大脑是用来记事儿的,还是用来遗忘的?

遗忘通常被认为是一个被动的过程。记忆形成并储存在大脑中,可以在接下来的几天、几周甚至几年回忆起来;在遗忘的过程中,那些未使用的记忆会随着时间而衰退。图|SamFalconer/Nature然而,在过去的十年中,一些研究者遇到

遗忘通常被认为是一个被动的过程。

记忆形成并储存在大脑中,可以在接下来的几天、几周甚至几年回忆起来;在遗忘的过程中,那些未使用的记忆会随着时间而衰退。

大脑是用来记事儿的,还是用来遗忘的?

图| Sam Falconer/Nature

然而,在过去的十年中,一些研究者遇到了一些相反的实验结果。这些研究表明,记忆丧失不是一个被动的过程;相反,遗忘似乎是一种活跃的机制,不断在大脑中发挥作用。有些动物,甚至所有动物,大脑的标准状态不是记忆,而是遗忘。

于是,一些科学家提出了一个激进的想法——大脑是用来遗忘的。

把遗忘当成次要事件。

目前,记忆是如何产生和获得的尚不清楚,但它消耗了大量研究人员的时间。相比之下,大脑如何遗忘的问题在很大程度上被忽略了。

英国剑桥大学的认知神经科学家米歇尔·安德尔森说,这是一个严重的疏忽。“每个有记忆的物种都会忘记,无一例外。不管身体多么简单,只要他们能获得经验,那么经验就能消失。”他说。“有鉴于此,我认为神经生物学把遗忘仅仅看作是一个附带事件是非常令人震惊的。"

大脑是用来记事儿的,还是用来遗忘的?

图| Pixabay

2012年,当罗恩·戴维斯发现果蝇(黑腹果蝇他主动忘记证据的时候也没当回事。

他是斯克里普斯研究所的神经科学家,他正在研究果蝇的记忆形成过程。在果蝇大脑调节一系列行为的过程中,涉及的神经递质之一是多巴胺。他想知道产生这种物质的神经元对记忆过程有什么影响。

有趣的是,戴维斯发现,多巴胺对遗忘至关重要。他的同事以情景方式训练转基因果蝇,将电击与某些气味联系起来,从而训练昆虫避开这些气味,然后激活可以释放多巴胺的神经元。他们观察到果蝇很快就忘记了这种联系;但是,如果这个神经元被阻断,记忆是可以保留的。

"它们在调节如何表达记忆."戴维斯说。本质上,多巴胺提供了一个“遗忘”的信号。

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图| Pixabay

通过进一步的研究,比如通过检测活体果蝇的神经元活动,他们发现这些神经元是长期活跃的,至少在果蝇中是如此。戴维斯说:“大脑总是试图忘记它所学过的信息。"

遗忘是记忆的一种功能。

几年后,麦吉尔大学的认知心理学家奥利弗·哈特在老鼠身上发现了类似的结论。

当时,他正在研究参与长期记忆的神经元突触。神经元之间的连接强度取决于一类称为AMPA受体的结构的数量,这类结构可以保持记忆的完整性。然而,这些受体是不稳定的。它们不断移入或移出突触,并在几小时或几天内来回移动。

哈特的实验室发现,有一种特殊的机制不断促进突触中AMPA受体的表达——然而,一些记忆仍然被遗忘。哈特推测,AMPA受体也可以被去除,这将表明遗忘是一个积极的过程。

如果是这样,那么阻止AMPA受体被移除就可以阻止遗忘。哈特和他的同事阻止了AMPA受体从大鼠海马体中的移除,正如所料,大鼠没有再次忘记物体的位置。为了忘记一些事情,老鼠的大脑似乎不得不主动破坏突触连接。哈德说,遗忘不是记忆的失败,而是记忆的作用。

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实验鼠| Janet Stephens/visuals online . cancer . gov

多伦多儿童医院的神经科学家保罗·弗兰克兰也发现了大脑本能遗忘的证据。弗兰克兰正在研究成年老鼠体内新神经元的生成,这一过程也被称为神经发生。这个过程早在20年前就在幼小动物的大脑中发现了,但只在成年动物的海马体中发现。由于海马体与记忆的形成有关,弗兰克兰和他的团队想知道,增加成年小鼠的神经发生是否有助于改善啮齿动物的记忆。

在2014年发表的一篇论文中,研究结果正好相反:增加神经发生不仅没有提高动物的记忆力,反而让老鼠忘记更多。弗兰克兰起初认为这是矛盾的,但后来他认为新的神经元将意味着更大的记忆容量,也许更好的记忆。他解释说:“当神经元被整合到成年海马体中时,它们会被整合到一个现有的、已建立的回路中。如果你已经在这些电路中存储了信息,然后重新连接它们,获得这些信息将会更加困难。"

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图| Pixabay

弗兰克兰说,海马体不是长期记忆储存的地方。它的动态特征不是一种缺陷,而是辅助学习的一种进化特征。环境在不断变化。为了生存,动物必须适应新的环境。允许新信息覆盖旧信息可以帮助他们实现这一点。

防止“过度拟合”

人类大脑可能以类似的方式工作。

“我们总结新经验的能力,至少在某种程度上,是因为我们的大脑处于受控遗忘状态。”布莱克·理查兹(Blake Richards)表示,他在多伦多大学加堡校区研究神经回路和机器学习。他相信,大脑的遗忘能力可以防止“过度适应”效应。在人工智能领域,这种“过拟合”效应被定义为,当一个数学模型过于擅长匹配它用来编程的数据时,它无法预测接下来可能出现的数据。

