作，大体上以 10-3秒的频率开合的，从而很好地传达动作电位。从中我们不难窥视到美丽的生命现象的精髓。 此外，河豚体内所带有的毒素——有名的河豚毒素会导致通路从外侧闭合，阻止钠离子的流通。这是杜克大学的酉桥敏夫得出的研究成果。也就是说，所谓河豚中毒就是由于神经细胞的动作电位到抑制而导致人体麻痹的症状。 在电路中，电子在电线中是沿电极流动的。在神经细胞中，钠离子流经的位置 (通路)是像多米诺骨牌那样逐次打开，并通过这种方式来传导动作电位。和电路相比，神经线路的组织结构更为复杂一些。所以神经线路的信号传导速度同电路相比也慢很多。在电路中，电流的传导速度和光速相同，即每秒 30万千米。在神经细胞里，动作电位的传导速度最快也不过每秒 100米而已。从这点来看，神经线路要比电路逊色许多，不过动作电位的传导速度还是可以和磁悬浮列车相匹敌。 3 信号的换乘站——突触 在这里，我还要说明的一点是，神经线路与电路是截然不同的。电路是通过电流流经整个线路的导体连接在一起的，如果线路的某个地方稍有一点断开或被隔开的话，电流就无法流动了。家用电器开关的闭合以及由于接触不良等原因造成的故障都是源于电路的这一特性。但是，神经线路的情况却与之大不相同。正如图 14所示，神经细胞之间是通过神经纤维连成的线路，各个神经纤维之间不存在物理上的连接。构成神经线路的各个神经细胞之间也不存在电流流动，是完全独立的。 神经线路与电线不同，它的纤维与纤维之间是相互隔绝的，还有一个比较小的缝隙。因此，沿着纤维进行传导的动作电位必须在分界处进行转换，传导给下一个神经细胞。就像打算乘电车从北海道去鹿儿岛，但是却没有直达的电车，只能在中转站换乘。 一般我们把神经线路中的换乘站称做突触。而突触处的神经细胞之间的空隙则被称做突触间隙。动作电位在突触间隙处进行转换的行为叫做“传达”。前面我们已经说到，动作电位沿神经纤维流动的行为叫做“传导”，它与“传达”——动作电位被下一个神经细胞所承继的行为是截然不同的。这两个术语非常相似，大家注意一下，可以按照图 l5所示进行区分和使用。 下面我们就详细说明一下突触传达的问题，充分理解这一概念是理解记忆的第一步。突触间隙大约为 20纳米，这是一个极其狭小的空间——只相当于头发直径的 1／4000～1／5000。但是，由于它们之间是完全隔绝的，所以电流信号即动作电位是无法直接通过突触的。那么，动作电位究竟是如何跨越这个间隙，将信号传达给下一个神经细胞的呢?神经细胞利用了一个非常巧妙的手段——用“化学信号”这一接力棒来代替电流，通过这个媒介来传达动作电位。也就是说，神经细胞是利用化学物质来进行“投接球”的。这个球就被称做“神经递质”。 神经细胞使用了很多种神经递质，目前所知的就不下100种。其中，大家比较熟悉的有肾上腺素、血清素、多巴胺等。但是，这些神经递质只不过对神经信号传达起到一种辅助作用。从本质上说，在神经细胞中，更重要的神经递质是乙酰胆碱和谷氨酸。乙酰胆碱是 1933年发现的，它是神经递质中最早被发现的物质。神经细胞在传导肌肉活动指令的时候利用的就是乙酰胆碱。此外，海马发出的θ波也是基于乙酰胆碱。 谷氨酸是一种氨基酸，其中含有一种舌头可以感知到的甜味成分。海带汁液所带有的甜味主要就是谷氨酸。谷氨酸是一种化学调味料，在市场上可以买到，所以人们可能对于这种甜味成分有一定的认识。实际上，谷氨酸是大脑中含量最多的神经递质，人脑中大多数的神经信号都依赖谷氨酸来传达的。海马的主要突触也同样在使用谷氨酸这种神经递质。 4 突触的结构 这里又产生了几个疑问。首先，神经细胞是如何将动作电位这种电流信号转换为以神经递质为媒介的化学信号的呢?1973年，英国的神经科学家霍扎和里斯给出了明确的答案。实际上，神经纤维的顶部有一个个小口袋，里面充满了谷氨酸、乙酰胆碱等神经递质，当电流信号到达这个地方的时候，口袋内的神经递质就会释放出来。