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前言
你好,欢迎每天听本书,今天为你解读的书是《记忆与遗忘之间》,副标题是“大脑如何在平衡中维持我们的工作与生活”。本书出版于2023年3月,是一本不到两百页、只有约13万字的小书。光听标题你应该已经猜到了,它讲的是大脑的记忆与遗忘机制。
你想拥有一个好记性吗?我想绝大多数人的回答都是肯定的,毕竟好记性能让我们在考试中轻松回忆起知识点,准确记起看过的每本书和每部电影,还能让我们在和朋友聊天时滔滔不绝、充满谈资。相比之下,遗忘则常被人看成是一件坏事儿,那种极力回想却想不起来的滋味肯定不好受。
很长时间以来,学界也一直认为,遗忘意味着我们的记忆系统出现了故障,所以科学家们长期把研究重点放在了记忆方面,包括研究大脑是如何形成、存储和检索记忆的,以及记忆片段是如何被提取、处理和记录的,至于遗忘的形成机制,则常常被人所忽略。
可遗忘真的只是记忆衰退的表现吗?了解完这本书你会发现,事实恰恰相反,遗忘不仅不意味着记忆衰退,而且还是大脑的一项功能,甚至堪称是一种天赋。正是在遗忘的帮助下,我们才能灵活有效地认识世界,不断适应变化的环境,保持旺盛的创造力。如果不能遗忘,我们就会产生记忆过载,拘泥于无限的细节和过去的情感中不能自拔;如果遗忘过快,我们则可能被疾病所困扰,失去正常生活的能力。就像本书副标题说的,只有记忆和遗忘达成平衡时,我们的大脑才能正常维持工作与生活。
本书作者斯科特·斯莫尔是记忆领域的专家,他是美国哥伦比亚大学的神经学和精神病学教授,阿尔茨海默病研究中心主任,长期研究衰老和痴呆机制。截至本书出版时,斯莫尔已经发表了140多篇关于记忆功能和障碍的研究报告。
讲记忆力的书其实并不少,很多书尤其注重分享那些提高记忆力的方法技巧,但光读这类书并不能减轻我们的“本领焦虑”,我们仍然会担心自己能力跟不上工作要求而产生焦虑,因为我们还是无法正确地认识遗忘。而今天这本书,则告诉了我们遗忘的合理性和必要性,这能让我们坦然地接受自己的不完美,并意识到自己拥有的巨大潜力,这一点非常重要。
好,那么接下来我就通过两个部分为你介绍书中内容。首先我们聊聊,大脑是如何记忆,又是如何遗忘的?第二部分接着讨论,遗忘对我们有什么意义,遗忘出现异常又有什么后果?
第一部分
好,我们先说说大脑是如何记忆,又是如何遗忘的?
大脑是一个精密的器官,虽然整体上由神经元组成,但不同部位承担的功能并不相同,比如记忆主要涉及大脑的三个部位。首先是大脑后部的一系列区域,我们简称后部区域;其次是海马体,简称海马,这是一个深藏在大脑颞叶皮质深处的结构,因为形状很像海马这种动物而得名;第三个部位是大脑前额叶皮质的一个区域,简称前额叶区域。
记忆是怎么在这三个部位的配合下形成的呢?
