第一部分 記憶從何而來

01　創(chuàng)造記憶

大多數(shù)人都會將“69歲”和“老年人專屬優(yōu)惠折扣”或記憶力不太理想聯(lián)系在一起，而日本退休工程師原口證在這個年紀(jì)還可以把圓周率記到小數(shù)點之后的111 700位。也就是說，在3.141 59之后，僅憑記憶他還能背出111 695個數(shù)字！我和你一樣都覺得這簡直不可思議。你可能覺得，他要么是個神童，要么是個數(shù)學(xué)天才，或者在記憶數(shù)字方面天賦異稟。然而事實并非如此，他和普通人一樣，擁有正常的健康大腦，并且正在經(jīng)歷著自然衰老。如此一來，也許你會更驚訝——你的大腦也有能力牢牢記住π的小數(shù)點之后的111 700位。

我們可以學(xué)習(xí)并記住幾乎一切：孩子獨特的聲音、新朋友的長相、停車的位置、4歲時獨自去超市買做飯用的酸奶油，還有泰勒·斯威夫特新歌的歌詞。普通成年人可以記住2萬到10萬個單詞的發(fā)音、拼寫和釋義。國際象棋大師能記住10萬種棋法。能演奏拉赫瑪尼諾夫第三鋼琴協(xié)奏曲的鋼琴家也早已把近3萬個音符刻入記憶，他們不需要樂譜便可彈奏巴赫、肖邦或舒曼的作品。

記憶所保存的信息十分多樣，不管是有深刻意義的，還是荒誕愚蠢的，是簡單的還是復(fù)雜的，記憶的容量似乎都沒有止境，而我們也的確能在適當(dāng)?shù)臈l件下記住一切。

記憶是怎么做到的？從神經(jīng)學(xué)上講，什么才叫記憶？記憶是如何形成的？它們又被儲存在哪兒？我們?nèi)绾翁崛∮洃洠?/p>

創(chuàng)造一段新記憶需要改變你的大腦。你擁有的每一段記憶都是大腦對你所經(jīng)歷的事做出持續(xù)性生理改變的結(jié)果。從不知道某件事到知道某件事，從“沒有經(jīng)歷過今天”到“又活了一天”，要想在明天記住今天所發(fā)生的事，這意味著你的大腦得有些變化才行。

那么，這些變化是如何發(fā)生的？感覺、情緒和事實先是通過感官入口被感知。這些入口就是你的視覺、聽覺、嗅覺、味覺和觸覺。

假設(shè)今天是夏天的第一個夜晚，你和最好的朋友還有他們的家人在你最愛的海灘上。在天邊壯麗的落日余暉中，你看著孩子們在沙灘上踢足球。你聽著便攜音箱里播放的《天生完美》，這是你最喜歡的Lady Gaga的歌之一。你的女兒跑到你跟前，指著淡粉色的腳踝號啕大哭，說有只水母剛蜇了她。幸好你朋友隨身帶了一小包嫩肉劑，你把它揉成糊狀抹在蜇傷處，這即刻緩解了你女兒的疼痛（這個辦法真的有效）。你輕嗅著帶著咸味的海邊空氣和彌漫在篝火旁的煙味，酌飲著清醇的白葡萄酒，品嘗著新鮮而又帶著海水咸味的牡蠣以及綿軟的烤棉花糖的滋味。你感受到了快樂。

孩子們踢足球的情景與Lady Gaga、蜇人的水母或牡蠣的滋味無關(guān)，除非這些短暫的、不同的經(jīng)歷聯(lián)系在了一起。在夏天的第一個夜晚，吃著牡蠣和烤棉花糖，聽著Lady Gaga的歌，孩子們在沙灘上踢著足球，小蘇茜被水母蜇了，等等，這些本不相關(guān)的神經(jīng)活動要轉(zhuǎn)化為一段日后能被回想起來的記憶，需要形成一種神經(jīng)活動的連接模式。這種活動的連接模式因這些神經(jīng)元之間產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變化而持續(xù)存在。這種神經(jīng)結(jié)構(gòu)和連接模式的持續(xù)變化，能在日后通過激活連接在一起的神經(jīng)回路而被重新體驗或者被想起。這就是記憶。

