遺忘,往往被認(rèn)為是一個(gè)被動(dòng)的過程。 記憶在大腦中形成并儲存下來,在接下來的幾天、幾周甚至幾年內(nèi)都能被喚起;而在遺忘的過程中,那些未被使用的記憶會(huì)隨時(shí)間而衰退。 圖 | Sam Falconer / Nature 不過,在過去十年里,部分研究人員遇到了一些與此相悖的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這些研究表明,記憶的喪失并非是被動(dòng)的過程;與之相反,遺忘似乎是一種活躍的機(jī)制,在大腦中不斷發(fā)揮作用。在某些動(dòng)物、甚至是所有動(dòng)物中,大腦的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)不是去記住,而是忘記。 由此,一些科學(xué)家提出了一個(gè)激進(jìn)的想法——大腦是用來遺忘的。 把遺忘當(dāng)作旁枝末節(jié) 目前,關(guān)于記憶是如何被創(chuàng)造和獲取的,這個(gè)問題仍不清楚,但這已經(jīng)消耗了研究者的許多時(shí)間。相比之下,大腦是如何遺忘的,這個(gè)問題則在很大程度上被忽略了。 英國劍橋大學(xué)的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)家邁克爾·安德森(Michael Anderson)說,這是一個(gè)嚴(yán)重的疏忽?!懊恳粋€(gè)有記憶的物種都會(huì)忘記,無一例外。不管機(jī)體有多簡單,只要它們能獲得經(jīng)驗(yàn),那么經(jīng)驗(yàn)也可以消失。”他說?!坝需b于此,我覺得神經(jīng)生物學(xué)把遺忘僅視作旁枝末節(jié),這是非常令人震驚的。” 圖 | Pixabay 2012年,當(dāng)羅恩·戴維斯(Ron Davis)發(fā)現(xiàn)果蠅(Drosophila melanogaster)主動(dòng)遺忘的證據(jù)時(shí),他并沒有把它特別當(dāng)回事兒。 他是斯克里普研究所的神經(jīng)科學(xué)家,當(dāng)時(shí)正在研究果蠅的記憶形成過程。在調(diào)節(jié)果蠅大腦一系列行為的過程中,有一種參與其中的神經(jīng)遞質(zhì)是多巴胺。他想知道,產(chǎn)生這種物質(zhì)的神經(jīng)元,對于記憶過程有什么影響。 有趣的是,戴維斯卻發(fā)現(xiàn),多巴胺對于遺忘是必不可少的。他的同事們對轉(zhuǎn)基因果蠅進(jìn)行了情景訓(xùn)練,將電擊與某些氣味聯(lián)系起來,從而訓(xùn)練昆蟲避開這些氣味,隨后激活能釋放多巴胺的神經(jīng)元。他們觀察到,果蠅很快就忘記了這種聯(lián)系;不過,如果阻斷這種神經(jīng)元,記憶則能夠被保留下來。 “它們在調(diào)節(jié)如何表達(dá)記憶?!贝骶S斯說。從本質(zhì)上,多巴胺提供了一個(gè)“遺忘”的信號。 圖 | Pixabay 通過進(jìn)一步的研究,例如通過檢測活的果蠅體內(nèi)神經(jīng)元的活動(dòng),他們發(fā)現(xiàn),這些神經(jīng)元在很長一段時(shí)間內(nèi)都是活躍的,至少在果蠅中是如此。戴維斯說:“大腦總是在試圖忘記它已經(jīng)學(xué)到的信息。” 遺忘是記憶的一種功能 幾年后,加拿大麥吉爾大學(xué)的認(rèn)知心理學(xué)家奧利弗·哈特(Oliver Hardt)在大鼠身上發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)論。 當(dāng)時(shí),他正在研究涉及長期記憶的神經(jīng)元突觸。神經(jīng)元之間的連接強(qiáng)度,取決于一類叫做AMPA受體的結(jié)構(gòu)數(shù)量,維持這類結(jié)構(gòu)才能保持記憶的完整。但這些受體并不穩(wěn)定,它們被不斷地移進(jìn)突觸或移出突觸,在幾個(gè)小時(shí)或幾天內(nèi)就來回進(jìn)出。 哈特的實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn),有一種專門的機(jī)制持續(xù)地促進(jìn)突觸中AMPA受體的表達(dá)——然而,有些記憶還是被忘掉了。哈特猜測,AMPA受體也可以被移除,這將表明遺忘是一個(gè)活躍的過程。 倘若如此,那么阻止AMPA受體被移除就可以防止遺忘。哈特和同事們阻斷了大鼠海馬體中AMPA受體的移除,正如所料,老鼠沒有再忘記物體的位置。為了忘記某些事情,老鼠的大腦似乎必須主動(dòng)地破壞突觸的連接。