为了方便理解,我们可以把大脑比喻成一台电脑,这样就能很形象地展示出大脑存储和检索记忆的方式。
大脑的后部区域像电脑的硬盘,我们的记忆就存储在这里。电脑存储信息的基本单位叫作“位”或者“比特”,而人脑存储记忆也有基本单位,那就是我们的脑细胞,又叫“神经元”。如果你观察一个神经元,就会发现它的结构主要分为两部分,一部分是细胞体本身,另一部分是从细胞体延伸出来像树枝一样的分支状结构。在这些分支的顶端有数百个微小的突起,它们被称为树突棘,神经元之间会通过树突棘相互连接。从体积上说,树突棘小得微不足道,但从功能上说,它却极其重要,因为我们的记忆本质上就是以树突棘的形式存储下来的。
树突棘可以生长也可以消解。当相邻的神经元同时受到足够大的刺激时,连接它们的树突棘就会生长,当足够多的树突棘生长时,神经元之间的连接就会加强,新记忆随之形成并变得更加牢固。相反地,当相邻的神经元受到不同步的刺激时,树突棘就可能逐渐消解,体积变小,我们就会发生遗忘。
当然,在实际场景中,记忆和遗忘可不是几个神经元就能推动的,它动辄就会涉及数百万个神经元,这是因为大脑在形成记忆时,要遵循一个轴辐式的重建过程。光说理论很难理解,就让我们通过“人脸—人名绑定”这个例子,来说说记忆形成的具体方式。
当我们认识一位新朋友时,首先会记住他的相貌和名字,并把这两种信息联系起来,这样我们才能在下次见面时,顺利地和对方打招呼。这个过程听起来简单,但其实可以细化出很多具体步骤。
首先,一张脸虽然看起来像一个整体,但大脑要想记住这张脸的样子,必须先把脸部特征进行分解,比如眼睛是什么颜色,嘴巴是什么形状,再分别记录这些视觉元素。然后,大脑中负责处理视觉信息的视觉中枢,会从颜色、形状这些基本视觉元素入手,着手重建个人的面部特征,最终形成我们记忆中的人脸。相似地,当我们第一次听到新朋友的名字时,听觉中枢也会以这种方式形成对名字的记忆。包括视觉和听觉中枢在内的各种处理信息的中枢,都聚集在大脑的后部区域,所以这里就是我们记忆的集中存储地。
但我们形成记忆时,光有大脑后部区域的参与还远远不够,虽然我们的记忆都存储在这里,但要想让这些记忆元素间产生联系,大脑还需要另一个区域的配合,这个区域就是海马。还是以人脸人名的记忆为例,我们要想把视觉信息和听觉信息联系起来,两个枢纽的神经元之间就必须以树突棘的形式建立连接,但这种连接并不容易形成。树突棘在受刺激时会发生增殖,但这种增殖不仅会消耗大量能量,而且还非常脆弱、不稳定,如果没有持续性的刺激,树突棘就算增殖出来也会很快消解,这有点儿像无法集中注意力的小学生,一上课就容易走神儿。
这时候就需要海马出场了。海马就像严格的老师,能帮助新树突棘克服不安分,在几周内快速稳定成熟下来。你也可以把海马想象成电脑里的保存按钮,我们编辑内容后,只有点击保存,信息才不会丢失,否则关机后就什么都没有了。一旦中央枢纽的树突棘接受了教育,在后部区域内形成了有意识的记忆,海马的使命就完成了,随后海马会从教学职责中释放出来,开始训练下一批树突棘。
海马极其重要,它功能的正常与否,直接关系到我们形成记忆的能力强弱。比如为什么婴儿没有记忆?其实就是因为我们直到大约三岁时,海马的功能才会发育完善,在此之前我们就算形成了记忆,也没法留存下来。同理,当我们步入老年后,海马的功能随着衰老而逐渐衰退时,记忆新事物的能力也会随之下降。
如果说海马是电脑的“保存”按钮,那前额叶区域则像电脑的“打开”按钮,它可以帮助我们快速检索已有的记忆。就像我们走进一家记忆图书馆时,虽然自己也能慢慢摸索找到想要的那本书,但如果有图书管理员的协助,找到书的速度就会快上很多。
好,我们来总结一下,记忆的生理基础是大脑神经元之间产生的树突棘连接,这些记忆存储在大脑的后部区域,由海马训练得到加强,使用时通过前额叶区域进行检索。这就是我们形成记忆的方式,那反过来说,我们又是如何遗忘的呢?
可能有朋友觉得,这还不简单?记忆就像往前走,遗忘就像往后退,使用的生理机制一样,只不过方向不同罢了。不过,还真不是这么回事儿,遗忘和记忆使用的其实是两个完全不同的生理机制。科学家们发现,神经元会使用一系列特定分子促进树突棘的生长,这些分子可以被看成是大脑的“记忆工具箱”;同时,神经元又会使用另一些分子促进树突棘的分解,这些分子可以被看成是“遗忘工具箱”。在“遗忘工具箱”的作用下,连接不同神经元的树突棘会逐渐缩小乃至被彻底分解,遗忘就这样产生了。
遗忘的生理机制听起来并不复杂,但它的意义却非常重要。记忆工具箱与遗忘工具箱相互独立,一个致力于记忆,一个致力于遗忘。所以遗忘并不是记忆衰退导致的,正常的遗忘其实是大脑的主动功能和重要需求。这个需求重要到了什么程度?有理论认为,我们花费生命三分之一时间进行的睡眠,很可能就是为了遗忘。
我们为什么要睡觉?这个问题是生理学领域的一大谜团。人每天只需要花费很少时间就能摄入生命所必需的食物和水,但却要花费长得多的时间用于睡眠,在睡觉期间,我们对周围的环境缺乏防备,实际上是让自己处在了危险之中。而且不光是人类,所有拥有复杂神经系统的动物都需要睡眠,哺乳动物、鱼类、鸟类,乃至较低等的昆虫,每天都得睡觉。可这是为什么呢?
