1957年，一位癫痫患者接受手术，切除了病灶部位——海马，结果却出现了健忘的症状。由此，海马引起了人们的术大关注。 在海中，海马处于什么位置，有什么样的结构？它与人的 记忆力有什么联系？记忆储存在什么地方？想不起也是记忆吗？神奇的海马将为我们揭开这一系列谜题，带我们认识记忆的奇妙之处。 三丁基锡(环境激素)下死亡的海马神经细胞 一个晴空万里、风和日丽的假日，我在一处旅游景点观光的时候，迎面走来一位 20岁出头的年轻人，恰好和我的目光相对。这位似曾相识的年轻人对我轻轻点了一下头，我也轻轻颔首，笑脸相迎，之后我们就各自朝不同的方向走了。他到底是谁呢?我绞尽脑汁也没有想起来，明明是一个认识的人却怎么都想不起来。我把自己所有的熟人和朋友都想了一遍也没有结果。最后，这一整天我都是在恍惚的状态中度过的。 第二天，我又像往常一样去了大学的研究室。当我在研究室前的走廊里踱步的时候，突然遇到了昨天的那个年轻人。这时我才想了起来，这个年轻人是和我处在同一楼层另一个研究室的学生。虽然没有和他特别亲近地交谈过，但是因为两个人时常会在走廊里擦肩而过，所以我对他的面孔还是比较熟悉的。 这人好像在什么地方见过. 记忆真是一件奇妙的事。虽然是一个熟悉的人，当时却怎么都想不起来。然而，尽管没有想起来具体是谁，但碰面的那一瞬间却能够立刻判断出认识这个人。毫无疑问，能够作出这个判断是由于有关这个年轻人的记忆储存在我的经历之中。 大家一定也遇到过诸如此类的事情吧。我和那位年轻人在走廊里的再次碰面，让我想起了这位和我在旅游景点擦肩而过的人，但有的时候却没有明确的线索来提示。比如，考试或测验中无论如何都想不出来的答案，却在事后一个极其普通的时候突然浮现在脑中，那时心中的悔恨和懊恼真是无以言表。好不容易才记住的东西到了真正要用的时候却怎么都想不起来，那个时候才能真切地感受到记忆的奇妙之处。 那么，究竟为什么记忆会如此神奇呢?海马又是怎样和记忆联系在一起的呢 ? 2 切除海马会怎样 对记忆来说，海马是一个非常重要的大脑部位。关于这一点，其实我们早已从第一章的出租车司机实验中了解到了。首先明确海马重要性的是 l957年美国神经外科医生斯考维勒和加拿大神经心理学家米尔纳的报告。这个报告是从临床心理学的角度对美国一位癫痫病患者 H．M．进行详细调查的成果。 1953年，H．M．27岁，他的癫痫症状不断恶化，药物治疗几乎无济于事，所以最终接受了脑手术治疗。 H．M．的癫痫病是典型的颞叶癫痫。他的癫痫病是从位于大脑皮层的、紧贴颞叶内侧的海马开始的，所以手术就是要大范围地切除两侧的海马及其周边部位。 手术后，病人的状况非常好，癫痫的症状得到了比较明显的改善，人们都认为这一手术获得了巨大的成功。但是，恢复期的 H．M．却出现了一个令人意想不到的症状——严重的记忆障碍。 H．M．连周围人的名字以及回家的路线都想不起来了。吃完饭后，吃了什么暂且不论，就连刚刚吃过饭的事情都忘了，当天发生过什么事情也完全没有记忆，剩下的只是这样的怪事——同样的漫画书百读不厌。 H．M．说出了这样的感受：“一天一天地过去了。但曾经的喜怒哀乐却丝毫没有存留下来，总是像从梦中醒来似的。 ” 事情还不仅如此。经过详细的调查， H．M．连手术之前的事情也想不起来了，这一状况影响到手术之前的 ll年。也就是说，H．M．16岁以后的记忆发生了障碍，但 16岁之前的记忆却完全正常。记不住新的事情，在医学上被称做顺行健忘；相反，记不住以前的事情，则被称做逆行健忘。也就是说，H．M．发生了这两种记忆障碍，其中顺行健忘的症状比较严重。 H．M．积极协助研究人员进行脑研究。迄今为止，已经有很多的研究者从各个方面对他进行了调查和研究。最终得出了有关海马的宝贵的研究成果。 H．M．所显现出的异常只限于记忆障碍，他的人格与知觉都完全正常。IQi煲 IJ试最高的时候达到了 118，H．M．的智力仍旧保持在一个非常高的水平上，只是记忆丧失了。 继关于患者 H．M．的报告之后，脑神经科学界又推出了患者 R．B．的病例。 1986年，这名患者因心脏暂时停止跳动导致海马区的神经细胞死亡，从而出现了顺行健忘的症状。此外，一个利用动物进行实验的研究也确认了海马的重要性，海马逐渐受到了全世界的重视。 3 进化历程决定的“记忆厨师 " 正因为海马对脑如此重要，所以被安全放置于脑的深处。正如图 1所显示的那样，从脑的表面观察，是不会发现海马的。我们再来看一下图 4，在这张图里，我们可以看到海马。在这里，大脑皮层的一部分已经被切除了，图右侧的模式图中，灰色的部位就是海马。海马位于大脑中心附近，被很好地保护起来，以免受到外界的伤害。 另外，图 4中的照片分别是老鼠和人的脑，让我们好好比较一下这两个脑的海马部分。首先，我们不难发现一个事实，就是海马在整个脑中所占的比例截然不同。老鼠脑中的海马所占比例相对大一些；人的大脑皮层非常发达，几乎将海马覆盖了起来。我们知道，从生物进化论上来讲，越是高等动物，大脑皮层越发达，海马所占的比例就越小；反之，低等动物的海马是非常发达的。 图 4老鼠和人的海马大小比较 想要推测人体的某个器官对生命的重要程度，就需要调查一下该器官在低等动物中的发达程度。如果该器官对生命相当重要的话，那么在低等动物中也应该比较发达。从这个意义上讲，自古以来就比较发达的海马，可以说是脑中特别重要的部位了。因此，虽然人脑中海马所占的比重并不高，但绝不能说它不重要。实际上，海马在脑发挥高层次机能中扮演了重要的角色，从 H．M．