这个小口袋被称做突触小泡。 图 16中的照片是在电子显微镜下拍摄的照片，它抓住了突触小泡释放神经递质的决定性的一瞬间。图中下方的照片是一部分突触小泡同突触间隙黏结在一起，开口一下子张开的情景。一般来讲，海马中的一个突触小泡内约含有 3000个谷氨酸分子。当动作电位到来的时候，突触小泡内的谷氨酸会一下子释放出来。这就是将电流信号转换为化学信号的巧妙构造。接下来的一个疑问是——这个化学信号是如何在下一个神经细胞中转换为电流信号的呢?下一个神经细胞要生成动作电位，就需要通过投接球的方式将飞来的“球”(神经递质)重新转变为电流信号。揭开这个谜底的关键就在于接球的“手套”。这个类似手套的东西被称做受体。 受体是由所接受的“球”的种类决定的，根据神经递质的种类不同，受体也不同。乙酰胆碱的受体只能接受乙酰胆碱，谷氨酸的受体只能接受谷氨酸。图 17中的俯视图显示的就是乙酰胆碱的受体的影像。这是利用一种叫做极低温电子线回折法的最新技术，在电脑上勾画出的乙酰胆碱受体的整体图像。受体比较小，只有 10纳米(10-5厘米)。使用最新的纳米技术，就能够拍到这样精细的图像了。 如果我们仔细观察乙酰胆碱受体的话，就会发现它的正中间有一个大洞。乍一看，或许有人会马上想到这个洞会不会就是接受乙酰胆碱的“手套”中心。事实并不是这样，这个洞一直贯通到受体的另一侧。实际上，这个洞是离子通过的通路。换言之，受体自身就是一个通路。再进一步仔细观察的话，就会发现 5个细长的棒聚集成一束，中心就形成了一个通路。这一个一个的棒状物被称做亚单元，亚单元的成分是蛋白质。也就是说，蛋白质巧妙地形成了五个棒，并构成了一个受体。这个受体的结构非常巧妙，平时通路是闭合的，但当接受乙酰 70胆碱的时候，通路会立刻打开，钠离子就会随之流人。换句话说，通路的开合取决于乙酰胆碱的有无。最近的研究表明，在 5个亚单元中，有 2个亚单元具有乙酰胆碱传感器。该传感器一感知到乙酰胆碱的存在，离子就可以通行，通路的大门也会随之打开。 这个通路主要是让细胞外的钠离子流人细胞内部。由此形成的钠离子流，也就是正电荷流就会形成电流信号，并促使下一个神经细胞兴奋起来。这种惊人的巧妙构造就是神经细胞将化学信号转换为电流信号的手段。 5 单向通行的突触 刚才的话题有些复杂，在这里我再简单总结一下。神经线路的信息主要是动作电位，是通过钠离子通路形成的电流信号。但是，动作电位是无法跨越突触间隙这个空间沟壑的，正如图 l5所描绘的那样，电流信号会被暂时“翻译”为神经递质的化学信号，该化学信号会借助于受体通路重新还原为电流信号。 简而言之，突触就是进行电流信号一化学信号一电流信号转换的小型工厂。并且，这种转换是以 l0。秒的惊人速度进行的。这种绝妙的机制是在生物进化的过程中形成的。反过来说，正是因为获得了这种机制，生命才进化到如此程度。突触结构是众多生命现象中最为完美、巧妙的构造之一。动物全部的思考和行动都是靠神经细胞支配的，换句话说，“神经活动”才是生命最重要的根源，所以神经细胞自身的机制才如此精巧，想一想这也是非常合理的事情。 我想或许已经有读者意识到了这一点，突触作为将信息传导给下一个神经细胞的中转站，有一个非常重要的性质——神经递质的释放方和接受方一定是确定的。也就是说，只有具有突触小泡的神经纤维才会释放出神经递质，也只有具有受体的神经 纤维才会接受神经递质，这一性质是至关重要的。在突触中，信号只是按照一个方向通行的，这是电流线路与神经线路之间具有决定性的差异。 在图 14所描绘的电流线路中，如果调换正负极的话，电流就会逆向流动。但是，神经线路却不同，信号绝不会逆向传导，只能够向一个方向传导。换句话说，突触具有类似给电流定向的、整流二极管的作用。利用图 7(第 27页)来说明掌管记忆的海马的神经线路的时候，已经说到该神经线路一定是“顺时针”的。神经信息绝不会反方向传导，这一现象就源自于突触单向通行的基本性质。 