英国生物学家弗朗西斯·克里克曾因发现DNA双螺旋结构而荣获诺贝尔奖,但他没有选择一直在基因领域深耕,而是把研究生涯后期都投入到了脑科学的相关研究中。20世纪80年代,克里克在发表的论文中大胆设想:我们做梦其实是为了遗忘。
他为什么这么说呢?这是因为,大脑的生理学基础决定了,大脑必须经常遗忘才能保证持续正常工作。大脑皮质中存在着上百亿个神经元,每个神经元上又有数千个树突棘,这样算来,大脑中树突棘的数量是个天文数字,神经元会根据我们每天经历的事件,不断调整树突棘的生长。比如某一天你清醒16个小时,眼前耳边会闪过无数画面声音,每个瞬间的记忆都是散布在大脑内数百万个树突棘生长的结果。
但问题是,树突棘的生长空间是有限的,不可能无限持续下去。当大脑的记忆储存区内到处都是过度生长的树突棘时,人对外界的感知就会受到影响,树突棘甚至可能会因为承载了过量的信息而产生错乱,让原本正常运转的感官加工出现故障。
而克里克认为,这个问题可以通过睡眠得到解决,他的学生和其他研究人员也在此后不断修正和提炼这一观点。每天早上我们醒来时,会发现前一天的很多事儿都记不清了,这意味着睡眠带来了遗忘。在此期间,睡眠就像一个园艺师,会花费好几个小时来清理和更新大脑皮质,为未来要存储的记忆留出空间。在睡眠尤其是做梦期间,海马会刺激并回放大脑中存储的重点记忆,让这些记忆片段稳定下来,至于其他大部分普通记忆,它们的树突棘就会在“遗忘工具箱”的作用下分解。
这一假说在近些年得到了强有力的实验证据支持。2017年,研究人员用新式显微镜观察到,睡眠确实会导致大规模的树突棘缩减。克里克的一位学生曾说过,神经系统渴求感知外界,所以进化出了特别敏感的树突棘,而睡眠就是我们为此付出的代价。因为“遗忘工具箱”的分子机制十分复杂,需要数个小时的时间才能完成树突棘的分解工作,所以我们的睡眠时间才如此漫长。
第二部分
好,我们刚才聊了大脑记忆和遗忘的生理机制。这时候肯定会有朋友好奇了,说了这么多,我们都知道记忆很重要,可遗忘到底有什么用呢?接下来就让我们详细说说,遗忘对我们有什么意义,遗忘出现异常又有什么后果?
拥有正常遗忘能力的我们,可能很难想象不能遗忘的世界会是什么样子。不过科学家们发现,人类和动物体内控制记忆与遗忘的两个工具箱,核心分子大多都是一样的,所以人们可以通过控制动物体内的这两套分子工具,来模拟人类记忆和遗忘发生变化时出现的情况。
比如,在让实验动物寻找迷宫出口时,实验个体的记忆力越强,就能越快地记住复杂迷宫的逃跑路线,这很好理解。但如果在动物记住路线后,对迷宫稍作改变,这时反而是那些拥有正常遗忘能力的个体,能更快地找到替代路线,那些记忆力很强,但遗忘能力被关闭的个体,找到替代路线的速度反而要慢很多。这是因为在学习替代路线时,修改之前的记忆比从零开始形成全新的记忆更有效,而修改之前记忆的速度,在很大程度上取决于遗忘能力的强弱。
通过动物实验我们可以总结出,遗忘对行为的灵活性有重要意义。这个结论不光适用于动物,其实在人类身上也能找到印证,人群中的孤独症患者,就为我们观察遗忘的意义提供了一个窗口。孤独症也称自闭症,是一种由脑部发育障碍所导致的疾病,孤独症患者往往在日常行为方面举止异常,部分患者拥有非凡的记忆力。不过这种记忆力缺乏综合联想的能力,属于一种机械记忆,比如有的孤独症患者可以只听一遍就背下一长串数字,这种能力听起来很好很强大,但在日常生活中用途有限,因为我们对记忆的灵活性要求往往更高。
比如你昨天8点钟起床,今天8点10分起床,起床时间改变了,就需要灵活调整出行策略才能保证上班不迟到。大多数人都有这种行为灵活性,但对有些孤独症患者来说,他们有超过常人的机械记忆,却无法正常遗忘,这会促使他们根据机械记忆不断重复特定动作,这样才能让一切符合他们印象中的样子。所有孤独症患者的行为都是僵化刻板的,所以拥有重复和限制性行为是诊断孤独症的一个必要临床特征。