創(chuàng)造一段記憶有4個基本步驟：編碼（encoding），大腦捕捉你所感知和關(guān)注到的景象、聲音、信息、情感以及意義，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)語言；鞏固（consolidation），大腦將以前不相關(guān)的神經(jīng)活動集合連接在一起，形成一個單一的相關(guān)連接模式；儲存（storage），這種活動模式是通過這些神經(jīng)元內(nèi)可持續(xù)的結(jié)構(gòu)和化學(xué)變化來維持的；提取（retrieval），通過激活這些相關(guān)的連接，你能夠重溫、回憶、了解并認(rèn)識到學(xué)過和經(jīng)歷過的東西。

這4個步驟都正常運作，你才能擁有一段可以有意識去提取的長期記憶。你把信息輸入大腦，再把信息組織到一起，進(jìn)而通過大腦里的穩(wěn)定變化儲存這些信息。當(dāng)想再次獲得這些信息時，你必須有提取信息的能力。

一群本不相關(guān)的神經(jīng)活動是如何結(jié)合成一個相互連接的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，成為我們經(jīng)歷的一段記憶的？我們并不完全確定這一過程是如何發(fā)生的，但我們很清楚它發(fā)生在何處。大腦收集的經(jīng)驗所包含的信息——感官知覺、語言、人物、事件、地點、時間和原因——都由大腦中被稱為海馬體的部分連接在一起。

海馬體是大腦中部深處的一種海馬狀結(jié)構(gòu)，對鞏固記憶至關(guān)重要。這句話如何理解？海馬體束縛著你的記憶，它是你記憶的編織者。“發(fā)生了何事？何時何地發(fā)生的？有何深意？我對此有何感覺？”海馬體將所有這些來自大腦不同部分的獨立信息片段連接在一起，將它們編織成一個可供檢索提取的相關(guān)數(shù)據(jù)單元。這種數(shù)據(jù)單元的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一旦受到刺激，就會被體驗為一段記憶。

因此，海馬體對任何新記憶的形成都十分必要，它可以讓你以后有意識地提取這些記憶。如果海馬體受損，新記憶的形成就會出現(xiàn)障礙。阿爾茨海默病最先在海馬體部位病變肆虐，這就是為什么這種疾病的最初癥狀通常是不記得今天早些時候發(fā)生了什么、不記得某人幾分鐘前說了什么，或者一遍又一遍地講同樣的故事或問題。由于海馬體受損，阿爾茨海默病患者很難形成新的記憶。

此外，由海馬體介導(dǎo)的鞏固過程是一個可以被中斷的時間依賴性過程。要想形成明天、下周或20年后可以恢復(fù)的記憶，需要一系列耗時的分子事件。在這段時間里，如果海馬體中新生記憶的處理受到干擾，這段記憶就會退化甚至可能丟失。

假設(shè)你是一名拳擊手、橄欖球運動員或足球運動員，你的腦袋在比賽中曾挨了一擊。如果我在你被打后立即采訪你，你就能告訴我那一拳、那場比賽，以及當(dāng)時發(fā)生的細(xì)節(jié)。但如果第二天我才問你，你很可能不記得發(fā)生了什么。在海馬體連接形成新的、持久記憶的過程中，信息被破壞了，而且從未被完整地鞏固過。你頭上的那一擊導(dǎo)致了你的失憶，你相關(guān)的記憶消失了。

這可能就是戴安娜王妃的保鏢特雷弗·里斯-瓊斯不記得事故發(fā)生的任何細(xì)節(jié)的原因，他是多年前戴安娜王妃和多迪·法耶德車禍?zhǔn)录奈ㄒ恍掖嬲摺Ｋ念^部在車禍中遭受了嚴(yán)重的創(chuàng)傷，他需要多次手術(shù)和大約150塊鈦片來重建整個面部。他在車禍前感知到的各種元素一直被海馬體連接在一起，但新生記憶的處理過程一直未能完成，因此，它們從未被儲存起來。那些有關(guān)已發(fā)生之事的記憶從未形成。