的病例报告中，我们就可以明白这一点。 据推测，人类脑中的海马约有 1000万个神经细胞。如果整个脑约有 1000亿个神经细胞的话，海马可以说是从神经细胞中精选出的为数较少的“精锐集团”。 图 5记忆状态下活动的海马 图 5是用一个被称做正电子发射断层扫描(PET)机的医疗仪器对人脑的横截面进行观察的图像。正 电子发射断层扫描是一种测定注入体内的微量放射性物质被脑的哪个部位如何利用的方法。利用这种方法，人们可以详细研究大脑的活动模式。在这张照片中，白色发亮的部分显示了正在活动的脑部位。在实验中，先让接受实验的人记忆几个 单词，之后再接受一个测验，就是给出提示让他回忆出这个单词。比如，先让他记忆“angelfish”(神仙鱼 )这个单词，几分钟之后，把写有“an9..”的卡片给他看，让他回忆是什么单词。图 5就是接受测试的人在回忆单词的时候脑活动的情形，我们可以看出，右侧的海马活动旺盛。 在进行自由想象的时候，海马的神经细胞也非常活跃。我想，大家能够从这个实验中了解到那些少而精的海马神经细胞对记忆而言是何等重要。如果海马活动失常的话，即便大脑的其他部位都没有问题，人们也无法良好地进行记忆，还会出现健忘的症状。刚才我们举的 H．M．的记忆障碍就是一个很好的例子。 图 6海马的神经细胞 图 6是在我的研究室拍摄的活的海马神经细胞，这是用共焦点激光显微镜这种特殊仪器拍摄下来的影像。想到正是因为我们大脑中海马神经细胞活动旺盛，我们才能够正常地记忆事物，我不由得对这个仅有 25微米大小的脑细胞深表敬意。那么，海马的神经细胞到底对记忆有什么样的作用呢?简而言之，海马神经细胞的作用就是记忆信息的“管理 塔”。它会收集各种各样的信息，对其进行整理和取舍，就像一个记忆的司令部一样发挥着作用。我时常会将海马比做厨师，海马将汲取的各种配料 (信息)进行自由组合，制成菜肴 (记忆)。下面，我们就来观察一下海马是如何烹调记忆这道菜的。 4 海马的结构 海马这个名称的意义从古至今发生过改变。江户时代的学者越谷吾山曾经编著了一本名叫《物类称呼》的书。翻开这本古书，我们可以看到里面记载着这样的内容：“海马意为„海马‟。(指动物——编注)”后来的解剖学者在对脑进行研究的时候，发现潜藏在大脑皮层下的、呈弯曲状的脑部位看上去很像海马的尾巴，才将其命名为海马。 但总算取了海马这样一个别致的名字，我们在学习海马的时候，却觉得与其说是海马，还不如把它想象成金太郎糖(日本的一种糖果，切开后其横截图 7海马的构造和神经线路 面为日本神话传说中的人物金太郎的头像——编注 )更为合适一些。海马就像金太郎糖一样，无论从哪里切断，都呈现大致相同的横截面，图 7就表现了该横截面的样子。正如左上方的照片里所表现的那样，仔细观察海马的横截面，我们就会发现两条特别的黑道，看上去好像是 n和 U相互交叉组合在了一起。 这两条黑道其实是整齐排列着的神经细胞的集合体，海马的神经细胞在里面排列得井然有序。另外 n和 U还有各自的叫法，呈 n状的叫做阿蒙氏角，而 U状的则被称做齿状回。有的脑解剖学者会 单把阿蒙氏角称做海马，为了避免混淆，本书中将二者合在一起统称为海马。 阿蒙氏角和齿状回中的神经细胞数量大致相同，但是二者所含的神经细胞的形状和性质却截然不同。阿蒙氏角的神经细胞像金字塔那样呈三角形，所以被称做锥体细胞；而齿状回的神经细胞却呈浑圆的小颗粒状，因而被称做颗粒细胞。让我们再来看一下图 6，照片上所显示的海马神经细胞呈三角形，所以这是阿蒙氏角的锥体细胞。 下面，我们再对海马的构造进行更加详细的说明。根据阿蒙氏角锥体细胞的性质，又进一步细分为四个部分，分别为 cAl区、CA2区、CA3区、CA4区，其中最重要的是 CAl区和CA3区。CAl区和 CA3区这两个区域通过神经纤维与齿状回连接在一起，并构成了一个联系网，可以从图 7中的海马模式图看出这一点。这个神经线路是 20世纪早期由西班牙的组织学家罗兰多·德·纳发现的。这个神经线路非常简单，比较容易记住。 在海马中，神经信号的人口和出口是泾渭分明的。人口的机能由齿状回承担，出 El的机能则由 CAl区承担。CA3区则是连接人 1：1和出口的中间点。也就是说，神经信息首先进入齿状回，然后传送到 CA3区，最后进入 CAl区，离开海马，这种齿状回一 CA3区一 CAl区的三段式信号传递方式通常被称做海马的主要突触线路，是脑研究中最有名的神经线路。齿状回是信息的人口，那么信息又是从脑的哪个部位来的呢?实际上，信息是从大脑皮层进入的。大脑皮层中有一个被称做颞叶(嗅内皮质)的特定场所。颞叶位于大脑的侧面，是识别事物的重要的脑部位(见图 l)。通过看、听、触、嗅等所获得的有关事物的信息会传送到颞叶，于是人就能够认知当前的事物，接着该信息被继续输送到海马。这样，进人海马的信息到了齿状回，紧接着又到了 CA3区、 CAl区。但是，这里又产生了一个新的疑问。到达 CAl区的信息接下来又到了什么地方呢 ?下面我来公布一下答案。信息会通过一个叫做海马支脚的场所，再返回到颞叶。也就是说，从颞叶而来的信息迅速绕海马一周，又重新回到原来的地方，并且信息的流向是单向的。正如图 7的海马模式图所显示，信息总是按照顺时针传导的，决不会逆行传导。信号一定是按照颞叶→齿状回→ CA3区→ CAl区→颞叶的顺序传导的。 此外，更重要的一点是，每次海马以这样的路径传导信息的时候，所输入的信息会以各种各样的方式被整理合并或被删除。