【未解之谜】记忆的迷思

人的大脑为什么会“删除”3岁前的记忆?在成长过程中,大脑到底发生了什么事?马斯克尝试唤醒记忆?(《未解之谜》提供)
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大家好,我是扶摇。欢迎和我一起探索未解之谜。

今天我们来聊个关于记忆的话题吧。

您还记得第一次张口说话,叫的是爸爸还是妈妈?第一口尝试大人们的食物,是觉得美味可口还是难以下咽?还记得上幼儿园的第一天吗?有没有哭着喊着要妈妈?

都不记得了吗?没关系,其实这都是正常的。不是说,人三岁才记事嘛。不过自从心理学家卡罗琳‧迈尔斯(Caroline Miles)在1893年提出这一现象,即宝宝的记忆会丢失,科学界就开始好奇了,为什么会这样呢?

那么科学家们是怎么解释这种现象的呢?说起来也是一个漫长曲折的过程,可以说是直到今天还是在谜中。

弗洛伊德──幼年创伤论

第一个来吃螃蟹的是弗洛伊德。弗洛伊德给这种现象取了个名字,叫做“童年失忆症”(Childhood amnesia),认为童年失忆是人有可能在婴幼儿期间发生了心理上的创伤,心灵为了抑制创伤事件带来的痛苦而产生了失忆现象。

不过弗洛伊德的理论往往不注重实证。连他自己都说过,自己的理论“与实验验证不相干”。他的理论广泛使用轶事证据,而不是来自于真实案例或者实验数据。所谓轶事证据,就是传闻和故事,很显然是不能当作科学证据来用的。所以弗洛伊德的精神分析学虽然曾经风靡一时,不过到了20世纪中期以后,起码在美国,精神病学家们就开始逐渐远离它了。到了现在,他的理论在心理学界基本就被边缘化了。

这个幼年创伤论也是一样,很快就被认为是站不住脚的。后来连弗洛伊德自己也放弃了这个理论。不过,“童年失忆症”这个名字倒是被科学界保留了下来。而探索,也在继续中……

失忆病人HM

1953年,一位神秘的病人给解谜带来了希望。他就是在神经心理学上赫赫有名的病人亨利‧莫莱森(Henry Molaison)。因为隐私的关系,医学界一直用HM这个代号来称呼他。HM在一次车祸后患上了严重的癫痫,不得不通过切除大部分大脑中的海马体(Hippocampus)来减少病痛。手术很成功,癫痫被控制住了,但是很快医生们就发现了一个未曾想到的副作用:HM再也无法记住新发生的事情了。甚至手术前一到两年内发生的大部分事情也忘记了。

原来海马体跟记忆有关呀。科学家们开始激动了。那我们童年失忆是不是因为海马体发育不全,所以记不住呢?要弄明白这个,咱们得先来看看记忆在大脑中到底是怎样形成的吧。

海兔实验

神经学家埃里克‧坎德尔(Eric Richard Kandel)接过了棒,选择了头脑简单、神经大条的海兔做起了记忆实验。海兔其实不是一种兔子,而是一种巨大的深海蜗牛,是章鱼的远亲。它大脑十分简单,只有2万个神经元。而且它拥有动物王国中最大的神经细胞,光是肉眼就能够观察清楚,把电极放进细胞中也不会对它本身构成影响,所以非常便于研究。这也是坎德尔选择这种冷门动物做研究对象的原因。

海兔身体受到刺激时,会将柔嫩的外鳃缩回体内。在观察海兔的外鳃对水流冲击和电击双重刺激下的反应后,坎德尔发现了大脑神经元和记忆的关系,而他也因此获得了2000年诺贝尔生理学医学奖。

简单来讲,人类大脑传递信息是通过神经元的树突和轴突来完成的。树突负责接受信息;轴突负责发出信息。信息传递过程中神经元会发出微量的电流。信息传入是接受电流的过程,信息传出是释放电流的过程。两个神经元之间相互接触、并传递信息的部位叫做突触(synapse),而负责传递信息的分子叫做cAMP(cyclic adenosine monophosphate)。

在海兔实验中,坎德尔发现,海兔受到刺激的时候,接收到电击信号的神经细胞会产生较多的cAMP分子,在两个突触间形成电流传导,传递信息。一旦刺激停止,cAMP就会被逐渐降解。当它的浓度降低到一定程度,电流回路中断,信号传递过程就会被终止,一切又回归原点。这就是短期记忆形成和消失的过程。

当他给海兔每天10个刺激,连续4天之后,海兔在今后的一个星期中都能记住这个刺激了。到在这种情况下,cAMP分子能激活一种称为CREB(cAMP-response element binding protein)的调节蛋白。这种蛋白会像病毒一样自我复制,在突触末梢不断合成新的蛋白,电信号就会不断延续下去,从而产生长时记忆。

这样看来记忆其实并不存在于某个神经元中,而是神经元突触之间放电的一种轨迹。

神经元在大脑中可以说是无处不在,记忆的轨迹也因此而广泛分布在了大脑的各个部分之中。其中大脑海马体负责长期记忆和短期记忆。

我们缺失的童年记忆属于长期记忆的一种,正是大脑海马体负责的。那么这种失忆真的是因为幼儿时期海马体没发育好所以记不住事儿吗?美国心理学家帕特里夏‧鲍尔博士(Patricia Bauer)说,不是的。因为我们三岁的时候是能记事的。