如果沒有海馬體，又會發(fā)生什么？亨利·莫萊森或H.M.是神經(jīng)科學(xué)歷史上最著名的研究案例，半個多世紀(jì)以來，成千上萬的論文都在引用他的名字。當(dāng)亨利7歲時，他從自行車上摔了下來，導(dǎo)致頭骨骨折。10歲時，亨利表現(xiàn)出輕度癲癇的癥狀，沒人能確定這究竟是由于事故中的頭部損傷還是癲癇家族史。17年后，他的癲癇發(fā)作仍然在持續(xù)，對藥物治療也沒有反應(yīng)。絕望的亨利愿意嘗試任何方法來緩解癥狀。因此，1953年9月1日，27歲的亨利同意接受實驗性腦外科手術(shù)。

1953年仍處于前腦葉白質(zhì)切除術(shù)和精神外科手術(shù)的時代，這些手術(shù)會切除或切斷大腦區(qū)域，用以治療抑郁狂躁憂郁癥、精神分裂癥等精神疾病以及癲癇等大腦疾病。如今，這種手術(shù)干預(yù)已經(jīng)被認(rèn)定是一種怪異、野蠻且無效的醫(yī)療手段，但在當(dāng)時，這種手術(shù)通常由受人尊敬的神經(jīng)外科醫(yī)生來做。為了消除亨利的癲癇發(fā)作，一位名叫威廉·斯科維爾的神經(jīng)外科醫(yī)生從亨利的大腦兩側(cè)切除了海馬體和周圍的腦組織。

好消息是，亨利的癲癇發(fā)作幾乎完全消退了。他的個性、智力、語言、運動功能和感知能力都沒有受到手術(shù)的影響。從這個意義上說，手術(shù)是成功的。但不幸的是，手術(shù)也讓亨利“才出虎口，又入狼窩”。壞消息是災(zāi)難性的：在接下來的55年里，直到82歲去世，亨利再也不能有意識地記住任何新的信息或經(jīng)歷。也就是說，他再也不會有意識地建立長期記憶了。

他一遍又一遍地閱讀同樣的雜志、欣賞同樣的電影，仿佛從未看過。他像每天初見一般，同他的醫(yī)生和研究他的心理學(xué)家打招呼。一位名叫布倫達(dá)·米爾納的加拿大心理學(xué)家研究了亨利50多年，然而，這么長時間以來亨利從未認(rèn)出過她。亨利無法學(xué)會任何新單詞。1953年后，格蘭諾拉麥片（granola）、按摩浴缸（jacuzzi）、筆記本電腦（laptop）和表情符號（emoji）等詞語被引入詞典，但對亨利來說，這些仍屬于完全陌生的單詞。如果一遍又一遍地說一個數(shù)字，他可以記住幾分鐘，但練習(xí)一旦停止，這個數(shù)字就會從他的世界永遠(yuǎn)消失。更嚴(yán)重的是，他并不記得曾經(jīng)被要求記住任何數(shù)字，也記不起幾分鐘后發(fā)生的事情。

那些你感知和關(guān)注到的覺得有趣的、特別的、令人驚訝的、有用的、有意義的，或者令人難忘的新信息都會被海馬體處理并鞏固到記憶中。海馬體會繼續(xù)反復(fù)激活大腦中與記憶有關(guān)的部分，直到它們成為一種穩(wěn)定的、相互連接的活動模式，從根本上連接在一起。

雖然你需要海馬體來形成新的記憶，但記憶形成后并不會儲存在其中。那么，它們儲存在哪里呢？不在任何具體的地方。它們分布在大腦中記錄初始體驗的那些部分。與存在于大腦特定位置的感知和運動不同，我們沒有專門的記憶存儲神經(jīng)元或記憶皮質(zhì)。視覺、聽覺、嗅覺、觸覺和運動都可以被映射到大腦的離散區(qū)域。大腦后部有一個視皮質(zhì)，那里的神經(jīng)元處理我們所看到的東西。聽皮質(zhì)用來接收聲音，嗅皮質(zhì)則用來感知氣味。疼痛、溫度和觸覺都存在于頭頂?shù)能|體感覺皮質(zhì)中。大腳趾的擺動映射到運動皮質(zhì)中，會激活一組特定的神經(jīng)元。

記憶則截然不同。當(dāng)我們記住一些事情時，并不是從“記憶銀行”中提款。大腦中沒有存儲記憶的“內(nèi)存條”，長期記憶并不存在于大腦的某個特定區(qū)域，就好比你不會把記憶儲存在文件柜里一樣。