进人海马的信息在以适当的形式被加工处理之后，会再次回到颞叶。如果还是用烹饪打比方的话，输入海马的信息还是各种配料，只有经过海马的加工，才变成可以品尝的菜肴，并以这种形式送还到颞叶。当然，加工方式是由海马神经线路所具有的特性决定的。这种信息处理以及经由神经线路传导信息的现象是理解后面各种知识的非常重要的概念，希望大家把这一概念牢牢记在心中。 5 重组还是过劳死 根据进化论的学说，不同种类的动物，其海马的齿状回、CA3区、CAl区三个部位的大小是不同的。从进化论的角度来说，低等动物的齿状回更发达一些，相反，高等动物的 CAl区则相对发达。而人类的 CAl区所占比重非常高，大概是由于 CAl区与高层次脑机能有关联的缘故吧。从进化论的角度还可以发现，海马的三个部位之中，齿状回是最重要的领域，发挥着最原始的、最基本的作用。 实际上，细胞经过锻炼数量会增加的现象是齿状回的颗粒细胞特有的现象。海马中具有增殖能力的神经细胞仅仅是齿状回的颗粒细胞而已，颗粒细胞增加，记忆力就会增强。齿状回是信息进入海马的入口，所以入 l：1的神经细胞越多，记忆力就会越好。总之，进入海马的信息量与记忆力之间有着很深的联系。 美国神经生物学家莱普在 2000年的《神经科学》杂志上发表了自己的研究报告。报告中写到，因衰老而导致记忆力低下的老鼠，它的齿状回连接点的数量会减少一半，也就是说，由于无法向海马输入信息而使老鼠的记忆力减退。而那些年龄虽然增加，记忆力却没有减退，依旧充满活力的老鼠同年轻老鼠一样，拥有几乎同样数量的连接点。 大家已经知道，齿状回的颗粒细胞会增殖，但它的死亡速度也是非常快的。颗粒细胞相继产生，同时也不断死亡。这种新陈代谢是非常剧烈的，抛弃老化的颗粒细胞，由新的颗粒细胞进行替换。令人吃惊的是，仅仅三四个月的时间，全部颗粒细胞就会被新的神经细胞所替换。无论是小孩还是老人，齿状回细胞的更替都是非常旺盛的。 这种在以往的脑科学中所没有发现的、例外的“转生”现象为什么只在海马区的齿状回部位发生呢?这个问题至今仍然是个谜。或许是因为齿状回的神经细胞要负担超强工作的缘故吧。年轻的神经细胞活动旺盛，所以不断启用年轻的神经细胞来提高工作效率，能力衰减、老化的神经细胞则被解雇了。此外，还有一些研究人员认为是由于工作强度太大而导致了齿状回细胞过劳死，它的寿命仅仅有几个月。不管是什么原因，齿状回承担了高强度工作的重要职责，这一点是毫无疑问的。 还有一点要注意的是，神经细胞的增殖速度与死亡速度之间的平衡陛是非常重要的。增殖速度快，齿状回整体颗粒细胞的数量就会增多，记忆力也就相应增加了。反之，死亡速度快，颗粒细胞的数量就会随之减少。记忆力增减的秘密就在于维持这种平衡。 6 为什么只能记住 7个 海马的顺时针神经传导线路与记忆之间有什么关联呢?在回答这个问题之前，首先要详细说明一下“记忆”。 大家听到“记忆”这个词语时会想到什么呢 ?是考试前临时抱佛脚，将知识硬灌到头脑中的临阵磨枪式的学习，还是新同学或新同事的面孔和名字 ? 每个人都有各自不同的记忆内容。实际上，记忆本身就是多种多样的。所以，在进行脑研究的时候，要想更清晰地阐明记忆，首先就要对这些不同的记忆进行分类。下面，我们就来解释一下记忆的种类和分类方法。 首先，根据保存时间的长短对记忆进行分类。保持时间较短的为短期记忆，较长的则是长期记忆。大家大概会马上想到，有时一件事很长时间都不会忘记，有的事好不容易才记住却很快就忘了。那么如何划分时间的长与短呢?这是一个比较难的问题。一般来讲，脑科学家将 30秒或几分钟的记忆称为短期记忆，将更长时间的记忆称为长期记忆，以此来进行区分。这两种记忆的使用方法和储存方法是截然不同的。 打电话的时候，我们都会一边看电话簿，一边背电话号码，然后拨号。但通常拨过电话之后，就不记得刚才的电话号码了。也就是说，这个电话号码只在脑中进行了短期存储，这就是短期记忆的典型例子。 此外，还有一个有名的短期记忆例子，就是心算。比如，计算一下(5+7)÷(4— 1)这个公式。一定是先算出 5+7=12，然后再算出 4—1=3，最后计算12÷3=4。大脑在计算过程中，先导出 12这个结果，之后暂且搁置起来，再进行下一步运算。然后再从记忆中提出 l2这个数字，进行最后的运算。所有计算结束之后，通常就把 5+7这个最开始的计算忘得一千二净了。也就是说， 5、7、l2这些数字只不过是暂时记忆在头脑之中的，如果该数字已经没有用的话，就无需再存储它了，相关的记忆也就随之消失了。这样看来，所谓的短期记忆就是在必要的时候临时储存的记忆，这种例子不胜枚举。 然而，我们并不能运用短期记忆无限制地记忆事物，一次可以记忆的数目是有限的，这是短期记忆的一大特征。这个数目大致为 7个，通过训练增强记忆的话，可以达到 9个，记忆力不太好的一次只能记住 5个。不管怎样，每个人的短期记忆几乎没有太大的分别。人类瞬间把握、可记忆的对象数目大致为 7。7这个数字是美国的心理学家米勒发现 的，也就是有名的“神奇数字——7”。一星期有一、二、三、四、五、六、日共 7天；音符也是 d0、re、 mi、fa、sol、la、si 7个。此外，漫画或电视剧里面，与剧情相关的主要演员也大致为 7名。数目再多的话，大脑记忆起来就会比较混乱了。电话号码也有类似的情况。我们发现了一个有趣的现象。除了长途电话，电话号码都在 8位数以内。这是与短期记忆的界限相接近的位数。所以，在拨长途电话的时候，比如 53—9046—7281，要想记住这个 l0位号码是比较困难的。