來源:中國(guó)現(xiàn)代家庭教育網(wǎng) 文章作者:吳建永

 

 作者:吳建永(美國(guó)喬治城大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)科學(xué)系)

在許多科幻電影中,主人公通過某種藥物可以獲得包括超凡的記憶力在內(nèi)的各種超能力
在許多科幻電影中,主人公通過某種藥物可以獲得包括超凡的記憶力在內(nèi)的各種超能力

  很多人抱怨自己記性差,羨慕周圍過目不忘的朋友。以前四五十歲就算是老年了,記憶差點(diǎn)也就認(rèn)命了。而現(xiàn)在,到這年紀(jì)生活剛剛開始,60-70歲還算“中年”。在這種情況下,記憶減退就讓很多人擔(dān)憂了。到了2150年,人的平均壽命將達(dá)到95歲,記憶衰退將是老齡化社會(huì)的一個(gè)大問題。

  大腦中大多數(shù)神經(jīng)細(xì)胞不會(huì)再生,因此保存在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的記憶肯定是隨年齡減少。那么,能不能利用技術(shù),把記憶能力提高千倍呢?

  答案是肯定的,而且你已經(jīng)感覺到了:智能手機(jī)每天跟著你,留下大量的照片、視頻和語音。利用這些信息可以把早已忘得干干凈凈的記憶找回來。可是,這種“記憶”使用起來總覺得不那么方便,如果我記憶差到連照片都想不起來,那怎么辦?

  下面我要討論的,就是記憶的“增強(qiáng)版”,真正的超級(jí)好記憶。為了討論方便,先科普一下人腦的記憶。

  人腦記憶“ABC”

  人的記憶分成“顯性”(explicit )和“隱性”(implicit) 記憶兩大類。

  顯性記憶就是能用語言表達(dá)的,又分成 “陳述型記憶”和 “事件記憶”。陳述型記憶的內(nèi)容主要是知識(shí),比如你背誦的唐詩(shī)。事件記憶是經(jīng)歷,比如回憶前天你早飯吃的是什么。

  隱性記憶則主要是“程序記憶(procedural memory)”,比如學(xué)會(huì)騎車、滑雪、跳舞這些連續(xù)動(dòng)作,以及學(xué)會(huì)的順口溜、外語 。隱性記憶一旦形成可以穩(wěn)定終生,所以你在小時(shí)候?qū)W會(huì)騎車,即使日后多年不騎車,但一接觸自行車還是馬上能騎。

  顯性和隱性記憶在大腦中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn):A 顯性記憶的關(guān)鍵點(diǎn)是海馬體(圖中紫色結(jié)構(gòu)),隱性記憶的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)是基底節(jié)(圖中綠色結(jié)構(gòu))右上角插圖標(biāo)示海馬和基底節(jié)在大腦中的位置。B人腦的標(biāo)本的冠狀切面(即兩耳之間的切面,平面的位置由圖A中的虛線標(biāo)示)。海馬體和基底節(jié)與大腦皮層形成高度互動(dòng)的網(wǎng)絡(luò),把記憶儲(chǔ)存下來。(大腦皮層即B圖中的大腦外圈,顏色比較深的那層)C 人腦海馬體(右)和真的海馬(左)比較,體積形狀都相似。

  舉一反三,復(fù)習(xí)一下:當(dāng)你在廣場(chǎng)上跳“小蘋果”時(shí),用的是程序型記憶;休息的時(shí)候和昨天剛認(rèn)識(shí)的大媽打招呼,用的是事件記憶。而進(jìn)一步和大媽套近乎,講解股市“K線”,用的是陳述型記憶。

  如何減緩記憶衰退的速度

  大腦肯定隨著年齡不斷衰退,而體力和腦力鍛煉是減緩記憶衰退的有效武器。

  腦力鍛煉主要靠多動(dòng)腦,學(xué)習(xí)有挑戰(zhàn)性的新知識(shí)最有益。老年大學(xué)和退休后公益志愿活動(dòng)都是極好的腦力鍛煉。

  雖然大腦中大多數(shù)神經(jīng)細(xì)胞是不能再生的,死一個(gè)少一個(gè),但記憶是存儲(chǔ)在神經(jīng)細(xì)胞之間的連接點(diǎn)上的,一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞與其他神經(jīng)細(xì)胞間有幾千個(gè)連接點(diǎn)。一個(gè)細(xì)胞死亡不會(huì)丟失一個(gè)記憶,而只會(huì)由于相關(guān)節(jié)點(diǎn)的丟失使記憶減弱,模糊。

