大脑能够被“装满”吗?

摘要

大脑确实堪称奇迹。它就好像是诺大的图书馆,里面的书架上存放着我们一生的知识和最珍贵的记忆。但大脑容量最高值能达到多少?换句话说就是,大脑能被“装满”吗?

当我们尝试记住那些似曾相识的内容时,大脑会发生什么呢?神经影像技术帮助我们对此进行了研究。

大脑确实堪称奇迹。它就好像是诺大的图书馆,里面的书架上存放着我们一生的知识和最珍贵的记忆。但大脑容量最高值能达到多少?换句话说就是,大脑能被“装满”吗?

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不能——答案是铁定的,因为大脑当然比图书馆复杂得多。2015年年初,一项发表在《自然·神经科学》上的研究表明,旧信息不是一直堆在大脑中的,有时需要删除它们为新信息的形成提供空间。

如果把海马体比喻为搜索引擎,那么前额叶皮质就是判断搜索结果相关性的过滤器。图片来源:aboutmodafinil.com/Flickr

如果把海马体比喻为搜索引擎,那么前额叶皮质就是判断搜索结果相关性的过滤器。图片来源:aboutmodafinil.com/Flickr

记忆实验

先前的行为研究已经表明,接纳新信息会导致对旧信息的遗忘。但在目前的这项研究中,研究员们采用新型神经影像技术首次展示了这一效果是如何在大脑中发生的。

该论文的作者们着手调查当人们试着记住那些与已知信息类似的内容时,大脑是如何运作的。这一点很重要,因为相似信息很容易与已有知识互相干扰,而且没有什么用处的是那些存在大脑中的已有信息。

为了进行实验,他们检测了人们在试着记住“目标”时,大脑活动有何变化,也就是说,当人们试图回想一些具体的内容时,他们同时又在尝试着记住相似信息(一种“相互抵触”记忆)。研究人员教会参与者将一个单词(比如“沙子”这个单词)和另种不同的意象联系在一起——例如玛丽莲?梦露和一顶遮阳帽。

他们发现,当“目标”记忆被唤起得越为频繁,大脑回忆该记忆的活动就会相应增多。与此同时,存放“相互抵触”记忆内容的大脑活动则同期减弱。这一变化在靠近大脑前部的区域最为明显,比如前额叶皮质,而脑中部的关键性记忆结构区域则较不明显,比如一直以来都与失忆相关的海马体。

前额叶皮质涉及各种复杂认知过程,比如计划、决策以及对记忆的选择性检索。进一步研究表明,大脑的该部位和海马体联合工作来检索具体记忆。

如果把海马体比喻为搜索引擎,那么前额叶皮质就是决定哪些记忆与新信息相关性最高的一种过滤器。这表明,仅仅存储信息是不足以形成一段良好记忆的。大脑还必须做到在不受相似的“相互抵触”记忆信息片段干扰时获取相关信息。

遗失的美好

在日常生活中,遗忘的好处很明显。例如,想象你丢了银行卡,新卡会有一串新的个人识别码(PIN)。相关研究表明,每次记住新的PIN时,你就会逐渐忘记原来那个。此过程不受旧记忆的干扰,改进了获取相关信息的途径。

我们中大多数人体会过旧记忆干扰相关新记忆的无奈。比如你试着回想起上周在同一个停车场把车停在哪里。这种记忆(在这段记忆中,你想试着记住新的但相似的记忆)尤其容易受到干扰。

当我们获取新信息时,大脑通过形成关联,自动尝试将其纳入已有信息中。在我们检索信息时,想要的信息和与之有联系但却又不是我们要找的信息都会涌入脑海。

大量前期研究关注我们如何习得并记住新信息。但是目前的研究正着手将重点放在如何遗忘上,因为遗忘的重要性开始增值。

记忆诅咒

有少数人几乎可以完整地记住生活中所有小细节;其实他们患有记忆过剩综合症。如果给他们一个日期,他们可以告诉你那天他们去了哪里,做了什么。也许在许多人看来,这种能力是一种恩赐,但有这种情况的人却觉得这种超能力是一种负担。

他们中的一些人说自己无法想到现在和未来,因为他们被记忆所牵绊,感觉一直活在过去。如果我们的大脑没有删除那些不再相关却占用脑容量的机制,我们也会有相同的经历。

另一种极端情况称为“加速长期遗忘”现象,发生在癫痫和中风患者身上。顾名思义,这些人会极快地忘记新获取的信息,和正常人相比,他们有时候几个小时过后就会忘记。

人们认为,这种现象表明“巩固”或将新信息转移进入长期记忆的过程失败了。但是科学家仍未对这种遗忘形式的过程和影响进行过透彻的探索。

在该领域的研究表明,记忆和遗忘是同一枚硬币的两面。从某种意义上说,遗忘是大脑对记忆进行分类的方式,因此相关度最高的记忆总是容易被检索到。正常的遗忘可能是确保大脑不会太“满”的一种安全机制。

翻译:辅平萍     审校:梁锘

本文转载自《环球科学》(《科学美国人》中文版)网站

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