記憶被儲存在整個大腦的神經(jīng)活動模式中。當(dāng)?shù)谝淮谓?jīng)歷某件事或接收某一信息時，大腦就會受到刺激。你對昨天晚餐的記憶需要激活最初體驗?zāi)穷D飯的同一組神經(jīng)元，這組神經(jīng)元由感知、關(guān)注和處理那頓飯的不同神經(jīng)元組成。現(xiàn)在，當(dāng)有人問你是否曾在波士頓北端的Trattoria Il Panino餐廳用過餐時，昨天晚餐的片段記憶就被激活了。這個問題會觸發(fā)連接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的激活，你會因此記得很多甚至是全部當(dāng)時用餐的事情：“天氣非常好，所以我和我的朋友蒂芙步行去了那里。在用餐時，我們和約翰一起上了一堂意大利語會話課。我吃了蘑菇燴飯。太美味了！”

記憶通過關(guān)聯(lián)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)存在于大腦中。我的祖母2002年因阿爾茨海默病離世。每當(dāng)想起她，我的大腦會激活視皮質(zhì)中她的模樣，聽皮質(zhì)中她的笑聲，嗅皮質(zhì)中她幾乎每天午餐都會吃的炒青椒和洋蔥的味道，她客廳里的紅色地毯，閣樓里的鼓聲，廚房桌子上的芝麻脆餅，等等。

每當(dāng)想起某件事時，我們的大腦就會重新激活擁有這些經(jīng)歷信息的各種元素。這些元素交織在一起，形成一個整體。功能性磁共振成像研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大腦提取記憶的行為。當(dāng)要求一個人在磁共振成像掃描儀中回憶某些事情時，我們可以“看到（字面意義）”這個人在“搜索她的大腦”以回憶信息。起初，大腦活動四處飄忽，掃描儀顯示各處都在發(fā)光。但是，當(dāng)大腦的活動模式與第一次習(xí)得這一信息時的活動模式相匹配時，它就會穩(wěn)定下來。值得注意的是，就在那一刻，這個人會說：“我記得！”

與此類似，當(dāng)某人在回憶一張照片時，大腦掃描顯示的激活模式幾乎與這個人實際看著這張照片時產(chǎn)生的激活模式完全一致。請想象一下米老鼠。你看到它沒？你“查看”了你的大腦，現(xiàn)在你可以“看到”米老鼠了。你大腦中被激活的那部分包括了視皮質(zhì)中的相同神經(jīng)元，如果你真的在看米老鼠的圖片，這些神經(jīng)元也會被激活。當(dāng)你回憶一幅圖像時，大腦的激活狀態(tài)仿若圖像就在你眼前。為了回憶起過往的經(jīng)歷和曾經(jīng)所學(xué)，大腦會重新激活你最初感知和關(guān)注的元素。

此外，視皮質(zhì)中激活米老鼠形象的記憶可能會讓你想起米老鼠的其他方面，比如它的聲音。所以，記住米老鼠意味著記住聲音和面貌。視皮質(zhì)中神經(jīng)元的激活（用以記住米老鼠的樣貌）可以觸發(fā)分布在整個大腦中的相連神經(jīng)元的激活，這個例子就包括位于聽皮質(zhì)中的神經(jīng)元（用以記住米老鼠的聲音）。你可以同時“看到”和“聽到”它。

但是，記憶的提取并不是在DVD（數(shù)字通用光盤）菜單或YouTube視頻上選擇一個項目，按下播放鍵就行。我們不會像看書一樣閱讀記憶，也不會像放電影一樣播放記憶。視覺記憶并非瀏覽智能手機(jī)中可以放大和縮小的相冊。這不是在看照片，記憶是一種聯(lián)想尋寶游戲、一項重建工作，它涉及激活大腦中許多不同但相互關(guān)聯(lián)的部分。我們在反復(fù)記這些記憶，而不是重新播放它們。當(dāng)一部分記憶受到刺激時，記憶就會被大腦提取出來，從而激活連接記憶的線路。

如果你創(chuàng)造并激活了正確的記憶提取線索，你就會記得夏天的第一個夜晚，你在海灘上吃牡蠣和烤棉花糖，小蘇茜被水母蜇了……或者甚至是圓周率小數(shù)點之后的111 700位數(shù)字。