記憶這種「精神膠水」是如何在大腦中存在的？

記憶是大腦最基本的功能之一，我們所擁有的知識大部分是通過學習或經驗獲得，並通過記憶保存下來。因此，有人說，記憶是連接一個人的過去、現在和將來的「精神膠水」。每個人心中總有些刻骨銘心的記憶。記憶一旦喪失，病人將喪失自我及與他人的聯繫。因此，如何發生記憶、如何儲存記憶，是腦科學研究的核心問題之一。

認知心理學家將記憶分為陳述性記憶和程序性記憶。這兩類記憶有明顯的區別：首先，陳述性記憶可以通過有意識的回憶獲取，並可以用語言來描述被記憶的內容，而程序性記憶則不行；其次，陳述性記憶容易形成也容易遺忘，程序性記憶通常需要多次的重複和練習，但一旦形成就不容易忘記。

無論陳述性記憶還是程序性記憶，根據保存時間的長短可分為瞬時記憶、短時記憶、長時記憶和永久記憶。人類經由感官接收到的信息通過神經傳遞至人腦，當信息到達大腦前，大部分信息已經被過濾。剩下的要進入大腦皮層的信號，將在海馬體中暫時儲存，停留在那裡的時間從幾秒至幾個星期不等。比如朋友新換的手機號，你能在有限的時間通過複述而記下，即為短時記憶。所謂的短時記憶指的是短暫的、容量有限的、可能還需要大腦不斷複述的記憶。短時記憶存儲的內容經過一段時間可能會被遺忘。但如果經過很長時間仍未遺忘，則說明這部分內容已經被輸入你的長時記憶中去了。

這種更持久、容量更大、不需要複述的記憶被稱為長時記憶。在大腦長期記憶中扮演重要角色的海馬體位於大腦顳葉，緊密聯繫著大腦的邊緣系統。它是通向情感世界的重要所在，顳葉前部包含負責短期記憶的區域，而所謂的網狀結構位於大腦和脊髓之間，負責保持清醒與集中注意力，這對主動、被動學習及活躍的回憶都至關重要。感覺信息既可以通過短時記憶系統進入長時記憶系統，也可以直接進入長時記憶系統。

記憶被儲存在哪裡呢？經典理論認為，大腦像倉庫一樣儲存記憶，記憶片段像貨物一樣被儲存在大腦里，這被稱為「倉庫模型」。經典的記憶定義可以表達為：人類的記憶是一個儲存和獲取由感官收集的信息的系統。根據這種理論，記憶有可能是被分成碎塊儲存在神經元里（但不會是RNA）。但是，很多現代科學家提出新的記憶理論，他們認為記憶是動態的，不是靜態地被儲存在大腦里，記憶應該被看成聯繫感知和行為的技能。根據這種理論，記憶不是什麼儲存在神經元細胞體內的東西，而是由神經元細胞突觸的狀態來表述的。當我們的感知變為電信號後，這些突觸將信號分配至一級又一級，直到肌肉，觸發行為。突觸的變化是和通過的電信號直接相關的，如果一個突觸長時間沒有相關電信號來觸發，就會「萎縮」，相關的記憶就會削弱；如果受到長時間刺激或者一個很猛的突然刺激，就會變得很強壯，記憶就很深刻。

不同類型的記憶儲存在大腦的不同部位。也就是說，和記憶相關的腦區不局限於某一個具體部位。研究顯示，某一特定部位並不能獨立於其他大腦部位單獨行使儲存我們生活經歷的記憶功能。如顳葉和間腦與陳述性記憶密切相關，而海馬體和大腦新皮層則與短時記憶有關係。腦的特定部位受損可能隻影響特定類型的記憶，其他類型的記憶則可能完整無損。

研究表明，來自聯合皮層、經過高級整合處理的感覺信息，在內側顳葉及間腦被進一步加工處理，最終的記憶被以更持久的形式儲存到新皮層。

加拿大心理學家、認知心理生理學的開創者赫布認為，在腦內反映某外界客觀物體的，是由被該刺激激活的所有皮層細胞組成的。在2 0世紀4 0年代，他出版了著名的《行為的組織》一書，指出對刺激的表徵由所有被這一刺激同時激活的神經元來實現。他把同時被激活的這群神經元稱為細胞集合，並提出了細胞集合學說，記憶痕迹廣泛分布於細胞集合的突出聯繫中，細胞集合可由那些參與感覺和感知的同一群神經元組成，細胞集合中的部分神經元被損毀並不能消除記憶。

根據他的觀點，如果記憶痕迹只源自一種感覺信息，它很可能位於與該感覺有關的皮層區。在訓練猴子執行視覺分辨任務操作的實驗中，待猴子學會視覺分辨任務操作後，損毀其IT 神經元，猴子的基本視覺能力保持完整，但不能再執行視覺分辨任務。進一步的研究發現，IT 神經元與特定類型的記憶儲存有關，如IT 神經元能夠編碼面孔記憶。實驗顯示，猴子對其他猴子面孔的反應不同，特定的IT神經元只對特定的面孔起反應。IT 神經元對面孔反應的動態變化支持赫布的觀點，即大腦皮層感覺區既處理感覺信息又可以儲存記憶。

人類顳葉電刺激實驗是另一個陳述性記憶的痕迹位於顳葉新皮層的證據。顳葉包括顳葉新皮層、內側顳葉、海馬體和杏仁體等結構，對陳述性記憶的形成至關重要。

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