我们可以设想一下，神经细胞具有专门输送信息的神经纤维和专门接受信息的神经纤维。实际上，大多数的神经细胞都有这样机能各异的两种神经纤维。专门输送信息的纤维被称做轴突，专门接受信息的纤维被称做树突。树突为信息进入神经细胞的入口，轴突则为出口。如图 18所示，轴突的特征是又细又长，最长的超过 1米；树突则与之相反，其特征是又粗又短，最长不过 1厘米。在突触中，轴突与下一个神经细胞的树突之间非常接近，最近距离仅有 20纳米。 图 18 海马的神经细胞 此外，在突触中，我们为了更好地区分神经纤维，将轴突叫做突触前侧，将树突称为突触后侧。 6 突触电位与动作电位 动作电位传达的场所只有轴突，这里有很多可引起动作电位的钠离子通路。动作电位沿轴突传达，神经递质就会随之释放出来。突触前侧有个部分稍有隆起，被称做神经末梢，其中储存着很多充满神经递质的突触小泡。神经末梢是电流信号转换为化学信号的场所。 图 19 突触电位与动作电位 树突具有神经递质的受体通路，但是却没有能够引发动作电位的钠离子通路。换而言之，这里的电流信号不是动作电位，而是受体通路形成的小电流信号，该电流信号被称做突触电位，和动作电位完全不同的是，突触电位通过树突传递到细胞体，在细胞体内初次转化为动作电位(见图 l9)。 乍一看，你或许会对树突和细胞体内所进行电流信号的转换产生一种奇妙的感觉。为什么神经细胞非要形成一次突触电位，再转换为动作电位呢?这和直接在树突处形成动作电位，然后一下子传送到神经末梢不是完全相同吗?为什么偏要费两遍事这么繁琐呢? 实际上，这个疑问直接指向了神经细胞的本质。产生这个疑问的时候，大家已经开始接触到微观的记忆机制了。 7 突触在思考 这个问题的答案就在于沿轴突传达的动作电位的性质。谈到电流信号，一般来说它的电流大小是能够自由改变的。但是动作电位却有所不同，动作电位不能调节自身的强度，只能打开或关闭。换言之，传递信息的轴突只有传达和不传达两种状态。为什么会采取这样的方式呢?这是为了能够准确地将信息传递到目的地。电流线路是由电线等金属导体构成的，从理论上讲，即使是很小的电动势也能够有效地将电流传递到远处。但是，神经线路就不一样了。神经纤维的基本成分是蛋白质和碳水化合物，作为导体来说，它们并不优良——电流阻力太大了。通常电流信号刚进入神经纤维，就会立刻减弱，所以信号在沿轴突传导的中途就消失了，也就不可能将信号传导到更远的地方。 而使神经信息传导成为可能的装置是钠离子通路。当电流信号进入的时候，钠离子通路会感知到这一电流，从而打开通路。于是，钠离子就会随之流入，新的电流信号就会产生。新的电流信号又使毗邻的钠离子通路打开，生成新的电流信号..像这样，毗邻的钠离子通路相继被激活，电流信号并不会减弱，可以一直顺利地传导到神经末梢，这就是动作电位的实质。图 l2是这一过程的简化示意图。钠离子通路随着电流信号的变化打开或闭合，所以又经常被称做电位感受性通路。根据电位感受性的性质，动作电位会积极不断地再生，并毫无衰减地通过轴突。 钠离子的性质将动作电位变成了“有”或“无”的单纯信号。轴突的电流信号只有传达或不传达两种，所以神经细胞也只能从两者中选择其一。一旦形成了动作电位，信号就不会停止，并自动传达到轴突的末梢，因此神经细胞必须“仔细斟酌”是否要传达信号。 要作出决断，神经细胞所使用的判断基准就是突触电位。由于树突没有钠离子通路，所以突触电位和动作电位不同，微妙的强弱调节就有可能会产生电流信号。假如将动作电位看做数字信号的话，突触电位大概就可以比做模拟信号了。 神经细胞是以突触电位作为参考，从而作出是否传达动作电位的重要判断。简单来说，如果突触电位较大的话，神经细胞就会形成动作电位，将信号传达到轴突；如果突触电位较小的话，就不会产生动作电位(见图 20)。总之，神经细胞是否生成动作电位是根据突触活动的强弱来决定的。