研究发现,孤独症和人的遗传基因密切相关,而几乎所有与孤独症有关的基因,表达出的蛋白质都会影响神经元的树突棘,它们会联合抵制“遗忘工具箱”发挥作用,让孤独症患者失去正常遗忘的能力。所以不能正常遗忘,才是孤独症患者行为失常、僵化刻板的根本原因。
遗忘对行为灵活性的意义,在计算机领域同样能得到印证。试想一下,让你从一堆照片里认出同一个人并不困难,虽然每张照片的视觉信息不同,不同灯光可以改变脸部颜色,不同角度可以改变脸部形状,不同发型、头饰、眼镜、妆容都会改变人的面部特征,但你的大脑还是能轻易识别出不同照片里的同一个人。
但计算机要想做到这一点并不容易。虽然它可以详细记录下人脸的每一个细节,微小到眼角的每一条皱纹,上唇的每一根胡须,但这其实是一种类似于孤独症患者的机械记忆。如果真的让计算机凭借这种机械记忆进行人脸识别,那就算是同一个人,刮胡子前和刮胡子后也会被判定为两个人。这种纠结于细节而无法灵活概括的能力,就是计算机识别照片时遇到的常见问题。科学家们通过测试不同的计算机算法发现,增加更多记忆相当于增加更多树突棘,并不会改善人脸识别的准确性。相反地,如果迫使算法适当地遗忘和忽略某些细节,比如一个人刮没刮胡子,就能明显提高人脸识别的成功率。你看,不管是动物还是人类、生物还是机器,都能证实遗忘对行为灵活性的重要性。
除此以外,遗忘的另一个重要作用是维持人的情绪健康。在我们的大脑中,杏仁核这个部位负责处理和编码情绪信息,它与海马相连,通过海马的训练,可以为我们的记忆增添上情感色彩,尤其是不快乐、恐惧、愤怒、痛苦等负面情感。比如你很讨厌张三,那你对张三的记忆就会在杏仁核的作用下,增添上厌恶的情绪,下次再见到张三时,你的杏仁核就会格外活跃,提醒你眼前这个人让人很不爽。
在正常情况下,杏仁核不会一直处于活跃状态,它产生的情感信息会随着时间流逝而被逐渐遗忘,这种机制可以降低精神机能障碍的风险,也能把我们从疼痛、苦闷和怨恨的牢笼中解放出来。但如果在外界的刺激下,杏仁核长期处于高度敏感和过度反应的状态,人就有可能患上创伤后应激障碍等心理疾病。
这是因为,杏仁核神经元的树突棘也会随着外界环境的刺激调整生长状态,它们的树突棘越大、越密集,神经元对传入的刺激就越敏感。如果一个人长期处于高强度刺激状态,那他的杏仁核就会经历树突棘的病理性生长,生长后对外界刺激更加敏感,这种双向反馈最终会让杏仁核永久性地进入病理性状态,让人对外界刺激极其敏感。所以很多亲历过战争的军人,在退役后都容易患上创伤后应激障碍,因为战场带给他们的精神刺激太大了。从这个角度看,遗忘对我们保持心态和情绪健康来说,也有着重要意义。
遗忘非常重要,我们不能没有遗忘,但在实际生活中,无法遗忘的情况其实并不多见,反而是记性变差、遗忘过快的现象更加普遍一些,尤其是在老年人群体中,遗忘和记忆之间的平衡经常被打破,而原因往往就出现在海马上。
作者指出,老年人的海马功能衰退,有两个可能因素:正常衰老或阿尔茨海默病。随着人体的衰老,海马的功能会因正常磨损而减弱,这类似于大脑的老花眼,并不属于疾病范畴。相比之下,阿尔茨海默病则是一种会严重影响大脑功能的疾病。
阿尔茨海默病有多个病程阶段。在临床前期阶段,海马内的特定神经元会出现功能障碍,有些患者发现,自己偶尔会忘记新接收的信息,比如想不起最近遇到的人叫什么,这一阶段的疾病还不算严重。多年过去后,阿尔茨海默病会进入前驱期,这时病症的影响区域虽然还是海马,但已经开始全面消灭神经元,并引发明显的记忆损伤,比如患者会忘记昨晚刚看过的电影。