但是，中间添加的“ _”这个符号可以帮助我们进行短期记忆。如果没有“_”的话，就变成了 5390467281，已经完全超出了短期记忆的范围。但是在所罗列的数字中间插入“一”添加韵律节拍之后，就分成了 53、9046、 7281这三组数字，是在短期记忆所能容纳的限度内。通过组合，记忆容量增加了，这种记忆事物的方法专业术语称做意元化。这也是我们平时不知不觉所运用的一种程度比较高的记忆方法。 刚才我们讲到，在打电话之前，电话号码可以通过短期记忆存储在头脑之中。假如我们每天都给密友或恋人打电话的话，最后不用看电话簿就能准确地拨号了，这种情况就成了长期记忆。一旦形成长期记忆之后，遗忘的速度就会变得非常慢。记忆存储在头脑之中，几个小时、几天、几个月、几年，有时甚至一生都不会忘记。一般来说，没有意义的数字或文字会较快被忘记；反之，那些具有冲击力的场景会留下较深的印象，长时间地留在记忆之中。 与短期记忆相比，长期记忆能够维持比较长的时间，不会改变。如果用电脑来比喻的话，短期记忆是被存储在 RAM(随机存储器 )中，而长期记忆则被保存在硬盘里面。所以大家说起记忆时，大概首先想到的是长期记忆，而不是短期记忆吧。 7 想不起来也是记忆吗 长期记忆还可以进一步分类。比如，如果现在问你，记忆比较深刻的往事是什么 ?是小学运动会上得了一等奖，还是向心爱的人表白后被拒绝，或者是考试通过之后和朋友一同庆祝欢呼?这些记忆一定是因人而异的。但大多数情况下，都是与你过去的体验和经历相关的记忆，比如何时何地做了什么事情等，一定是值得回忆的记忆。这种记忆被称做情景记忆。但是，长期记忆并不仅仅限于这些方面。与经验没有什么联系的知识也可以是长期记忆。比如，华盛顿是美国第一任总统、神仙鱼是热带鱼、企鹅不会飞、从这个路口向左拐有一个加油站等，这些并非体验，而是更为抽象的记忆——知识，这种记忆叫做语义记忆。 情景记忆是 1972年由加拿大的心理学家图尔文提出的，语义记忆是 1966年美国的心理学家奎廉提出的。这两种记忆的区别非常重要。刚才，当我说“大家想一想过去的事情”的时候，大家一定想到的是自己过去的经历(情景记忆)，大概没有人会想到“华盛顿是美国第一任总统” (语义记忆)吧。这样来看，情景记忆可以有意识地回忆出来，而语义记忆如果没有什么特别的契机是不会联想起来的。 在本章的开头，我向大家讲述了我曾经和一名年轻人在旅游景点偶遇的故事。这就是我的情景记忆。那时的情形我记忆犹新。那是一个晴空万里、风和日丽的一天，旅游景点的人群熙熙攘攘，非常热闹。在返回的途中，我买了一个鲷鱼形的豆沙馅点心，但是只吃了一半就掉在了地上，十分可惜。那个时候的情景作为过去的经历，时常出现在我的情景记忆之中，自己也能够有意识地自由想象，这就是情景记忆典型的特征。 这些是情景记忆还是语义记忆 另一方面，语义记忆也是过去的记忆，但不会有意识地联想起来。要引出语义记忆，大多数情况下，契机是非常必要的。比如，只有被问到“华盛顿是什么人”的时候，才会联想出“他是美国第一任总统”。我想大概不会有人会在一个风和日丽的假日，在公园散步的时候，突然想起“华盛顿是美国第一任总统”之类的事吧。即使通过提示联想起这件事，也和自身的经验毫不相干。 也就是说，语义记忆就是不介入自我 (意识)的抽象记忆。事实上，“华盛顿是美国第一任总统”的事实和自我经历是没有关联的。像语义记忆那样，没有自我介入的记忆被称做内隐记忆。与此相对，联想起来的事情之中伴随着自身的体验，上升到意识的记忆被称做外显记忆。情景记忆就是外显记忆的典型表现。 但是，话说到这里，或许会有一些读者发出“哎呀”一声感叹。不同的人想到“华盛顿是美国第一任总统”的时候，还会带有不同的个人体验，比如“这是小时候邻居的叔叔告诉我的”等。但这里所联想到的就不再是语义记忆，而是情景记忆了。从这个意义上讲，情景记忆和语义记忆的界限就比较模糊了。不过还是让我们再来思考下面的事情吧。 比如，以前我曾经在电视中观看过在法国举行的世界杯足球赛，而且看到了高中时的学长—— J联盟著名的主力队员中山雅史为日本踢进决定性的一球的情形。当时，我一边畅饮啤酒，一边兴致勃勃地观战。当看到射门成功的时候，兴奋得眼泪都快流出来了。直到第二天，兴奋的心情仍然难以平静。现在我回想起几年前的事情，就是一种情景记忆。但是，经过若干年之后，在电视前观战时那种兴奋的心情已经淡漠了，唯独“中山雅史在世界杯足球赛中为日本踢进决定性的一球”的事情还留在记忆之中，这里所引发的是语义记忆。前面我们已经论述了语义记忆就是知识，无论什么知识，最初都是在某种状况之下存储在头脑之中的。这种状况消失之后，仅存的知识就成为语义记忆了。 语义记忆是内隐记忆，所以没有一定的契机是不会想起的。我在旅游景点遇见那位年轻人的时候，怎么都想不起他是谁。也就是说，这位年轻人对我来说还是语义记忆。反过来，现在我总能想起那时遇到的那个学生，这一情景已经作为情景记忆留存在我的头脑之中了。也就是说，情景记忆和语义记忆根据经历和时间是可以相互转变的。 一般来说，怎么想都想不起来或一时想不起来等状况是在语义记忆中经常发生的事情。考试过程中，无论如何都想不起答案，是由于这种记忆为语义记忆。考试前的复习中，硬塞在头脑中的知识通常为语义记忆，要想起这些知识是需要一定的契机的。当 l'口-J N“华盛顿是什么人”时，就能够回答出“他是美国第一任总统”。如果这种契机不够充分，就无法想起这些知识，也就出现了一时想不起来的现象了。