换言之，对神经细胞的决断起决定性作用的是突触的活动。 神经细胞利用树突来进行“思考”，直截了当地说，突触本身就是决定神经细胞行为的枢纽。 图 20 突触电位是判断基准 图 18是在我的研究室成功拍摄的神经细胞。它是位于海马 CAl区的锥体细胞。从三角形的细胞体处伸出数个神经纤维，看上去好像是有美丽鹿角的雄鹿头。在这些神经纤维中，向右伸展的细细的神经突起为轴突，其余都是树突。神经细胞一般具有一个轴突和数个树突。轴突细长地伸展着。而树突则比较粗壮，非常醒目，并且还延伸出一些细小枝权，看上去宛如树枝一样，这就是树突名称的由来。 进一步观察树突的话，我们就会发现枝权上还有一些细小的刺状物，这被称做树突棘。树突是形成其他神经细胞以及突触的场所，也就是将神经递质的化学信号转换为电流信号的场所。树突棘在海马的锥体细胞上呈高密度分布，一个神经细胞大约有 3万个树突棘。因此可以说是大量的突触构成了一个神经细胞。 顺便还要提一下，一个树突棘能够形成大约 10-4伏特的突触电位。这是非常小的电流信号。所以，仅凭借一个树突棘的活动是不足以使神经细胞作出生成动作电位的判断的。但是，如果这些树突棘的电量叠加组合起来的话，就会形成一个较大的突触电位，神经细胞就能够生成动作电位了，这是一种积少成多的作战方式。实际上，保守估计的话，假如 100个以上的树突棘全部展开活动，大概就能够判断是否生成动作电位了。这样或许会给人一种优柔寡断的感觉，但是这种“慎重”态度却是神经细胞必须具备的重要性质。 我一边观察神经细胞一边思考的时候，头脑中也会不断进行想象。我们再来看一下图 l8的神经细胞，复习一下到现在为止所学的内容。 在树突上，我们可以看到大量的树突棘。神经信息从树突棘进入，通过树突在细胞体内合并。最后，细胞体发出“OK”指示，动作电位随之生成，然后从轴突输出。神经细胞会整体考虑树突棘带来的信息，从而作出综合判断。 我们都是在运用神经细胞，进行各种各样的思考，最终采取行动。每个神经细胞也是这样“思考”并“行动”的。这些思虑审慎的神经细胞纵横交错，形成了一个巨大的神经网，最后成为我们进行各种各样的思考和行动等生命活动的根源。希望大家能够记住这个事实——每个神经细胞都在思考。在下面的第四章中，大家将了解到神经细胞还具备记忆的能力。 8 以突触命名的精密仪器 现在，人们凭借科学的力量揭开了复杂的生命现象。当我们重新审视的时候，就会发现神经组织的构造都像是按照物理和化学的法则形成的“机械”。传达动作电位的钠离子通路、随之释放神经递质的突触小泡、感知神经递质并进行开合的受体通路等，这些组织虽然巧妙之极，令人瞠目结舌，但如果了解它们的结构以后，就会发现这不过是一些单纯的机械而已。 1953年，詹姆斯.沃森和弗兰西斯.克里克共同提出，运送遗传信息的 DNA为双重螺旋式构造。生物的中心信息—— DNA是一种单纯的几何构造。这一现象的发现不仅给当时的生物学者们以巨大震撼，就连人文学者以及哲学家们都为之惊叹。曾被誉为神圣领域的形而上学的生命中枢 DNA，竟然只不过是一个具有单纯(但美丽 )形状的物体。但只要有了这一物体，就可以形成生物。近年来备受注目的克隆动物就完全证实了这一点。换言之，生命是物质的。反之，正是这种物质才是生命的要素。 此外，动物生命现象的枢纽突触也不过是一个物理、化学层面上的机械。欢笑、烦恼，这些复杂的人类行为最终都是大脑这个“精巧的机械”在发挥着作用。现在大家读这本书时的感触会因人而异。读书以及由此所感受和思考的行为，说到底都是大脑中的”化学反应”。这种微观的化学反应复杂多彩，具有令人叹为观止的多样性。 我并不是一位主张任何精神都是以物质为本原的唯物论的绝对支持者。但是，在不断研究奇妙的生命现象的过程中，我看到了一个事实——生物是一个严守物理及化学法则的物体。当我发现某一事物的时候，对于生命的理解甚至世界观就会相应发生变化，这也是科学研究的乐趣所在。 