接着,患者一般会在5到10年后进入痴呆期,此时阿尔茨海默病会从海马向上扩散,影响大脑皮层,比如存储记忆的大脑后部区域,病人此时会出现明显的病理性遗忘,比如忘记年轻时发生的事、语言、行动路线,甚至是回家的路。最终,阿尔茨海默病会延伸到整个大脑皮层,剥夺病人的个性和人格,然后破坏维持意识、睡眠、呼吸和进食等基本人体机能的脑干,这就是阿尔茨海默病的最终阶段。
我们需要遗忘,但需要的是与记忆平衡的遗忘。无论对于谁,患上阿尔茨海默病都是一种灾难,那我们有什么方法应对吗?科普作家于涵在《偷走心智的贼》一书中,详细介绍了阿尔茨海默病的前世今生,但也遗憾地给出答案,至今人们都没有有效预防和治疗阿尔茨海默病的方法,相关医疗手段仍在探索之中。但现有证据认为,多吃蔬菜和水果,经常进行有氧锻炼,增进社会交往,多思考多阅读,都可能会降低患病风险,甚至是减轻患病症状。
结语
好,到这里本书的内容就介绍得差不多了,简单总结一下。
首先我们说了,大脑是如何记忆,又是如何遗忘的。大脑中主要有三个部位涉及记忆功能,分别是存储记忆的后部区域、帮助形成新记忆的海马体和帮助检索记忆的前额叶区域。神经元之间相互连接的树突棘是记忆的生理基础,大脑在记忆和遗忘时,分别会使用不同的分子机制,让树突棘生长或消解。遗忘并不是记忆衰退的表现,而是大脑的一个独立功能,我们每天花费数个小时来睡觉,很可能也是大脑为了正常遗忘而不得不付出的代价。
接着我们讨论了,遗忘对我们有什么意义,遗忘出现异常又有什么后果。动物实验和人类自闭症的表现都证明,我们需要遗忘来保证行为的灵活性,无法联想和变通的机械记忆,对我们日常生活的帮助十分有限。遗忘还能把我们从负面情绪的牢笼中释放出来,让杏仁核不会一直处于高度紧张的状态,这有助于维持人的心理健康。我们需要遗忘,但更需要记忆与遗忘之间达成平衡,阿尔茨海默病造成的病理性遗忘是需要我们警惕的。
今天我们主要分享了记忆和遗忘的生理机制,讨论了遗忘的重要性,但大脑需要遗忘并不意味着我们就得记性差。其实,只要记忆与遗忘达到一个相对平衡的状态,大脑的正常功能就不会受到影响,在此基础上,拥有一个好记性当然是一件好事儿。所以最后,我再通过另外两本介绍记忆力的书籍,为你分享一下提高记忆力的思路。
德国心理学泰斗赫尔曼·艾宾浩斯在《记忆力心理学》一书中,提出过非常著名的艾宾浩斯记忆法,他指出,记忆的遗忘速度是不规则的,在最开始的阶段遗忘得最快,随着时间推移,遗忘的速度会逐渐放慢直到停止。所以在学习后,如果能在遗忘点出现之前复习,比如首次记忆后的3小时、5小时、10小时、3天、5天、10天的时候各复习一遍,我们就能牢固记住相关知识,把记忆变成长期记忆。
日本脑科学专家池谷裕二在他的《考试脑科学》中提出,当我们想要记住某一领域的知识时,不应该一下子扎进那些具体入微的细节当中,更有效的方法是分步推进,先从全局入手,了解全局有哪些分区和子类,之后再进入各个子类,一点点向下细化。比如刚开始学习西方绘画的人,看到油画可能觉得风格都差不多,这时他就需要先了解油画的整体知识,然后学习不同的流派风格,再细化到油画的题材、笔画、构图等细节,这样才能全面有效地记住油画的相关知识。
学习和记忆的技巧有很多,能掌握很好,掌握不了也没有问题,当你发现自己忘记某些知识点的时候完全不必自责,因为遗忘其实是你大脑的一项天赋,正是在遗忘的帮助下,我们才能自如且积极地迎接每一天的到来。
以上就是这本书的精华内容。你可以把这本书免费分享给你的朋友。恭喜你,又听完了一本书!
撰稿:田牧歌
转述:赵成晨
脑图:刘艳思维导图工坊
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