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科学|陈根：交织着“记”与“忘”的记忆，是如何发生的？


【科学|陈根：交织着“记”与“忘”的记忆，是如何发生的？】
文/陈根
记忆是人脑对经历过事物的识记、保持、再现或再认 ， 是进行思维、想象等高级心理活动的基础 ， 也是利用过去服务现在或将来的能力 。
记忆对我们的日常生活至关重要 ， 它定义了“我们是谁” 。 没有记忆 ， 人类将陷入一个永恒的现在 。 从进化论的角度来看 ， 智能作为自然竞争的核心要素 ， 其源头便是记忆 。 记忆效能更高 ， 记忆范围越广 ， 就意味着更容易规避竞争风险 。
但同时 ， 人类的记忆并不完美 。 记忆是一枚硬币的两个面 ， 交织着“记”与“忘”的复杂过程 。
一方面 ， 一些恐惧、痛苦的记忆的赘余会对生活造成负担 ， 比如对于创伤后应激障碍者来说 ， 这些负担会反复伤害其正常的生活；另一方面 ， 记忆的丢失更是许多疾病的首要症状 ， 其严重程度可以下追到饮食起居都无法自理 ， 比如阿尔茨海默症（老年痴呆症） 。
记忆随时发生 ， 而遗忘也如影随形 。 从“记”到“忘” ， 记忆是如何形成的？遗忘又是如何发生？

科学|陈根：交织着“记”与“忘”的记忆，是如何发生的？
本文插图

记忆是如何形成的？
人类对记忆的研究已经有一个多世纪之久 。 在时间维度上 ， 人们把记忆分为感觉记忆、短时记忆和长时记忆 。
感觉记忆类似于知觉加工 ， 只保持极短的时间 ， 大部分信息在感觉记忆阶段就流逝 。 少部分信息得到注意而进入短时记忆或工作记忆并在几分钟内指导人们执行决策 。 随后 ， 一些重要的短时记忆被进一步加工 ， 转化为长时记忆 ， 保存几天甚至几年、几十年的时间 。
记忆涉及的信息获得、储存和提取的多个过程 ， 同时决定了记忆需要不同的脑区协同作用 。
一般认为 ， 记忆的生理基础与新皮质和海马体有关 。
依据进化 ， 大脑皮质分为古皮质(archeocortex)、旧皮质(paleocortex)和新皮质 。 古皮质和旧皮质与嗅觉有关 ， 是三层的皮质 ， 总称为嗅脑 。 人类的新皮质则高度发达 ， 约占全部皮质的96% 。
新皮质按部位和功能分额叶、顶叶、枕叶和颞叶 。 额叶主要与运动有关 ， 顶叶与感觉有关 ， 枕叶和颞叶分别为视觉和听觉中枢 。
此外 ， 新皮质发展成为六层 ， 第一层是皮质内部神经元投射信息交汇的地方 。 底下第二/三层和第五层的锥体细胞投射上来轴突和顶树突 ， 则在这里交汇 。 第一层的神经元细胞很少 ， 其中大部分都是抑制性的 。
第二/三层有各种神经元 ， 主要是小椎体细胞 ， 构建皮质内的局部回路 ， 这些锥体细胞主要连接是皮质内部以及胼胝体 。 第四层则更多为颗粒性细胞 ， 胞体较小而密集 ， 负责接收丘脑传递的感觉信号 。 第五层和第六层负责传出信号 ， 其中 ， 第五层包含了最大的椎体细胞 ， 将轴突投射到其他不同的脑区 。 第六层除传出信号外 ， 也接收丘脑传入的反馈信号 。
新皮质记忆结构化的知识 ， 存储在新皮质神经元之间的连接中 。 当多层神经网络训练时 ， 逐渐学会提取结构 ， 通过调整连接权值 ， 使网络输出的误差最小化 ， 成为相对稳定的长时记忆 。
海马体是大脑内部一个大的神经组织 ， 由海马、齿状回（dentate gyrus ， DG）和海马台组成 。 海马体呈层形结构 ， 没有攀缘纤维 ， 但有许多侧枝 。 构成海马体的细胞有两类 ， 即锥体细胞和蓝细胞 。 其中 ， 锥体细胞的细胞体组成层状并行的锥体细胞层 ， 其树突沿海马沟的方向延伸 ， 蓝细胞的排列则非常有序 。

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海马体位于大脑丘脑和内侧颞叶之间 ， 是负责记忆的编码和存储的一个重要脑区 。 在这里 ， 记忆信息被编码于一些神经元中 ， 称之为记忆印迹细胞 。 随着科学研究的发展 ， 科研人员发现印迹细胞的重新激活是记忆提取的“发动机” ， 印迹细胞间的突触联系则是储存记忆的“仓库” 。


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