记忆:混沌初开时
亨利的失忆症严重而独特。从布伦达一见到他开始,她就意识到了这一点。从表面看,亨利是个正常、可亲的年轻人,可是日常生活里遭遇经历的一切事情,对他来说都比雪泥鸿爪更加雁过无痕。他对眼前任何事件的记忆都只能持续几分钟甚至更短的时间,一旦注意力被转移到其他事情上去,他立刻就忘掉先前的那件事。他对时间的记忆停留在手术前:他告诉布伦达,今天是一九五三年三月,他今年27岁。事实上,他对于自己的手术只有极其模糊的印象,而对手术前几年的许多事情,也有严重的遗忘——譬如怎么也记不起来他最喜欢的舅舅,在他手术前三年就去世了。
可与无法记得眼下生活里的事情相反,亨利对童年的记忆非常正常。他知道父母是谁,家乡在那里,他记得小时候全家人去度假,他记得因为父亲来自南方,所以不习惯过圣诞节。此外,他智商112,逻辑推理与语言会话能力一切正常。他也困惑于自己的改变,他告诉布伦达:“我像突然惊醒在一场梦里……我的每一个日子都是单独的,与另一日毫无关联。”
手术后失忆,在经历了脑叶切除术的病人里并不少见。可是亨利所损失的记忆能力却有着非同寻常而又异常清晰的特征,同时,因为他的手术过程被斯科维尔明确地记录下来,这就为准确将记忆缺失定位于受损脑区带来了可能。经过对亨利和另外九名接受了颞叶切除术的病人(他们被切除的脑区大小和记忆受损的程度各不相同)仔细的比较研究,布伦达和斯科维尔医生得出结论:在亨利被摘除的大脑部分中,有一个特殊的结构,因其形状细长弯曲,得名海马(Hippocampus)1。正是这个海马,是我们人类维持日常生活记忆的重要中枢。亨利的失忆症,就源于他海马的缺失。而海马的缺失并未影响到他记忆之外的其他神经活动,也并未改变他的人格品性,除了失忆以外,他完全是个正常人。这说明,海马主要管理记忆,而对其他神经活动涉足甚少。
也许对于我们,这个结论听起来毫不惊人。现在,不同的脑区主管不同的神经功能的概念早已深入人心。故而我们往往不曾意识到,仅在短短几十年前,科学家们还不清楚我们颅骨内的这团柔软细腻的灰白色组织,究竟如何协调我们的思维和行为。以著名心理学家卡尔•拉什利(Karl Lashley)为代表的一些科学家认为,我们的大脑并没有明确的分区,当我们需要思考时,整个大脑都平等而均匀地参与了这一行动。此外,如果损伤大脑的一个区域,那另外的区域将取代被损区域的功能2。布伦达和斯科维尔对H.M.的这一项研究,直接挑战了这一理论,在神经科学史上首次将一项可以明确定义的神经功能——记忆,并且是某一种特定的近期记忆——如此精确地定位在大脑中的某个轮廓分明的区域上,开创了大脑功能分区研究的先河。他们的研究结果发表在一九五七年二月的《神经病学、神经外科手术和精神病学杂志》上。这篇题为《双侧海马切除后的近期记忆损失》的文章,从发表以来已被引用两千多次,是神经科学有史以来被引用次数最多的文章之一,被公认为奠定了现代神经科学与脑科学研究的重要基础。
海马究竟在哪里?现在想象你端坐在镜子面前,与镜中的自己四目对视,镜中的那道目光垂直穿过你的眼眶、平行直射入大脑深处,掠过双耳的位置后,停留在大脑中轴线的两旁,此时这道目光所见的灰白色的脑体,就正是你的左右两条海马体。且让我们的目光在这里多停留一会儿,仔细打量对我们生活至关重要的这团神经组织,并思考这样一个问题:虽然亨利不能再记得日常生活里的任何事情,却依然可以唤起自己童年时形成的回忆,那么,在我们近期的记忆与遥远的记忆之间,究竟有什么关系?
再来看这样一个事实:如果科学家让亨利在屏幕上看一串停留一阵又消失的数字,然后让他立即重复,当数字在六到七个之内时,他能够准确地完成任务。这一成绩,和我们绝大多数的普通人并无区别。这么看来,亨利并非完全不能“记住”东西,他和我们的区别只不过是,我们能把这些稍纵即逝的事件在头脑中长时间的保留下来,而他转过头就把记住的一切都忘掉了。
记忆和遗忘之间,又是什么样的关系?我们的大脑,究竟如何为我们保存各种各样的记忆?