如果我们将“记忆”这一现象进行细分后再去观察的话，就会发现记忆是依靠单纯的化学反应，或者说是依赖于巧妙的精密仪器运作的，生命所有的活动都是由物理化学物质构成的，这已经不再是一件令人惊讶的事情了。现在，更重要的问题大概就在于这些各种各样的零部件是如何形成一个有组织的分子社会、细胞社会以至个体社会的。 20世纪，控制生命活动的化学反应得到了详尽的阐述。但是，这些化学反应是如何有组织地构成一个“社会”的呢?遗憾的是，面对这个疑问，现代科学还没有给出一个明确的回答。 路德维格．维特根斯坦在其著名的《逻辑哲学论》中曾经有这样一句名言：“ (哲学)对于无法说明的事物只能保持沉默。”但幸运的是，科学同维特根斯坦的哲学不同，它始终坚持去试图说明那些“无法说明的事物”的态度。这绝不是过于自信或自作多情，而是面对未知事物自然流露出的一种冲动和憧憬。正是这种本能的好奇心和探究心，或是弗洛依德所说的根源性的本能冲动才是推动科学的源动力吧。我深信 21世纪的科学一定能够解开组织化这一生命极限之迷。我也将为此研究倾注自己的全部心血。 到这里，本书已经开始为进入微观记忆的话题做准备了。但是，为了使话题更加深入，我需要稍加说明宏观的话题。一进入微观世界，视角就会停留在一个比较狭隘的范围内，也就无法看清它的全貌了。为了避免这一情况，我想重新从一个比较宽广的视角来回顾一下记忆这一脑机能。 9 电脑比人脑更优秀吗 大家看到这个题目的时候，或许会觉得没有必要进行讨论。如果凌驾于人脑的人工智能诞生的话，世界大概就会变成一个人类反受机器人支配的世界了——这一画面经常成为科幻电影的素材。但是，现实世界里并不会发生(或是尚未发生)那样令人惊恐的事件。综合来讲，人脑比电脑更优秀一些。 让我们的思绪再缜密一些。近年来，无论是工作还是娱乐，电脑技术在各个领域的发展都日新月异。最近一段时间还掀起了 IT(信息技术)革命的浪潮，电脑在信息化进程中的作用不可欠缺。现在这个世界，电脑大有泛滥之势，这一事实也说明电脑有其优秀之处，并具有很强的实用性。比方说，多位数的加减乘除以及平方根运算等并不需要动用大型电脑，从超市里买来的廉价计算器就能够非常快速、准确地计算出结果。而如果人工计算 12345的平方根的话，或许就要花费很多的时间和精力了。所以，用计算器来解决这种复杂的计算问题不失为一个高明的方法，这样就会大大降低错误率。 只要利用电脑就能够比较快速、准确地完成数值计算或单纯的事务性工作，这已经成为一个不争的事实。但电脑也有“失灵”的时候，比如在一些高层次的思考、直觉判断以及创造活动中。在这些方面，人脑远比电脑优秀得多。现在我在这里不停地强调这些事情，大家一定会觉得都是常识性问题。但关键是为什么人脑在这些方面要比电脑优秀呢?神经线路和电流线路使用的都是线路，为什么会如此不同呢? 前面我们已经讲过，电流线路的信号是以每秒 30万千米的速度传导的，但神经细胞内的信号传导速度最快也不过每秒 100米。 “因此电脑要比人脑优秀数百万倍。 ”一个著名的神经研究学家曾经这样说道。但我认为这种说法近似于诡辩。简单考虑的话，这种说法完全正确，但实际上，人脑的综合性能更为优秀一些，尽管人脑传导信号的速度比电脑慢得多。 人脑和电脑哪个更优秀 记忆也是如此。电脑拥有可以引以为傲的巨大容量，而人脑则能够利用有限的神经细胞快速和充分地记忆事物。即使速度比较慢，人脑也可以克服这一弱点。人脑和电脑在处理信息的方式上是截然不同的。 因此，我们首先要好好地去理解脑的记忆方式。如果理解了脑记忆的性质的话，自然就可以掌握高效的记忆方法了。与其蛮干，还不如巧妙地去学习与记忆，这样不仅会减轻自己的负担，对脑来说也不失为一件好事。希望大家能够充分理解这一点，下面我会在第四章的前半部分，先谈一谈有关记忆生理学的话题。
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