有时候，语义记忆中还会混入情景记忆，比如“就在课本的那页上写着呢”，这也同样可以成为提示记忆的契机。 另一方面，即使是同样的内容，采取不同的询问方法的时候，也会出现无法想起的情况。比如，用和刚才相反的方式询问“美国第一任总统是谁”，回答不出的人的比例就会增加，这就是一个很好的例子。总之，契机对记忆而言是一个非常重要的因素，也是语义记忆一个非常显著的特征。话说到这，我想大家一定已经明白要想提高考试分数应该如何去做了。这并不是一件难事，只要将知识作为情景记忆，而不仅仅是作为语义记忆储存在头脑之中就可以了，这个话题我们留到第六章再详谈。 8 误解也是记忆吗 我们已经知道长期记忆分为情景记忆和语义记忆两种。美国的心理学家科恩和斯凯尔又发现了两种长期记忆，这两种长期记忆都是我们平时无意识之中的自然记忆，也就是内隐记忆。 比如，我们会穿衣脱衣，这是刚出生的婴儿所不能做的事情。我们在之前的某个时间，不知不觉之中已经记忆了穿衣脱衣的方法。现在，我们不用特意去想就能够穿衣和脱衣了。运动也是如此，没有一个人从最开始就非常擅长运动的，在反复不断的失败过程中，运动技能会自然而然地得到提高。我们时常这样说——用身体去感知，“用身体感知”也是长期记忆的一种。当然，这并不是指用身体来记忆，也是用脑来记忆，这种记忆被称做程序性记忆。这种记忆对于行走、使用筷子、打字、打棒球等平时自然而然的行为起着非常重要的作用。情景记忆和语义记忆可以解释为 What is，程序性记忆则可解释为 How to。用专业术语来说的话，前者为陈述记忆，后者为非陈述记忆。 此外，还有一种记忆，就是促发记忆。这种记忆与其他的记忆有所不同，是一个比较难以说明的概念。促发记忆发现于 20世纪 80年代，在此之前人们对其一无所知。我们在解释促发记忆之前，还是先进行一个简单的实验吧!首先，先来读下面的文章。这是有关美国的一部动画片中的主人公大力水手鲍佩以及鲍佩喜爱吃的菠菜的故事。 鲍佩击败好斗的普路特的情景大快人心。鲍佩与普路特相比，体格处于绝对劣势，所以更激起了我们的同情心。吃了菠菜之后，鲍佩变得力大无比，最终打败了常胜将军普路特，反败为胜。这种熟悉的模式会带给观众一种安心的感觉。众所周知，鲍佩的力量源泉——菠菜实际上是一种富含营养的食品。这个动画片的影响非常大，据有关方面报道，当时喜欢鲍佩、正值发育旺盛的孩子们都变得积极主动地去吃菠莱了。 上面的文章虽然只是一段平淡无奇的解说，但是或许大家在读过这篇文章之后，已经在脑海中看到了一些有关促发记忆的影像。在这篇文章里，“菠菜”这个词总共出现了三次。但不知道大家注意到了没有，第三次出现的并不是“菠菜”，而是完全没有含义的文字的罗列——菠莱。大家在读文章时，一定有人没有发现这个问题，而是马马虎虎地读成了“菠菜”。这是因为大家已经预先意识到了这篇文章的内容是关于“鲍佩和菠菜”的，所以就随意将其解释成了相近的词语。也就是说，在读到“菠莱”这个词之前，头脑中已经存储了以前曾经出现过的 “菠菜”这个词语，这个记忆比自身的意识优先识别了文字。这种无意识的记忆就是促发记忆。 除了这个例子之外，我们在日常生活中，时常会出现“误解”的现象。这一现象大多数都是由促发记忆引起的。这样一来，似乎使人对促发记忆产生了非常不好的印象。当然，事实并非如此。使„用促发记忆的时候，无需特意逐字识别就能够顺利地读出“菠菜”这个词。促发记忆能够大大加快人们对所见事物的理解以及对自身所处状况的判断速度。 上面的说明或许有些烦琐，这里我再进行一下整理。记忆分为短期记忆和长期记忆。长期记忆还可以细分为情景记忆、语义记忆、程序性记忆、促发记忆。简单总结一下的话，就是： A．短期记忆：30秒至几分钟的记忆，7个左右的小容量。 B．长期记忆：更长时间的记忆。 (1)情景记忆：个人的回忆。 (2)语义记忆：知识。 (3)程序性记忆：身体所感知的事物的程序。 (4)促发记忆：误解的根源——潜意识效果。 在这 5种记忆之中，短期记忆和情景记忆都是处在个人记忆水准之上的外显记忆，所以能够有意识地回忆出来。相反，其余的语义记忆、程序性记忆以及促发记忆这三种记忆都是没有自我意识介入的，所以称之为内隐记忆。 这种记忆的分类方法是美国的心理学家斯凯尔所倡导的，现在我们把它称为“斯凯尔记忆分类”，这是最普通的记忆分类方法。下面我们再更加详细地阐述一下这些不同类型的记忆。 9记忆的阶层 美国的心理学家柯林斯和金利恩曾经做了一个有关人类记忆的有趣实验，就观赏性热带鱼——神仙鱼进行简单的提问。这些问题都是随意的，但是能让回答者轻松回答，这种简单问题实验的效果比较明显。 “神仙鱼会游泳吗?”回答当然为“会”。接下来的一个问题是“神仙鱼会呼吸吗?”回答也是“会”。当听到别人向你提出诸如此类常识性问题的时候，你恐怕会大发雷霆，觉得自己被愚弄了。 这两个问题都引出了回答者储存在头脑中的语义记忆。但是，当对提问到回答之间所花时间进行测定的时候，结果显示，回答“会呼吸吗”这个问题比回答“会游泳吗”这个问题的时间要长。虽然是相同的语义记忆，回答所花费的时间却不同，这是为什么呢? 我想大家在回答完这两个问题之后，一定会察觉到这个问题。当被问到“神仙鱼会游泳吗”的时候，大多数人都会首先考虑到“神仙鱼是一种鱼”，然后才考虑到“鱼会游泳”，由此得出“神仙鱼会游泳”这个结论。也就是说，从被问“神仙鱼会游泳吗”到得出答案，通常要按照上述三个步骤来思考，这种典型的三段论方法在头脑中的运作只是一瞬间的事情。 