其实要回答这些问题,最优秀的科学家也不敢说自己已经有了明确的答案。但通过许多像布伦达,像她的恩师和她后来的学生一样充满好奇的科学家们在过去几十年甚至上百年间的努力,对记忆这个既具体又缥缈的东西,我们的认识,已经有了极其深刻的变化。我们正一步步地逼近了大脑最深处的那个秘密。
先来看看我们大脑的样子:在我们的颅骨里,最重要的居民大概是数以千亿计的神经元,它们的细胞体大多居住在大脑皮层的表面,挤挤挨挨地,形成了一层叫做“灰质”的区域。这些神经元的细胞体上,又长出长长短短的触手——轴突,它们深入大脑内部,互相纠缠,形成“白质”。这些神经元们,就靠着各种各样的轴突与彼此接触,形成错综复杂的神经网络。在这个网络里,一种被称为“神经递质”的化学物质,它就好像古时驿道车马上的信件、后来细细电话线里的电波、现在互联网中的即时消息一样,是神经元彼此联系、传递信息的重要介质。想象神经元小张,有事情要告诉神经元小王,小张便会通过接触小王的的那条轴突末端,释放出特定的神经递质,而小王收到这些信息,把它们转化成特定的电信号,这就完成了一次神经元之间的交头耳语——突触传递,我们神经通讯最基本的机制之一。
记忆的本质,是靠加强特定的神经元之间的这种交流和耳语来完成的——也就是增强神经网络中特异的“节点”。如果你曾在江南烟雨中遇到过那个正当年龄的人,记忆将被刻写得如此深刻,以至于多年之后,当一滴小雨落在皮肤上,那微凉的感觉通过感觉神经元传入脑中,竟能准确无误地击中那个在很久以前就变得异常敏感的节点,于是那人的模样又历历在目,犹如亲见。这,就是记忆。
我们的记忆又分为短时记忆和长时记忆,其中短时记忆这一段,就是短期加强神经节点的效率——如果神经元小王知道小张有重要事情要讲,它会格外注意聆听小张那边的动静,交流变得高效,在这时,我们就形成了短期的记忆。可是,这种加强效果非常短暂,一般只要几十秒钟,小王就会“忘掉”小张的重要性,我们的短时记忆就消失了。那我们如何获得长时记忆呢?
想象一面橡胶墙,如果你出拳撞击,将会在墙上形成一个拳头大小的坑,但如果橡胶弹性较好,很快这个小坑就自动平复了。可是如果你在好几天、好几个月甚至好几年的时间里,天天出拳撞击橡胶墙的同样一个位置,那里一定会出现一个永久的坑——墙发生了结构性的改变,而这,正是我们形成长时记忆时发生的事情。如果某一个信息在神经元中不断被重复——如果小张不断告诉小王重要事体,小王大约会面向小张长期建立一个敏感的接听器3。从此以后,小张的耳语能够毫无遗漏地传递给小王,激起合适的电信号,这两个神经元之间,形成了一个被长期增强的交流节点。而这节点的长期性加强的过程,便是将短时记忆转化为长时记忆的存储过程。在这个过程里,许多基因被表达,蛋白质被合成,还有特异的酶长年辛勤工作,负责维修被增强的节点,保证它们一直高效。这是一个复杂而又长期活跃的过程。如果说,短时记忆靠的是稍纵即逝的化学信号的改变,而长时记忆的基础,则是在短期记忆的基础上,对神经网络里节点的物理结构产生了根本性的变化。
记忆,这个对于我们正常人来说仿佛是想当然、自然发生的过程,其实并非混沌一片。在我们的头颅之中,不同脑区、不同神经元和不同分子机制分担不同的任务,负责记忆形成过程里每一个精巧的步骤。而海马所承担的,正是这种将短时记忆转化成长时记忆的重要工作。在忙碌的海马中,节点增强每时每刻都在发生,它把我们阅读的书、欣赏的画、吃到的美食、窗外的风景、以及那些让人心跳慢半拍的名字……全都分门别类地放好,珍藏起来,供我们日后回忆。
可怜的亨利,虽然他旧日加强的节点依然完整,可却再也无法对其他节点进行加强,也就无法为回忆中其中增添任何新的内容了。
真的吗?
(未完待续)
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