  海馬中神經(jīng)細(xì)胞的局部特寫: 彩色小球?yàn)樯窠?jīng)細(xì)胞體,拖著的尾巴是神經(jīng)纖維。左上方的彩色細(xì)線是來自其他神經(jīng)細(xì)胞的纖維。神經(jīng)細(xì)胞通過纖維與其他神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行廣泛聯(lián)系。海馬中有些神經(jīng)細(xì)胞與幾百萬個(gè)其他細(xì)胞相連。記憶就寄存在細(xì)胞之間相互聯(lián)系的接點(diǎn)(突觸)上。

  而腦力鍛煉可以不斷活躍與記憶有關(guān)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),強(qiáng)化原有的連接點(diǎn)并創(chuàng)造新的連接點(diǎn),刷新由于細(xì)胞死亡造成的記憶損失。衰退是持續(xù)漸進(jìn)的,而鍛煉也是持續(xù)漸進(jìn)的補(bǔ)償過程。很多研究認(rèn)為變老不是被動(dòng)的,而是退化與對(duì)抗退化不斷相持不下的主動(dòng)過程,與幼兒的發(fā)育、病后恢復(fù)非常類似,只不過發(fā)生在不同的年齡段。

  體育鍛煉與腦力鍛煉同樣重要,主要在以下三個(gè)方面:

  一是增進(jìn)健康,消滅高血壓、高血脂、高血糖。心血管健康大腦受益。大腦享受全身20%的供血。腦中每根血管都負(fù)責(zé)一個(gè)重要腦結(jié)構(gòu)的功能,那一根堵塞都會(huì)造成嚴(yán)重后果。

  第二方面是改善心理健康。人的情緒是靠大腦皮層下的神經(jīng)結(jié)構(gòu)控制的。這些神經(jīng)結(jié)構(gòu)控制人的興奮、發(fā)怒、幸福和沮喪等感覺。人年老后,難免某些神經(jīng)環(huán)路會(huì)“搭錯(cuò)線”,造成各種極端情緒。極端情緒能使很多激素異常釋放,直接破壞記憶的形成。同時(shí)也壓抑免疫系統(tǒng)和身體修復(fù)的功能,加速衰老。運(yùn)動(dòng)可以有效地讓人從這些短路的死胡同里繞出來。

  第三方面是運(yùn)動(dòng)對(duì)增強(qiáng)記憶有直接作用。運(yùn)動(dòng)可以增加腦中掌管顯性記憶的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)“海馬體” (Hippocampus)的血流量和體積。鍛煉者學(xué)習(xí)和記憶的能力明顯超過不鍛煉者[1]。海馬體直接處理事件記憶,戶外運(yùn)動(dòng)時(shí)海馬體必須一絲不茍地工作,否則就會(huì)找不到家。由此,海馬體就得到明顯的鍛煉。另外運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉會(huì)釋放一種叫作cathepsin B 的蛋白分子,可以促進(jìn)海馬體分泌更多的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子,提高記憶能力[2]。

  需要注意的是,程序型記憶雖然是終生不忘的,但用年輕時(shí)的程序型記憶指揮老年的肌肉卻可能會(huì)出問題。

  因?yàn)槌绦蛴洃洿鎯?chǔ)的是肌肉收縮的時(shí)間順序和強(qiáng)度,當(dāng)肌肉關(guān)節(jié)衰退后,原來的運(yùn)動(dòng)定勢(shì)就可能造成錯(cuò)誤,出現(xiàn)摔倒這樣的事故。高齡老人死亡率最高的原因不是心血管疾病,不是癌癥,而是摔倒后骨折造成的臥床。臥床對(duì)人的健康是巨大的打擊。因?yàn)檎玖⒈旧硇枰顒?dòng)大量肌肉,心血管需要根據(jù)姿態(tài)不斷調(diào)節(jié)血壓。宇航員在太空的無重力環(huán)境與臥床相似,即使是年輕人在這樣的條件下過幾天,也會(huì)站不穩(wěn),肌肉退化,骨骼中的鈣大量流失。[3]

  因此,持續(xù)的體力活動(dòng)對(duì)老人防止跌倒,保持獨(dú)立生活的能力是非常重要的。

  記憶與睡眠

  目前神經(jīng)科學(xué)流行的一種說法是“記憶兩步論”:顯性記憶需要通過睡眠來鞏固。

  第一步發(fā)生在白天,人的大腦不斷處理信息,隨機(jī)把一部分日常經(jīng)歷的事件記下來。一天下來,腦內(nèi)很多部分(比如海馬體)就記滿了,就需要通過睡眠來擦除大部分無用的記憶而鞏固有用的部分。