哈德特說,遺忘“不是記憶的失敗,而是記憶的一種功能”。 實(shí)驗(yàn)室大鼠 | Janet Stephens / visualsonline.cancer.gov 加拿大多倫多兒童醫(yī)院的神經(jīng)學(xué)家保羅·弗蘭克蘭(Paul Frankland)也發(fā)現(xiàn)了大腦本能地遺忘的證據(jù)。弗蘭克蘭那時(shí)在研究成年小鼠新的神經(jīng)元的產(chǎn)生,這一過程又被稱作神經(jīng)發(fā)生。這個(gè)過程早在年輕動(dòng)物的大腦中被發(fā)現(xiàn),但在大約20年前才在成年動(dòng)物的海馬體中被發(fā)現(xiàn)。由于海馬體參與了記憶的形成,弗蘭克蘭和他的團(tuán)隊(duì)想知道,增加成年老鼠的神經(jīng)發(fā)生,是否有助于提升嚙齒類動(dòng)物的記憶。 在2014年發(fā)表的一篇論文中,研究結(jié)果與之恰恰相反:增加神經(jīng)發(fā)生,不但沒有改善動(dòng)物的記憶,反而使老鼠遺忘了更多。弗蘭克蘭最初認(rèn)為這是相互矛盾的,但后來他想到,新的神經(jīng)元將意味著更大的記憶容量,可能也是更好的記憶。他解釋道:“當(dāng)神經(jīng)元整合到成年海馬體時(shí),它們就會(huì)整合到一個(gè)現(xiàn)有的、既定的回路中。如果你已經(jīng)在這些回路里存儲了信息,然后又重新布線,那這些信息就會(huì)更難獲取。” 圖 | Pixabay 弗蘭克蘭說,海馬體不是長期記憶儲存的地方。它的動(dòng)態(tài)特性不是一種缺陷,而是一種演化而來輔助學(xué)習(xí)的特征。環(huán)境在不斷變化,為了生存,動(dòng)物必須適應(yīng)新的環(huán)境。允許新的信息覆蓋舊的信息,可以幫助它們實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。 阻止“過度擬合” 人類的大腦可能也是以類似的方式運(yùn)作。 “我們總結(jié)新經(jīng)驗(yàn)的能力,至少在一定程度上,是因?yàn)槲覀兊拇竽X處于受控制的遺忘狀態(tài)。”布萊克·理查茲(Blake Richards)說道,他在多倫多大學(xué)嘉堡校區(qū)研究神經(jīng)回路和機(jī)器學(xué)習(xí)。他認(rèn)為,大腦的遺忘能力可能會(huì)阻止一種“過度擬合”的效應(yīng)。在人工智能領(lǐng)域,這種“過度擬合”效應(yīng)被定義為,當(dāng)一個(gè)數(shù)學(xué)模型過于擅長匹配它用來編程的數(shù)據(jù)時(shí),它無法預(yù)測接下來可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)。 類似地,如果一個(gè)人要記住事件的每一個(gè)細(xì)節(jié),比如狗的攻擊——也就是說,不僅僅要記住在公園里突然移動(dòng)嚇到了狗,導(dǎo)致它咆哮和咬人,還要記住狗的松軟耳朵、主人的T恤顏色和太陽的角度——這可能會(huì)讓人更難從中得到經(jīng)驗(yàn),防止自己以后再次被咬。理查茲說:“如果你忽略掉一些細(xì)節(jié),但保留了要點(diǎn),記憶就能幫助你在新的情況下使用它。我們的大腦完全可能會(huì)有一些受控制的遺忘,以防止我們過度擬合自己的經(jīng)歷?!?/p> 圖 | Pixabay 對于那些記憶異常的人所進(jìn)行的研究,似乎也證實(shí)了這一點(diǎn)。 擁有高度優(yōu)越自傳體記憶(HSAM)的人,對自己生活的記憶非常詳細(xì),以至于他們可以描述在任何日子里自己穿的衣服。但羅特曼研究所的認(rèn)知神經(jīng)學(xué)家布賴恩·萊文(Brian Levine)表示,盡管他們對這些信息有非凡的記憶能力,但這些人往往沒有特別的成就,而且似乎有越來越多的強(qiáng)迫癥傾向——在那些無法從一些事情當(dāng)中走出來的人身上,你也正會(huì)看到這些特點(diǎn)。 相反的,那些自傳體記憶嚴(yán)重缺乏(SDAM)的人,卻無法生動(dòng)地回憶起他們生活中的具體事件;因此,他們也很難想象未來會(huì)發(fā)生什么。但在萊文的經(jīng)驗(yàn)中,嚴(yán)重缺乏自傳體記憶的患者往往在需要抽象思維的工作中表現(xiàn)得特別出色——可能是因?yàn)樗麄儧]有被瑣碎的東西所壓垮。萊文說:“我們認(rèn)為,嚴(yán)重缺乏自傳體記憶的人,一輩子沒有情景化記憶的體驗(yàn),從而獲得了跨越這些情景的能力。”他認(rèn)為,他們擅長解決問題。 