同样,如果一个人想要记住事件的每一个细节,比如狗的攻击——也就是说,他不仅要记得公园里突然的移动吓到了狗,导致它咆哮和咬人,还要记得狗柔软的耳朵,主人t恤的颜色和太阳的角度——这可能会让人们更难从中吸取教训,防止自己在未来再次被咬。理查兹说:“如果你忽略一些细节,但保留要点,记忆可以帮助你在新的情况下使用它。”。我们的大脑完全有可能会有一些受控的遗忘,以防止我们过度适应自己的经历。"

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对记忆力异常的人的研究似乎证实了这一点。

高度优越的自传体记忆(HSAM)人们记得他们生活的细节,以至于他们可以描述他们在任何一天穿的衣服。但是罗特曼研究所的认知神经科学家布莱恩·莱文说,虽然他们对这些信息有着非凡的记忆力,但这些人往往没有什么特别的成就。而且似乎有越来越多的强迫症倾向——你会在那些无法从某件事情中走出来的人身上看到这些特征。

相反,那些自传体记忆严重缺失。(SDAM),却不能生动地回忆起他们生活中的具体事件;因此,他们很难想象未来会发生什么。但是根据莱文的经验,严重缺乏自传体记忆的患者通常在需要抽象思维的工作中表现得特别好。也许是因为他们没有被琐碎的事情压垮。莱文说:“我们认为严重缺乏自传体记忆的人一生都没有情境记忆的经历,从而获得了跨越这些情境的能力。”他认为他们善于解决问题。

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新神经元(绿色)与海马体(红色)的整合将减少储存的记忆| Jagroop Dhaliwal/Nature

除了这两个特例,对其他人的研究也开始显示遗忘对健康大脑的重要性。安德森的团队一直在深入研究人们是如何主动遗忘的。他们发现,海马体中抑制性神经递质γ-氨基丁酸(GABA)的水平越高,被称为前额叶皮层的区域就越能抑制海马体,人也就越容易遗忘。”安德森说我们可以将遗忘的完成与大脑中特定的神经递质联系起来。"

遗忘让我们不断前进。

通过更好地理解遗忘,研究人员可能能够改善焦虑、创伤后应激障碍(PTSD)甚至阿尔茨海默病的治疗。

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图| Pixabay

安德森对大脑中GABA水平的测量可能会揭示苯二氮卓类药物的有效性来自哪里。自20世纪60年代以来,苯二氮卓类抗焦虑药,如安定,开始用于处方药。研究人员很早就知道这种药物通过增强GABA受体的功能来缓解焦虑;但是他们不明白为什么。安德森的发现提供了一种解释:当额叶皮层命令海马抑制一个想法时,除非有足够的GABA,否则它无法做出反应。

安德森说:“前额叶皮层是一个将军,从高处发号施令,抑制海马体的活动。但如果地面上没有部队,这些命令就会被忽略。”

GABA的这个作用也是对的。恐惧症、精神分裂症和抑郁症有意义。这些疾病的很多症状,包括闪回、强迫性思维、抑郁性思维、思维不可控等,都与海马体的过度活跃有关。安德森认为,他们已经找到了一个关键的机制框架,可以将所有这些不同的症状和疾病联系起来。

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图| Pixabay

他们的研究也可能对治疗产生影响。创伤后应激障碍有影响。一般认为PTSD是由于对创伤场景记忆过深,但是从根本上说,是一个被遗忘的问题。更好地理解如何减少创伤记忆的侵入,可以帮助研究人员治疗一些最困难的病例。当安德森和他的同事观察志愿者的动机遗忘——即抑制不想要的记忆时,他们发现那些报告更多创伤经历的人特别擅长抑制特定的记忆。了解这种能力背后的认知心理学,以及发展这种能力的心理弹性,有助于改善创伤后应激障碍的治疗。

同样的,阿耳茨海默氏病。哈特认为,将阿尔茨海默病视为遗忘的过错,而不是记忆的问题,可能会更好。他认为,如果遗忘确实是记忆过程中可以很好控制的固有部分,那么如果该过程失去平衡,可能会产生负面影响。他问:“如果实际发生的是一个过于活跃、不受约束的遗忘过程,使得一些本不该被抹去的记忆,这意味着什么?”

这个问题还没有回答。但是越来越多的记忆研究者已经将注意力转向大脑属于如此难以忘记的事实。安德森说:“人们越来越意识到,遗忘本身就是一系列的过程;它不同于记忆的编码、整合和唤醒。"

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在过去的十年里,研究者开始把遗忘本身视为整体的重要组成部分。哈特说,“我们为什么会有记忆?作为人类,我们认为了解自己的历史很重要,但这可能是完全错误的。首先,记忆是为了适应而存在的。它给我们关于世界的知识,然后更新它。“无论我们是每个个体还是作为一个整体物种,遗忘都让我们不断前进。

安德森说:“进化在记忆和遗忘之间取得了优雅的平衡。它致力于耐用性,并倾向于灵活性;但与此同时,这也意味着摆脱那些阻碍我们前进的东西。"

作者:劳伦·格拉维茨

翻译:周伟

编辑:麦麦,窗敲雨。

本文原标题为《记忆中被遗忘的部分》,发表时略有删节。原版权归斯普林格自然出版集团所有。有关文章链接,请参见[阅读原文】;翻译来自果壳,未经授权不得转载。如有需要请联系sns@guokr。。com

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