  第二步發(fā)生在夜間的睡眠中,海馬體會(huì)不斷地和大腦皮層共同活動(dòng),回放白天的記憶并記住其中一部分 。我們都有這樣的經(jīng)驗(yàn):一覺醒來覺得昨天發(fā)生的很多事件被捋順,記得更清楚了。這展示了睡眠對(duì)記憶的作用。

  在夜里,人的睡眠有幾個(gè)循環(huán),每個(gè)循環(huán)約90分鐘,先是淺睡(術(shù)語叫睡眠一期和二期),幾十分鐘后進(jìn)入深睡(三期)最后是夢(mèng)境(快速動(dòng)眼期),如此循環(huán)幾次。老年人睡眠時(shí)間減少,主要是深睡的第三期變短,而損失的三期睡眠正是鞏固記憶的“黃金睡眠”期。

  一夜睡眠的時(shí)相和分期 上: 睡眠分期的腦電指紋。睡前閉眼但清醒時(shí)腦電是8-12 赫茲的阿爾法波。進(jìn)入第一期淺睡后腦電波變慢(西塔波)。睡眠加深到第二期時(shí)有偶爾的高波和紡錘波。深睡(第三期)以高幅度,低頻率的慢波腦電為主。夢(mèng)境時(shí)腦電與清醒時(shí)相似。下:睡眠各期在一夜間的循環(huán)。第一個(gè)小時(shí)中從淺睡,第二期到第三期,之后出現(xiàn)夢(mèng)境。然后再進(jìn)入第二期第三期。這個(gè)循環(huán)在一夜中出現(xiàn)幾次。

  有個(gè)著名的實(shí)驗(yàn),讓一群年輕的哈佛學(xué)生在一天里變?yōu)橛洃浐懿畹睦先耍?/FONT>

  首先,讓這些學(xué)生在睡眠實(shí)驗(yàn)室里,邊睡邊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)他們的腦電信號(hào)。當(dāng)三期慢波睡眠的腦電指紋出現(xiàn)時(shí),實(shí)驗(yàn)人員就搖晃床,把三期睡眠破壞成淺睡。如此一夜幾次晃床,雖然總睡眠時(shí)間沒變,但第二天測(cè)試時(shí),結(jié)果卻十分驚人——年輕聰明的哈佛學(xué)生竟然變成了老年大學(xué)的學(xué)生,他們的邏輯能力和顯性記憶都大大下降。而被試學(xué)生自己卻一點(diǎn)沒有睡眠不佳的感覺。不過,該實(shí)驗(yàn)的效果是短時(shí)的,只要第二天不干擾三期睡眠,聰明的哈佛學(xué)生還是聰明的哈佛學(xué)生。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了睡眠對(duì)記憶的重要性。[4]

  睡眠缺乏除了影響記憶,還會(huì)明顯地有害健康。一夜失眠就會(huì)使血壓升高,增加血糖和血內(nèi)的應(yīng)急激素,并抑制免疫系統(tǒng)。良好睡眠的重要性超過一切體育和腦力鍛煉。因此,任何年齡的人都要盡一切努力保證充足的睡眠。體育運(yùn)動(dòng)和規(guī)則生活可以幫助睡眠,而中老年人為了有足夠的高質(zhì)量睡眠,也需要有足夠強(qiáng)度的體育鍛煉。

  技術(shù)讓記憶力提高千倍

  說到如何用技術(shù)讓記憶力“提高千倍”,別想歪了,不是大腦里面插電線的粗魯做法,而是維持人的尊嚴(yán),讓技術(shù)圍著人轉(zhuǎn)。

  記憶的過程是神經(jīng)科學(xué)的熱門研究領(lǐng)域,目前雖然還有很多基本問題沒搞清楚,但很多證據(jù)表明人的記憶不是像在計(jì)算機(jī)硬盤上存照片一樣,寫一次就永久存留。與之相反,長(zhǎng)期記憶的形成必須靠睡眠中的回放。而長(zhǎng)期記憶形成后需要在生活中不斷地回想,然后根據(jù)回想再記入。

