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总是记忆力下降?来看这一篇,带你搞懂记忆的机制!

总是记忆力下降?好奇记忆的原理吗?来看这一篇就够了!记忆力对一个人的影响有多大?如果失去了对过去的记忆,我们还会是自己吗?人脑中有一个海马体,控制着长期记忆。如果损坏了,可能从此不会形成新的记忆,也就是说你不可能认识新的人,也不可能记住五分钟前你做了什么!“记忆在某种程度上代表了我们自己”。在SELF论坛上,中国科学院神经科学研究所的李成玉揭开了“记忆”的神秘面纱。

李成玉,研究员,中国科学院神经科学研究所。

以下内容是由李承宇的发言精心整理的:

动物为什么需要学习记忆

灰颊芒果的主要食物是成熟的水果,它的生存空间非常大,里面大约有10万棵树,任何时候都有50棵果树有成熟的水果,所以芒果需要学会找到这些树,记住它们在哪里,比其他竞争对手先到。而且,如果你是捕食者,你需要学会捕猎;如果你是食肉动物,你需要学会不被人或其他动物吃掉。这些都与记忆密切相关。

社会阶层需要学习

学习记忆对于生存的必要性。

非洲的黑脸猴,体重约3到5公斤,是一种非常小的猴子。它们在野外生存相当困难。60%以上的小黑脸猴在出生一年内死亡;食肉动物至少占70%。食肉动物主要分为三类:第一类是以豹子为代表的大型食肉动物;第二类是以战争雕塑为代表的鸟类;第三种是躺在草丛里捕食的巨蟒。

对于这三种掠食者,黑脸猴开发了一种非常有效的“指示性”警告叫声:当你看到豹子时,它发出的警告声可以引导你听到的同伴爬树。为什么?豹子很重,跑得不如树上的猴子快。曾经有人观察到一只豹子在追一只黑脸猴子,一个小时都没追上,树就安全了。

如果黑脸猴看到一只鹰,警报听起来很短。如果他听到这样的声音,正确的反应是立即进入丛林,占据鹰的翼展两米。它不能在丛林中飞行和捕食。

如果看到蛇,警报声也很短。如果听到这种警告叫声,正确的反应是站起来四处看看,因为蟒蛇捕食主要是靠潜伏,一踩草丛中的蟒蛇就会把你吃掉。

幼年黑脸猴的观察和学习

切尼和塞法斯长期以来一直密切关注黑脸猴,并开展实验证明“观察和学习”的重要性:他们给一岁以下的黑脸猴播放那三种声音,观察它们的反应。

分析分为两类:左边一类是猴子反应之前会先看成年猴子——结果是正确反应的次数远远高于错误反应的次数;右边的小猴子没有看成年猴子,而是直接回应。我们可以看到,他们犯错的概率很大,几乎是对或错。

一岁以内的猴子有60%会死亡,如果大部分来自捕食,你会意识到这种差异──看与不看、观察与不观察──对生存有很大的意义,说明在野外,动物对学习记忆有很大的依赖性。

如何在实验室学习学习记忆

例如,首先给被试一个视觉刺激样本,然后用一个延迟期隐藏样本,然后让被试选择一个不同于前一个样本的刺激。

或者让患者,比如精神分裂症患者来做这个任务。x轴代表不同的样本号;y轴是出错的概率,红线是普通人的数据:需要记住的信息越多,出错的概率就越大。而精神分裂症患者有蓝线,错误更高。

工作记忆是一项非常基础的研究,与临床或现实生活有很大关系。

在做工作记忆的任务时,需要在短时间内记住一个信息,大脑中的两个脑区会被激活——一个在前面,称为额叶;另一个在后面,叫顶叶,图中颜色比较热(红色),蓝色块被抑制。因此,人脑中有许多特定的脑区,有助于从事工作记忆的行为。

在李成玉的实验室里,主要是用老鼠作为模型来研究工作记忆,通过嗅觉来测试暂时储存信息的能力。这个任务的设计是:给鼠标两种气味,中间会有几秒钟的延迟期,如果两种气味不一样,那么鼠标就要舔去水分;如果两种气味相同,就不用因为没有水而舔了。这个任务在时间上将感觉、记忆、选择分开,这就是设计的原因。李成玉的团队花了大约五年时间来证明小鼠的前额叶对工作记忆很重要。

记忆的机制是什么?