新神經(jīng)元(綠色)整合到海馬體(紅色)會(huì)降低存儲的記憶 | Jagroop Dhaliwal / Nature 除開這兩種特殊情況,對其他人的研究也開始顯示,遺忘這一過程對健康的大腦有多重要。安德森的團(tuán)隊(duì)一直在深入研究人類是如何主動(dòng)遺忘的,他們發(fā)現(xiàn),海馬區(qū)抑制性的神經(jīng)遞質(zhì)質(zhì)γ-氨基丁酸(GABA)水平越高,大腦中被稱為前額葉皮層的區(qū)域越能抑制海馬體,人也就越容易忘記。安德森說:“我們能夠?qū)⑼瓿蛇z忘與大腦中特定的神經(jīng)遞質(zhì)聯(lián)系起來。” 遺忘使我們不斷前進(jìn) 通過更好地理解遺忘這回事兒,研究人員或許能改進(jìn)對焦慮、創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙(PTSD)甚至阿爾茨海默氏病的治療。 圖 | Pixabay 安德森對大腦中GABA水平的測量,或許可以揭示苯二氮卓類藥物的有效性從何而來。自20世紀(jì)60年代起,苯二氮卓類抗焦慮藥物,如地西泮,就開始用于處方藥。研究人員早就知道,這種藥物是通過增強(qiáng)GABA受體的功能,從而減輕焦慮;但他們不明白為什么。安德森的發(fā)現(xiàn)提供了一個(gè)解釋:當(dāng)前額葉皮層命令海馬體抑制某一想法時(shí),除非海馬體有足夠的GABA,否則它就無法做出反應(yīng)。 安德森說:“前額葉皮層是將領(lǐng),從高處發(fā)出命令來抑制海馬體的活動(dòng)。但倘若地面上沒有部隊(duì),這些命令就會(huì)被置若罔聞?!?/p> GABA的這種作用,也對恐懼癥、精神分裂癥和抑郁癥有意義。這些疾病的許多癥狀——包括閃回、強(qiáng)迫性思維、抑郁的思緒和難以控制思維,都與海馬體過度活動(dòng)有關(guān)。安德森認(rèn)為,他們發(fā)現(xiàn)了關(guān)鍵的機(jī)制框架,能將所有這些不同的癥狀和疾病聯(lián)系在一起。 圖 | Pixabay 他們的研究,也可能對治療創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙(PTSD)產(chǎn)生影響。通常認(rèn)為,PTSD是由于對創(chuàng)傷性的情景記得過于深刻,但從根本上來說,它是一個(gè)遺忘的問題。若能更好地理解如何減少創(chuàng)傷性記憶的侵?jǐn)_,可以幫助研究人員治療一些最棘手的病例。當(dāng)安德森和同事們觀察志愿者的動(dòng)機(jī)性遺忘——也就是壓抑著不想要的記憶時(shí),他們發(fā)現(xiàn),那些報(bào)告有更多創(chuàng)傷經(jīng)歷的人,特別善于抑制特定的記憶。了解這種能力背后的認(rèn)知心理學(xué),以及了解使這種能力得到發(fā)展的心理韌性,可以幫助改善創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙的治療。 類似的還有阿爾茨海默癥。哈特認(rèn)為,把阿爾茨海默病當(dāng)作遺忘上的故障,而非記憶上的問題,可能是更好的做法。他認(rèn)為,如果遺忘確實(shí)是記憶過程中能夠被很好地控制、與生俱來的一部分,那么這個(gè)過程如果失調(diào),是有可能會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響的。他問道:“如果實(shí)際發(fā)生的是一個(gè)過度活躍、天馬行空的遺忘過程,使得一些本不該被抹去的記憶被抹去了,那意味著什么?” 這一問題尚未得到回答。但是越來越多的記憶研究人員,已經(jīng)將焦點(diǎn)轉(zhuǎn)向大腦是如何忘記的。安德森說:“人們越來越認(rèn)識到,遺忘本身就是一系列過程;它與記憶的編碼、整合和喚醒是不同的。” 圖 | Pixabay 在過去的十年里,研究人員開始把遺忘本身當(dāng)作是整體里的一個(gè)重要部分。哈特說:“我們?yōu)槭裁磿?huì)有記憶呢?作為人類,我們以為擁有關(guān)于自身歷史的細(xì)節(jié)是很重要的,但這可能是完全錯(cuò)誤的。首先,記憶是為了適應(yīng)而存在的。它賦予我們關(guān)于世界的知識,然后更新這些知識。”不論是我們每一個(gè)個(gè)體,還是作為整一個(gè)物種,遺忘使我們能夠不斷前進(jìn)。 安德森說:“在記憶和遺忘之間,進(jìn)化實(shí)現(xiàn)了一種優(yōu)雅的平衡。它既致力于持久,也傾向于有彈性;但同時(shí),它也意味著擺脫那些阻礙我們前進(jìn)的東西。” 作者:Lauren Gravitz |
|