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遗忘也是一种学习大脑空间无穷无尽
http://www.100md.com 2016年4月25日 中国妇女报
     人到中年,你是否还记得你的初吻,你童年时的电话号码,圆周率小数点后几位数字?随着我们每天不断学习新的知识,每天都在积累新的记忆,我们难免会担心:自己的大脑会不会像硬盘一样被塞满?自己为什么越来越健忘了?最新科学研究表明,遗忘也是学习的重要组成部分,你只要学会如何给新学到的信息进行归类,将短时记忆转变为长时记忆,那么,我们的大脑对长时记忆的储存能力是无穷无尽的。好奇吗?快来一探究竟吧。

    ■ 梅青

    每天你都会积累新的记忆——和新对象接吻,存了几个电话号码,或者(可能)参加圆周率背诵大赛。随着你不断进行新的探险,你也许会开始担心,自己的大脑会不会像硬盘一样被塞满?科学家说,这要取决于你所说的是哪一类型的记忆。

    短时记忆很容易被“塞满”,长时记忆的储存是无限的

    “并不是说每段记忆会被存放在一个细胞里,然后填满所有细胞。”美国密苏里大学的认知心理学家尼尔森·科万说道,长时记忆会在神经回路中进行编码,而大脑组成新的神经回路的能力是无穷无尽的,因此从理论上来说,存储在这些神经回路中的记忆数量也是无穷无尽的。

    记忆并不会乖乖待着不动。就像相似却不同的物种一样,记忆之间也会进行“杂交”,创造出类似骡子的结果。如果你想不起来某段记忆,这段记忆就没多大价值了——而且相似的记忆会对彼此产生干扰,妨碍你想起正确的记忆。

    “这种现象之所以会发生,是因为两种相似的记忆有着相似的大脑活动模式,”科万说道,“你的大脑必须形成正确的活动模式,才能成功地储存记忆。”如果你同时学习两种相似的语言,如葡萄牙语和西班牙语,两种语言的单词可能就会互相干扰。这并不是因为你大脑的“空间”像硬盘一样用完了,你只是要学习如何给新学到的信息进行归类而已。从理论上来说,长时记忆的储存能力是没有限制的。

    但是,如果你要记住另一种记忆,即我们所说的工作记忆或短时记忆,你的大脑就很容易被“塞满”或“过载”了。同时在脑海中处理几种信息是很困难的。事情一多,你可能就忘了刚才新认识的人的名字,或是忘记了接电话之前想到的灵感。

    人们的短时记忆究竟能记住多少东西?研究人员对此做了测算,结果是:能记住得并不多。例如,当被要求记住电脑屏幕上的彩色斑点时,大多数人只能记住三四个。而要记住随机组合的字母,多数人顶多能记住七个。“但如果我让你记住‘CIA,FBI和IRS’,”科万说道,“你就能毫不费力地记住这九个字母。它们有自己的含义,并且在你的大脑中已经有了自己的类别,因此你相当于只记住了三个词目。”

    科万称,通过给不同词目分配特定含义并进行分类,我们便能增加可以用精神进行操控的概念的数量。从本质上来说,这就是学习的过程——将短时记忆转变为长时记忆。大脑可以通过提取主要信息、对事物进行分类等过程,以最大效率处理大量信息。

    研究表明:维持长期记忆,靠的是大脑中的类朊蛋白

    最近,美国哥伦比亚大学医学中心(CUMC)脑科学教授埃里克·坎德尔负责的研究小组在《神经元》和《细胞报告》杂志上发表了4篇论文,证明一种正常版的朊蛋白——类朊蛋白CPEB3在保持小鼠的长期记忆中十分关键,对其他哺乳动物可能也是如此。

    形成长期记忆时,神经元之间会建立新连接并不断维持以储存记忆。如果断开这种连接,记忆就会在几天内消失。新研究显示,这些记忆分子就是正常的朊蛋白,它们在细胞中发挥着自身功能,而不会造成疾病。