那么，当被问到“神仙鱼会呼吸吗”这个问题的时候又是什么样的情形呢 ?大多数人会先考虑到“神仙鱼是一种鱼”，然后是“鱼是有生命的动物”，接下来是“生物都会呼吸”，最后才得出“神仙鱼会呼吸”的结论。也就是说，回答“会呼吸吗”这个问题比回答神仙鱼会游泳吗“会游泳吗”这个问题多了一个步骤。这种步骤的差别就造成了回答后者的时间相对长一些。 尽管都是有关同一种事物——神仙鱼的记忆，但并不是所有记忆都是以相同形式存储在头脑之中的。虽然都是语义记忆，同样地并不都是以相同的标准记忆在头脑中的。就像刚才的例子那样，是分成了“神仙鱼”、“鱼”、“生物”几个阶段保存在记忆中的。此外，各个阶段的信息形成了相互联系的网络，从而创造出了“神仙鱼”这一概念。并且，由于引发处于不同阶段的记忆也是分若干步骤的，所以人们得出最终结果所花的时间有所不同。 分阶段进行记忆是非常重要的，这种方法并不仅仅限于语义记忆，也适用于其他种类的记忆。此外，之前我向大家介绍的 5种记忆也相互形成了一定的体系，这就是加拿大的心理学家图尔文提出的记忆阶层(见图 8)。处在最下层的是程序性记忆，上面为促发记忆，然后是语义记忆、短期记忆，最上面的是情景记忆。阶层越靠下，就越原始，也就是对生命维持相对重要的记忆；阶层越往上，记忆内容的程度就越高。 这个阶层很好地表现了生物进化的过程。从进化论角度上看，越是低等的动物，位于下层的记忆就越发达；相反，越是高等动物，上层记忆就越发达。京都大学的松泽哲郎在 2000年的《自然》杂志上曾经写道，黑猩猩短期记忆的能力与人类非常接近。当然，人类和其他动物相比，储存最上层记忆——情景记忆的能力非常高，这一点是毋庸置疑的。 此外，这个阶层也符合人类的成长过程。从幼儿发育为成人的过程中，最先发展的是程序性记忆，其次是促发记忆、语义记忆、短期记忆，发展最晚的是情景记忆。我想大家都会有这样一种体验——几乎没有从出生到三四岁之间的记忆。这就是幼儿期健忘的现象，原因就在于情景记忆的发展相对比较晚。事实上， 10岁之前，语义记忆发展迅速，过了这个年龄，情景记忆就逐渐占了上风。 相反，有些人随着年龄的增长，记忆力减退，会出现健忘的症状，这是因为记忆开始从最上层消失。首先，情景记忆的能力逐渐衰退，比如，日常生活中经常忘记把东西放在哪里，更严重的时候甚至忘记是否吃过饭，这是痴呆症初期的一种症状。 随着症状的发展，语义记忆也开始消失，甚至连自己周围的亲朋好友都记不得了。但即使如此，最深层的程序性记忆还是得到了较好的保存，穿衣、走路、用筷子吃饭等记忆还一直保留着。 10 海马记忆什么事物呢 记忆的这种阶层表明每种记忆的机制都是各不相同的。那么，在这 5种记忆之中，哪一个是与海马相关联的记忆呢?这个答案也是通过 H．M．的病例研究得出来的。 前面我们已经讲过，被切除了海马的 H．M．显示出顺行健忘的症状。 H．M．完全记不住当天发生的事情，至少说明情景记忆已经显示出严重障碍，但也并不是完全丧失了记忆的能力，这一点在后来的研究中得到证实。 研究人员让 H．M．一边看着镜子，一边写文字和画图形。大家只要实际做过就一定知道，镜子中所映出的手的动作和现实中是左右相反的，所以这样来书写文字或画图十分困难。但是，H．M．通过 3天的训练，逐渐能够非常顺利地进行书写了，而且书写的速度和镜像书写训练程序性记忆平常人大致相同。这一课题就是所谓的身体(手)感知程序测试，即程序性记忆测试。也就是说， H．M．的程序性记忆是正常的。当然，由于 H．M．已经丧失了情景记忆，所以完全记不起进行镜像书写训练的事情，只不过书写的技术提高了。 像这样，研究人员对 H．M．进行各种测试和实验，进行了更为详细的研究，结果表明， H．M．只是丧失了情景记忆和语义记忆，这也就说明了海马与情景记忆、语义记忆存在着密切的关系。我们在日常生活中经常使用到的一些记忆就是由海马负责管理的。比如，与人初次见面后记住对方的面孔，记住回家的路线，记住麻将牌的读法，考试前的知识记忆等，这些时候海马都起着非常重要的作用。 顺便再提一下，最新研究表明，短期记忆和促发记忆由大脑皮层管理，程序性记忆主要是由纹状体(位于大脑皮层内侧的基底核 )和小脑控制的。运动能力(程序性记忆的一种)和小脑有着特别紧密的关系。实际上，小脑最发达的动物是鸟类。鸟在天空中自由翱翔，它们的飞翔能力是靠出众的运动神经支配的，这一点并不难想象。 另外，从 H．M．的病例之中，大家也可以了解到海马的另一个重要性质。 H．M．虽然记不住每天的所作所为，但是却没有忘记 1 1年前的往事。而且，H．M．每天也阅读报纸、杂志，能够和别人交谈。也就是说，他能够正常记起过去所记忆的文字和语言等信息，对于 1 1年前的事情也并非一无所知，记忆里还残留着一部分事情和知识。这些现象都表明了一个重要的事实，即即使没有海马也仍旧可以想起从前的事。虽然海马对于记忆非常重要，但对回忆却没有太大的意义。这也说明了记忆并不是存储在海马之中的。也就是说，海马所形成的记忆存储在了海马之外的其他地方。实际上，除了研究 H．M．的病例，科学家们还进行了更多的研究，现在大致已经确认了海马只是暂时存留记忆的场所，记忆最终保存在海马之外的其他地方。海马存留记忆的时间最长也不过 l个月左右。超过了这个期限，记忆就转移到了其他地方，并在那里长期储存下来。那么，记忆最终保存在大脑的什么位置呢? 11 记忆的仓库 记忆究竟储存在脑的什么位置呢?关于这个问题，还有一个有趣的实验。大约在 50年前，加拿大的神经外科医生潘菲尔德进行了研究。