以下示例说明了“当内存出错时”:

记忆能力有限。

不是所有发生的事情都会被记住。

也被称为“注意力不集中性失忆”——如果你不注意,你就不会记住它——这是正常的。我们的生活中有很多随机事件,我们的记忆只记得那些对我们有重大意义的事情,所以注意力不集中的健忘症意义重大。

学习不总是一样的。

我们的语言能力取决于“关键期”——当我们两到七岁的时候,我们必须经历语言体验。如果这个时候没有语言经验,我们一辈子都学不会语言。

精灵,她的父亲患有严重的精神分裂症。小女孩13岁之前,他把她绑在家里,用铁链把她绑在床上。他们住在农村,方圆几十里都没什么人,所以直到她13岁才被发现并获救。她的精神分裂的父亲不会说话,所以Genie在获救前没有语言经验。

科学家们安排了世界上最好的语言教育者来教精灵语言,还专门安排了博士生来跟踪精灵语言能力的发展。经过七八年的长期训练,得出Genie能说的最长的一句话就是两个字,也只有这个结果才能得到。这告诉我们,过了关键期不学习某些能力,问题就大了。

脑损伤,记忆问题。

因为严重的癫痫,在HM20多岁的时候,医生切除了他大脑中会导致癫痫的部分区域——几乎所有的海马体。手术后,人们立即发现HM不再是HM——他无法形成新的记忆,手术前的记忆依然存在,但从此无法形成新的记忆。所以后来照顾他的新护士医生每次见到他都要向他做自我介绍;即使你出去喝杯咖啡,五分钟后回来,他也会完全忘记你是谁。

HowardEichanbaum教授在读博士的时候研究过HM。他的任务之一就是每天早上开车送HM去医院做研究。有一天HowardEichanbaum喝了一杯麦当劳的咖啡,开车的时候放在前窗。HM看到这个杯子说:“唉,我小时候有个朋友叫麦当劳。我和他是非常好的朋友。我们一起打棒球,有很多好故事……那是一次非常愉快的谈话。

这次谈话之后,HM看了一会儿窗外,然后回来看这个杯子──我小时候认识一个叫麦克唐纳的朋友。我以前和他一起打棒球,我们打得很好。我们有一个很好的故事……同样的故事又讲了一遍。之后他又看了看窗外,然后又看到了这个杯子──我小时候有个朋友叫麦克唐纳,我曾经第三次讲过同样的故事。说到第三次的时候,HowardEichanbaum偷偷把这个咖啡杯拿下来放在座位上,不然他会一路讲这个故事,就是一个典型的例子——告诉我们“海马体”有多重要。

HM的父亲手术一段时间后去世。HM每次听到父亲去世的消息都很难过,每次都是同样的巨大悲痛。所以,如果我们不能形成新的记忆,我们就不会是以前的自己。

记忆分为不同的类别。

比如HM的长时记忆有很大问题,但是他可以和HowardEichanbaum好好对话,说明他的短时记忆或者工作记忆没有问题。

长期记忆分为“陈述性记忆”和“非陈述性记忆”。HM主要是陈述记忆的问题,就是可以陈述的东西——一个事实或者一个场景。

“非语言记忆”如“运动记忆”——学习后骑自行车的记忆——hm可以学习新的运动技能,而且做得很好,但他拒绝承认自己学过。所以,“记住你学过的东西”是陈述记忆;但是“学习动作本身”是非语言记忆。所以记忆分为不同的类别。

记忆的核心原理。

人脑中大约有850亿到1000亿个神经元,有1000到100000个突触形成突触连接进行通讯。

在图的左侧,显示了几个神经元。它们长得很大,形状和天线一样,是接受输入的地方;它们还生长出非常细长的结构,称为轴突,用来传递信号,它们接收信号的地方称为突触。

突触可以通过神经元自身的活动来调节——当神经元的活动按照一定的规则运行时,突触活动的强度就会增强或减弱。在学习过程中,可以观察到突触活动的增强或减弱,如果停止这种活动的改变,就会影响学习。因此,人们普遍认为突触变化是我们学习记忆的核心机制。

如何提高学习记忆力?

学习记忆是可以提高的。怎么才能改善?就是“记住很多次!”艾宾浩斯是第一个研究记忆心理学的科学家。他发现X轴显示的是前一天学习一些材料的人所做的学习次数;y轴是一天后重新学习需要多长时间。可以看出,学的次数多了,第二天花在学习上的时间就少了,也就是说学的次数多了,记得好,所以勤奋是必须的。

还有“睡个好觉”!人在睡眠时,大脑中会出现“慢波”——上图所示的每一个微小的波动都是慢波,而且整个大脑中都有大规模的神经元活动——德国科学家发现,如果你在人睡觉的时候触发大脑中的这个慢波,你就能更好地记住它。

李承宇认为,在一定程度上,其实“我们就是我们的记忆”,更多记忆的奥秘在等待人类去发现!

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