  利用這個(gè)生理特性,技術(shù)就有了切入點(diǎn):影像聲音和文字可以幫助場(chǎng)景回放,也就不斷刷新了儲(chǔ)存于神經(jīng)細(xì)胞間連接點(diǎn)的記憶。這和人在回憶時(shí)主動(dòng)刷新記憶的過程是一樣的。

  智能手機(jī)讓人們拍攝了越來越多的照片。翻翻過去的照片,可讓人回想起很多過去經(jīng)歷的細(xì)節(jié),其中大部分細(xì)節(jié)是如果不看照片就永遠(yuǎn)不可能再回想起來的。現(xiàn)在每人每周也許有幾十張照片。

  我們常用手機(jī)在日常生活中拍照。這些照片對(duì)回憶起當(dāng)時(shí)的情景有很大幫助。人們看到照片會(huì)立刻回想起很多當(dāng)時(shí)的細(xì)節(jié)。但如果沒有這張照片,則這些細(xì)節(jié)就很難再被回憶起。

  在不久的將來,米粒大小的無線照相機(jī)可以在眼鏡,帽子或衣領(lǐng)上自動(dòng)地定時(shí)捕捉個(gè)人和周圍環(huán)境的照片,使個(gè)人擁有的照片數(shù)量增加到每秒鐘幾百?gòu)垼瑢(gè)人的全部視覺經(jīng)歷被完整地記錄下來 。同樣,其他無線傳感器可以把人的聲音、動(dòng)作、速度和地理位置等信息隨時(shí)存儲(chǔ)起來。每件衣服、每個(gè)物件上都有多個(gè)“一次性”相機(jī)和其他傳感器,可以說,當(dāng)你穿戴上這些設(shè)備,你的人生就被完整地記錄了。

  如此海量的圖像和信息對(duì)個(gè)人來說難以掌握,但掌握信息正是人工智能和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的強(qiáng)項(xiàng)。

  現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)能在人臉識(shí)別方面遠(yuǎn)超過人,對(duì)語言的理解能力也能與人不相上下。照片中的所有的人臉可以被聯(lián)系索引起來,從對(duì)話中可以分析出關(guān)鍵字、概念串和語氣指紋等。同樣地,其他視聽信息可以提取出各種信息,如從背景音樂中提取出樂曲名字、樂隊(duì)演出的藝術(shù)特征指紋以及播放系統(tǒng)的音頻指紋等信息。

人臉識(shí)別
人臉識(shí)別

  這些圖像、聲音和語言文字等信息可被輕易索引,由 “個(gè)人記憶系統(tǒng)” 分析整理,并按需進(jìn)行場(chǎng)景回放。其結(jié)果是使人“過目不忘”,記住每個(gè)見過一面的人,經(jīng)歷過的每個(gè)地方每件事,交談過的每一句話。每當(dāng)你遇見只見過一面的人,記不清楚時(shí),智能手機(jī)會(huì)在你耳邊告你上次在那里見過,談過什么,甚至這人的姓名、職務(wù)等等,讓你永遠(yuǎn)消除似曾相識(shí)的尷尬。

  在衰老進(jìn)程中,腦細(xì)胞和神經(jīng)線路持續(xù)地不斷損傷,海馬損傷是老年失智的主要原因。

  這個(gè)記憶關(guān)鍵點(diǎn)的退化使記憶逐漸變得模糊而難以回想。但技術(shù)可以幫人建立一個(gè)外掛的“人工海馬”,幫人不斷地刷新淡忘的記憶,把遠(yuǎn)期記憶從部分損壞的神經(jīng)線路中提取出來,加工修復(fù)后再存進(jìn)相對(duì)完好的新線路中去, 避免前面提到的那種記憶差到連照片都想不起來的永久性信息損失。

  這種記憶的拐棍能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人類自然記憶的容量和回憶能力,讓老年人和年輕人的記憶能力不再有差別(都能100%記。夏耆朔炊谟洃浄矫娓袃(yōu)勢(shì),因?yàn)樗麄冇懈蟮膫(gè)人記憶庫(kù)。

  社會(huì)給人主持公道

  當(dāng)然,把個(gè)人的經(jīng)歷全部記錄下來可能會(huì)帶來非?膳碌纳鐣(huì)災(zāi)難。

  電影《最終剪輯》為我們展示了記憶私有性與人類窺私欲碰撞時(shí)的災(zāi)難性結(jié)果。好萊塢的擔(dān)心不是空穴來風(fēng),未來的大利益集團(tuán)一定會(huì)利用個(gè)人記憶增強(qiáng)系統(tǒng)來牟利。而那

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