潘菲尔德是癫痫病专家。当时还没有能够有效治疗癫痫病的药物，所以大多要通过外科手术来治疗。癫痫病是由于脑的一部分神经细胞活动异常而产生的病症，所以手术就是要切除异常神经细胞。 潘菲尔德为了探明癫痫的发病场所，采取了电流刺激脑部的方法。也就是说，如果病灶的神经细胞受到刺激，患者就会出现病发的状态。在整个手术过程中，医生并没有给患者注射麻醉药，只是让他服用了止痛药来抑制疼痛。也就是说，医生在患者意识完全正常的状态之下打开了头盖骨，然后接通电流，用针(电极)去刺激显露出的脑部，这是一个难度很高的手术。在潘菲尔德的努力下，这种治疗方法取得了很好的效果。此后，约有 l000名患者都相继接受了潘菲尔德的治疗。 潘菲尔德在进行这种治疗的过程中，发现了一个非常奇妙的现象。当脑的某个部位受到刺激的时候，患者就会想起以前曾经看过的风景，或清楚地听到一段熟悉的歌曲或孩子的声音什么的。当然，事实上患者面前只有实验室的情景，并没有什么音乐。但是，脑部受到刺激的患者却会觉得好像重新体验了一次自己过去的经历。潘菲尔德当时刺激的部位是颞叶，也就是说，记忆是以可以提取的完整形态储藏在颞叶里的。 现在，医疗水平取得了很大的进步，所以医生已经不会再采取那种粗鲁的方式来治疗癫痫病了。从这个意义上讲， 50年前潘菲尔德的研究现在已经成了非常宝贵的资料。但是，从另一个角度来看，因为那个实验的时间毕竟比较早，一些研究人员曾经指出潘菲尔德的实验在精确程度上存在着一些问题。比如，当时的仪器是无法对电流刺激的强度进行精密控制的，所以究竟要对多大范围内的脑部位 进行刺激并不十分明确。而且，在约 1000名的患者之中，曾经体验过往事重现的人不过才 40人左右，因此后来的研究人员曾经指出，往事重现现象概率过低。但是，尽管存在着很多的问题，用电流刺激颞叶，会强制性地引发记忆的发现仍然引起了世人的极大关注。后来，研究人员利用猴子进行的研究确认，记忆的保存场所就在颞叶。 记忆储存在颞叶这一事实非常有趣。让我们再来看一下图 7。信息由颞叶进人海马，然后这一信息经过加工处理，在海马中按顺时针迅速旋转一周之后，再次回到颞叶。由颞叶而来的信息在海马中停留 l个月左右，又重新返回到颞叶。进人海马的信息是人们看到、听到、感知到的综合信息。这一信息由海马进行适当处理之后，会再次从海马中提取出来，提取出的信息就作为记忆保存下来。 海马对应该记忆的信息进行取舍选择，然后将其输送到记忆储存库。海马可以称得上是“信息的筛子”了，也可以说是记忆的分类员。海马在我们没有觉察的情况下，将信息分成记忆的信息和无需记忆的信息。进入海马的信息包括看到的事物、听到的声音、触摸到的东西、闻到的味道、感知到的滋味等，但并不是所有的信息都会一丝不漏地作为记忆储存起来，而是从中选择应该记忆的信息，进行高效的记忆。在脑中进行这种分类工作的就是海马。反过来说，我们只有充分理解了海马的作用，才能有意识地控制自己的记忆力。关于这一点，我们会在第六章中进行详细的说明。在这里，大家应该记住——获取的信息会在海马中停留 l个月左右，之后海马会将其中应该记忆的信息送还到颞叶。 12 刻画“命运 "的海马 现在，我们已经知道海马具有非常重要的作用，它是记忆的关键，可以称做是记忆的司令部。正是由于这个原因，研究人员对大脑中的海马产生了极大的兴趣，他们已经从各个方面对海马进行了许多实验和研究。下面，我就从众多的研究中举两个重要的发现—— θ波和处所神经细胞。 θ波是一种脑波。大家都知道，脑波有 α波和 β波等。当脑处于放松状态的时候，会产生 α波，所以能够促使α波产生的古典音乐或安静的环境对人的身心健康都非常有益。而人们对θ波的熟悉程度却不如α波。θ波主要是海马发出的一种脑波，其特征是以每秒 5次的频率(5赫兹)波动，这种频率叫做θ节奏。 但是，海马并不经常发出 θ波，θ波只是在某些特定的时候才产生。当遇到新事物或到了一个陌生的环境，需要了解各方面信息的时候，海马就会明显地发出θ波。如果你遇到了迄今为止从未遇到过的事情，海马就会发出 θ波，并开始活动。并且，海马还会试图记住眼前出现的这个事物。 θ波表现为试图记忆的意志形态。 相反，人在百无聊赖，墨守成规或对周围事物失去兴趣的时候，就不会产生 θ波。只有人在充满兴趣地发现和思考事物的时候， θ波才会随之产生。 我们经常会有这样的体验——兴致勃勃地学习总比百无聊赖地学习效果更好，记忆力更强一些，这与海马发出的θ波有关。所以，要想提高记忆力，就要对需要记忆的事物抱有浓厚的兴趣，促使 θ波产生，从而使得海马的活动更为旺盛。贝多芬的《命运》交响曲的开头是大家非常熟悉的旋律——“当、当、当、当”。最开始的四个音 符就是θ节奏。当然，在这位作曲家活跃的时代，人们对θ波还一无所知。但是，这首曲子的θ节奏却给人一种激动人心、富有生命力的感受。 13 海马是地图 20世纪 70年代，有关海马的研究取得了划时代的巨大进步。先驱者就是英国的脑科学家阿.基夫，他于 l971年在《脑研究》杂志上发表了自己的研究报告。阿.基夫曾经用细微的电极去刺激老鼠脑中的海马区，观察阿蒙氏角的锥体细胞的活动情况。研究报告中还详细记录了老鼠在屋中自由活动的时候，它的神经细胞活动情况。结果表明，该神经细胞仅在老鼠处于屋子中某一特定处所的时候才活动，其他的神经细胞也仅在其他特定“场所”的时候活动。也就是说，只有当老鼠处于某一场所时，锥体细胞才有反应，进行活动。这种神经细胞就叫做处所神经细胞。 