海马体──记忆消失的地方

鲍尔博士以研究儿童早期记忆而闻名。1990年代,她和她的研究团队挑选了一些3岁的孩子,然后用了6年的时间来追踪他们的记忆。

三岁那年,他们让孩子的父母问孩子一些三个月前发生的事情,比如去动物园玩。孩子都能记住并且说出来。鲍尔博士就把这些访谈拍成录像。

两年后,孩子5岁了,他们再把孩子请来询问同一件事情,然后录下孩子的回答。之后每年,他们都会把孩子请来就同一件事情询问,把回答录下来后跟3岁那年的回忆进行比对。实验在孩子9岁那年结束。结果显示,当孩子在5─7岁之间的时候,他们能记住超过60%的事件。但8岁和9岁的孩子就只记得40%或更少的内容了。从实验中可以看出,我们的童年是有记忆的,不过在慢慢长大中会逐渐变得模糊。

而在大洋彼岸的日本,妇产科医师池川明也有了惊人的发现。在他所做的3千组亲子调查中,有21%的小朋友能记得自己是怎么出生的,有33%的孩子甚至能记住得在妈妈肚子中的情景,这种记忆也称为“胎内记忆”。我们之前的一期节目有介绍,大家有空可以看一看。

这么看来3岁以前我们是能记住事情的。所以海马体未完全发育这个假说不成立。可这种记忆又是怎样消失的呢?

2014年,加拿大多伦多大学神经学家希娜‧乔斯林(Sheena Josselyn)和保罗‧弗兰克兰(Paul W. Frankland)的老鼠实验给科学家们提供了一个新的灵感。

他们先是电击一些老鼠,让它们产生恐惧感。然后把老鼠分成两组。一组学习踩轮子。另一组关在笼子里无所事事。踩轮子的老鼠们很快忘记了电击产生的痛苦。而对照组的老鼠们记得牢牢的。后来,他们给老鼠服用诱导新神经元产生的药物,老鼠们的记忆也被消除了。而服用抑制神经元产生的药物后,老鼠们反而记忆更好了。

怎么解释这种现象呢?他们认为,在老鼠学习新东西的过程中,海马体会产生新的神经元,它们的加入形成新的神经回路,旧回路就会被改变或消失,附着在神经回路上的记忆也就会随之改变或消失。他们更进一步推断说,海马体的记忆存储存在着一个饱和点,达到之后就该打扫房子了:“通过清除混乱可以促进新记忆的形成”。

这么地,关于童年失忆的第三种假说来了。这种假说认为,人类3岁前大脑高速发展,三年时间增长了三倍,接近成人水平。四岁的时候是不是到饱和点了,然后大扫除开始,大脑开始大刀阔斧删减杂乱的神经元,童年记忆也就随之消散了?也就是说,记忆是被大脑自己砍掉的?

不过很快就有人说,有一种现像你没法解释。这就濒死体验。濒死体验就是那些濒临死亡又被抢救过来的病人所经历的现象。2011年的一项研究表明,在美国,估计有900万人报告过濒死体验。我们之前也讲过不少案例。“濒死”中很多人都会看到光,看到自己灵魂出窍,还有就是一生快速回放,事无巨细,历历在目。如果我们的童年记忆真的都从得三四岁的时候开始被砍掉,那在生命的尽头人们看到的记忆是从哪来的呢?

这么一来,第四种理论出现了。这种理论认为,记忆并没有消失,而是被暂时压制了。就是说,是遗忘,不是消失。

找回记忆的办法

2018年,1987年诺贝尔生理医学奖得主利根川进通过实验发现,产生记忆的神经环路与事后负责回忆的神经环路并非同一条。也就是说,“记”和“忆”是两个不同的过程。

在这张小鼠大脑海马体的照片中,红色是形成记忆的区域,绿色区域,也就是海马体的下托部分是负责回忆的。在绿色区域神经元被关闭后,曾经对特定的笼子会感到害怕的小鼠不再表现出恐惧了。也就是说,这些小鼠不记得在这种笼子里的恐怖经历了。这个实验证明,那些我们认为消失了的记忆,可能一直都在。只是我们回忆的过程不通畅而已。

事实上在2012年,利根川进的团队就开始进行这方面的研究了。那时他们找到了一种可以储存特殊记忆的细胞,叫做印迹细胞(engram cell)。其中有些印迹细胞是“沉默的”,就是说不会对回忆部分神经元发出来的信号作出向应。表现上,就是有些事情不记得。

不过,利根川进的团队在一些失忆的小鼠身上注入一种特别的蛋白后,小鼠的记忆令人惊讶地恢复了。这让他们兴奋不已。后来利根川进在一次采访中说,“这些沉默的记忆可能都会重新出现”,他们的研究或许可以帮助到老年痴呆症的患者。

持同样观念的还有首富马斯克。不过马斯克已经采取行动了。去年12月,马斯克表示,一款由他旗下的脑机接口公司Neuralink开发的无线设备有望在6个月内开始人体临床试验了。

Neuralink的脑机接口装置长得像一枚硬币,一侧延伸出细细的导线,会被嵌入大脑表面几毫米处,可以检测神经元何时触发,或发出电信号触发神经元。马斯克希望这种设备最终让瘫痪的病人恢复运动能力,也就是恢复肌肉记忆,并治疗阿尔兹海默症等因为记忆缺失而引起的脑部疾病。

好了,关于记忆的故事今天就讲到这里了。我们的大脑其实存在着很多的未解之谜,等待我们去探索,等待我们去发现。

未解之谜,我是扶摇。我们下回见。

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责任编辑:李梅#

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