    研究人员最初在海兔中识别出了正常的朊蛋白,发现它们有维持记忆存储的功能。最近,他们在小鼠中也发现了一种类似蛋白,称为CPEB3。在一项实验中,他们让小鼠在迷宫中反复认路,以形成长期记忆,在记忆建立后两周灭活了它们的CPEB3基因,结果它们的记忆就消失了。随后的研究发现,是CPEB3在神经元内的功能维持了长期记忆。

    坎德尔说:“功能性朊蛋白有两种形式,一种可溶解,另一种会形成凝聚。形成长期记忆时会形成突触连接,在这些突触中,可溶性朊蛋白会转化为凝聚性的,凝聚性朊蛋白打开了维持记忆所必需的蛋白质合成。”

    由于这种凝聚性,长期记忆才能维持。坎德尔说,朊蛋白凝聚不断地自我更新,吸纳新的可溶性蛋白变成凝聚性蛋白。“这种持续性非常关键,这是你能长期记得某件事物,比如在余生里都记得初恋情人的原因。”人类也有类似蛋白,表明人脑中也存在同样的作用机制,但还需要进一步检验。

    旧信息可能干扰新信息,遗忘也是学习的重要部分

    遗忘也是这种学习过程的重要组成部分。“我们的大脑无法记住无穷多的信息,它不是那样设计的。”负责管理乔治亚摄政大学大脑破译项目的神经学家钱卓教授说道。

    行为研究显示,学习新事物会加快遗忘的速度。这其实是一项优势,因为旧的信息很可能对更有用的新信息造成干扰。你在周末的聚会上有没有认识什么有趣的人物?你的大脑很可能已经记住了它自认为重要的信息:他们看上去是不是很有魅力、聪明、幽默。而他们扣子的颜色和鼻子上雀斑的数量对于你来说则没什么用处。

    今年发表在期刊《自然神经科学》上的一项研究使用了神经成像技术探究其中的原理。当大脑中的两个想法彼此竞争的时候,大脑会对造成干扰的想法进行压制。存储旧记忆的神经网络会慢慢萎缩,与此同时,新的记忆得到了加强。

    但是,仅仅是忘记了一些事情,并不意味着这段记忆被完全抹去了。“它们只是很难从脑海深处被提取出来,因为正确的信息此时占上风,”科万说道,“但旧的记忆很可能还在你脑海中。”而且往往取决于产生时的情境。

    一项于1975年发表在英国期刊上的著名研究称,在一群戴水肺潜水的人中,在水下学习注意事项的人比在岸上学习的人记得更清楚。同样,在酒保工作的酒吧里,你更容易记住他们的名字。如果你想记住更多π的位数,就在每次记忆时将自己放在相同的精神环境中(如想象自己身处某个特定的地点)。

    你的大脑剩下的空间比你已经用掉的多得多,所以尽管放心用吧。

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    遗忘的记忆可以被找回

    最近,英国卡迪夫大学科学家通过小鼠实验研究了脑中的记忆巩固过程,证明即使破坏这一过程,通过某些措施仍能恢复相关记忆。

    以往理论认为,在记忆巩固过程中,过去存储的记忆会因回想而变得不稳定。回想会使记忆的内容更新或进一步强化,也有可能开启记忆泯灭。

    回想一段记忆伴有特殊的分子过程,包括表达Zif268和Arc基因、合成新蛋白等。过去实验表明,如果破坏这些分子过程,即阻断记忆巩固过程,会导致永久性遗忘。但在新实验中,研究小组证明了就算破坏海马体中与记忆巩固有关的分子,通过一些措施,如提示刺激等,小鼠仍能恢复相关记忆。论文中指出,在回想过程中,必须在维持原来记忆和开启泯灭之间实现一个小心的平衡。因此,回想之初激活的分子过程是为了限制记忆的过早泯灭,而不是促进记忆巩固。

    该研究负责人、卡迪夫大学神经科学与精神健康研究院的凯瑞·托马斯说:“我们的研究发现,即使用技术让大脑整个失忆,通过某些强提示,这些记忆还是能被恢复。我们的历史记忆会被新记忆覆盖,却不会真的丢失。” (梅青)