这种神经细胞可以记忆事物在空间的某一特定位置，当老鼠来到这个地方的时候，神经活动就开始了。处所神经细胞只在老鼠处于某个特定场所时活动，下页的图 9就表现了处所神经细胞的实验方法。实验者无需亲眼去看跑来跑去的老鼠，而是通过监视器来观察处所神经细胞的反应，从而准确判定现在老鼠在什么位置，这就说明了处所神经细胞井然有序的活动模式。此外，研究表明，老鼠也是通过海马的处所神经细胞的活动模式来判断自己当前所处位置的。 处所神经细胞有一个非常重要的性质——处所神经细胞的活动仅仅受到处所信息的影响，与老鼠身体面向哪个方向没有关系。这一事实说明了非常重要的一点，即眼前看到的景色或风景和处所神经细胞的活动基本没有关系。总之，只要处于那个地点，处所神经细胞就会作出相应反应，并进行活动。反应对象是“处所”这个抽象的概念。 比方说，即使屋里突然停电，四周一片漆黑，摸着黑来到了那个地方，这时处所神经细胞仍然会作出相应的反应。所以，眼睛有障碍的人也有处所神经细胞。即使眼睛看不见，也可以知道屋里的情况，比如桌子在屋子的什么位置，床在哪里，门在什么地方等。海马的处所神经细胞并不是仅仅凭借眼前所见的事物来判断场所的，而是运用一种综合的感觉来进行判断的。海马中有处所神经细胞所描绘的周密地图，利用这个地图就可以确定现在所处的位置了。 处所神经细胞仅存在于海马之中。从这一点上来说，人们发现处所神经细胞的时候，就了解到了海马对于空间概念记忆的重要性。比如，老鼠在水迷宫中寻找避难浅滩，并记住相应位置的记忆。对人类而言，海马对于某地有某物的信息、有关路线的记忆、立体图形的想象、图画或文字的书写等都是至关重要的。这个理论当然是正确的。但是，后来的研究表明，海马中还有一种神经细胞，不仅仅会对场所产生反应，对声音或气味等也会产生相应反应。现在，我们已经了解到，从眼、鼻、手、耳、舌等获取的各种感觉信息都会进入海马，并在那里进行加工处理。这些信息都是形成个人经验的必要资料。对何时何地看到什么、听到什么、感觉到什么等诸如此类的资料进行整理，找出其中的联系，形成记忆——经验。这种经验就是情景记忆。 14 婴儿脑中没有海马 在结束本章之前，再说一个有趣的话题。前面我已经说过，海马中齿状回的颗粒细胞具有分裂、 增殖的能力。一般的神经细胞都是刚产生的时候数量最多，随着年龄的增长，数量逐渐减少，因此，神经细胞增加是海马的 齿状回所具有的独特性质。 但是，齿状回还有一个特别的性质。这就是在刚生成的脑中，齿状回尚未发育完成。齿状回主要是在出生之后形成的。其中的原因现在尚未明确。大概是因为脑中最先发育的是对生命而言更为重要的机能，比如呼吸、身体活动、进食、排泄等，而记忆是一种对生存更有用的能力，所以像这种并非绝对必要的机能会在出生之后完成。 总之，海马尚未发育完全的婴幼儿还不能很好地运用海马形成记忆。一般来说，海马初步成形大约在两三岁的时候。事实上，幼儿期健忘的原因就在于幼儿时期的情景记忆尚未形成。 老鼠出生后大约要经过两三周的时间齿状回才完全形成，这和人类的情况大致相似。过了这个时期之后，老鼠就开始独自在洞穴周围活动了。这大概是因为老鼠已经形成了空间记忆能力，逐渐能够按照自身的意志自由行动了吧。 顺带还要说一下，加拿大的精神神经学家米尼于2000年在《自然神经科学》杂志上发表了研究报告。报告中写道，经常受到父母舔拭、爱抚，在亲情浓厚的环境下成长的小老鼠，脑中的海马会发育得更加成熟，记忆力也会更好。这一点和人类培育子女有共通之处。 此外，法国的心理生物学家阿布拉斯在 2000年《美国科学院院刊》中汇报了自己的研究成果。研究中指出，用照明设备在一天中照射昏暗的老鼠洞穴两个小时，用这个方法造成妊娠中的老鼠精神上的紧张感，小老鼠出生之后，它的颗粒细胞的增殖率不高。更可怜的是，这只小老鼠长大之后，海马的机能低于一般水平，其一生的记忆力都相对低下。也就是说，母亲精神紧张会对孩子的一生造成很大的影响。这个研究结果同样给我们人类的生活带来很大的启示。 抚育幼儿或妊娠中的母亲的紧张感对孩子发育成长非常不利，我想任何人都会感觉到这一点。 这一系列研究从本质上向我们证实了大家的这种直觉。 同样，世界上研究颗粒细胞增殖情况的脑科学家们也提出了各种各样有趣的研究成果。比如，只吃软质的食物会导致颗粒细胞的增殖能力降低。 “用力咬食硬质的食物可从整体上刺激大脑，所以对大脑有好处”，从前这个观点是比较模糊的。现在研究人员已经通过颗粒细胞的研究具体阐明了这一理论。此外，还有报告指出，走出社会，积极与人交往要比孤独、封闭的生活方式更能促进神经细胞的增殖，我们只要回想一下日常的生活就会立刻赞同和理解这个观点了。顺便还要指出的是，这个研究报告还指出，异性间的交往要比同性间的交往更能提高颗粒细胞的增殖率。 此外，还有一些因素也可提高颗粒细胞增殖率，比如，众所周知的适度运动 (如慢跑等)或轻微节食。而饮酒过度、身心压力过大或麻醉剂等都是导致颗粒细胞增殖率降低的因素。大家参考一下上述研究结果，在日常生活中注意改善自己的生活习惯，就可以提高神经细胞的增殖率了。 通过前面所述，我们了解到海马具有脑的其他部位所没有的独特性质。这也证实了海马是脑中一个独特的部位，是记忆中特殊的重要组织。正是由于海马具备了这种特殊能力，才能发挥高层次的机能。 那么，海马的神经细胞是如何形成记忆的呢?下面，本书就将转入到有关微观记忆的话题之中。
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