在2019年7月24日出版的《自然》增刊“自然展望-大腦”中,有一篇關于遺忘的研究文章,讓我們對“遺忘”有了新的認識。
1.有關記憶的研究
認知科學有一項重要的研究內容,就是關于如何提升人的記憶能力,而遺忘被看作是記憶出了問題。艾賓浩斯的遺忘曲線,就是在提醒我們該如何進行強化和重復,以便和遺忘作斗爭。
目前,研究人員依然在努力攻克各種細節(jié),但他們已經(jīng)知道,在某一事件發(fā)生后的幾小時到幾天里,自傳體記憶(對自身經(jīng)歷的記憶)會在一個名為海馬的腦區(qū)里以持續(xù)的形式儲存。神經(jīng)元之間會通過突觸交流,而突觸就是神經(jīng)元之間的連接,其中包括一個能讓化學信使通過的狹小縫隙。每個神經(jīng)元都以這種方式與其它數(shù)千個神經(jīng)元連接。在名為突觸可塑性的過程中,神經(jīng)元會不停地生成新的蛋白,重塑部分突觸,比如突觸受體,讓神經(jīng)元可以選擇性地增強相互之間的聯(lián)系。在這個過程中會產(chǎn)生一個細胞網(wǎng)絡,這些網(wǎng)絡聯(lián)合起來就能編碼我們的記憶。記憶被喚起的次數(shù)越多,儲存該記憶的神經(jīng)元網(wǎng)絡就越強。隨著時間推移以及不斷地回憶,記憶會編碼在海馬和腦皮層中。最終,記憶將獨立存在于腦皮層中,并在那里長期保存。
神經(jīng)科學家通常把記憶的這種物理表征稱為“痕跡”(engram)。他們認為,每個印跡都有數(shù)個突觸連接,這些突觸連接可能分散在好幾個不同的腦區(qū),而每個神經(jīng)元和突觸都可以與多個痕跡相關。
一百多年來,研究人員一直在探索記憶是如何形成,如何在事后幾天、幾周甚至幾年里鞏固,以便我們回憶。盡管有了上述神經(jīng)科學方面的發(fā)現(xiàn),但科學家們距離如何詳細解釋記憶的形成、記憶如何被調用等問題還是有很長一段距離的。
2.研究記憶似乎遺漏了什么
有關記憶的研究已經(jīng)花費了記憶研究者大把的時間,相比之下,大腦如何遺忘的研究領域卻罕有人至。劍橋大學認知神經(jīng)學家Michael Anderson認為這是一種非常嚴重的忽視。他說:“任何有記憶的物種都會遺忘,無一例外。無論是多么簡單的生物,只要它們能從經(jīng)驗中學習,它們就會把學到的經(jīng)驗忘得一干二凈。從這個層面上說,神經(jīng)生物學家對遺忘的后知后覺讓我震驚不已?!?/font>
Ron Davis是美國斯克利普斯研究所的神經(jīng)科學家,2012年研究記憶在果蠅蕈形體記憶在果蠅蕈形體時,有了一個重要的發(fā)現(xiàn)——多巴胺是遺忘的必要元素。他和同事讓轉基因果蠅對特定氣味和電擊形成條件反射,訓練它們躲避這類氣味。隨后,他們激活了果蠅腦中的多巴胺能神經(jīng)元,觀察到果蠅很快就忘記了上述條件反射;而阻斷多巴胺能神經(jīng)元后果蠅就能保存記憶。在進一步的研究中,他們采用了一種能監(jiān)測活體果蠅神經(jīng)元活動的技術。他們發(fā)現(xiàn),至少在果蠅體內,這些多巴胺能神經(jīng)元可以保持長時間活躍。Davis說:“果蠅的大腦在不斷忘記那些已經(jīng)學到的信息?!?/font>
幾年后,一直從事有關記憶的神經(jīng)生物學研究的加拿大麥吉爾大學的認知心理學家Oliver Hardt在大鼠身上也發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象。
加拿大多倫多病童醫(yī)院的神經(jīng)科學家Paul Frankland也發(fā)現(xiàn)了大腦會刻意遺忘的證據(jù)。Frankland當時正在研究成年小鼠的新神經(jīng)元生成(即神經(jīng)發(fā)生)。一直以來的觀點是,只有年幼動物的大腦才有神經(jīng)發(fā)生,直到約20年前,研究人員在成年動物的海馬里也發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)發(fā)生的現(xiàn)象。由于海馬會參與記憶形成,Frankland和他的團隊猜測,增加成年小鼠大腦的神經(jīng)發(fā)生是否能提高它們的記憶力?但研究得到的結果剛好相反:增加神經(jīng)發(fā)生不僅沒讓小鼠的記憶變好,反而讓小鼠的忘性更大了。Frankland認為這是人類演化而來的一種幫助學習的特征。環(huán)境總是變動不居的,為了生存,動物必須適應新環(huán)境。而允許新的信息覆蓋舊的信息能讓動物更好地生存。
3.遺忘的意義
多倫多大學從事神經(jīng)元連接和機器學習的研究者Blake Richards說:“我們之所以擁有汲取新經(jīng)驗的能力,部分原因在于我們的大腦能夠執(zhí)行可控的遺忘程序?!?/font>Richards認為,大腦的遺忘能力可以預防一種叫做“過度擬合”的現(xiàn)象。在人工智能領域,過度擬合指的是一個數(shù)學模型與編程數(shù)據(jù)的匹配度過于良好,以至于無法用來預測其他數(shù)據(jù)。
同樣,如果一個人對某次事件的所有細節(jié)記得一清二楚,比如被狗攻擊的整個過程(不僅記得哪件事驚嚇到了狗,讓它開始狂吠咬人,還能記得這只狗塌塌的耳朵,狗主人T恤的顏色,以及太陽照射的角度),這種情況下,他們很難對事件進行普適推廣,以防再次被咬。Richards說:“如果你能刪除旁枝末節(jié),抓住事物的主旨,你就可以移用到新境況中。我們的大腦很有可能特意執(zhí)行了可控遺忘,從而避免我們對自身經(jīng)歷的過度擬合。”
Hardt認為,阿爾茨海默病或許可以理解為遺忘出錯,而非記憶功能不佳。他說如果遺忘真的是記憶過程所固有的組成部分,并能得到良好控制,那么遺忘過程的失調就有可能產(chǎn)生不良的后果。他問道:“如果說這個病其實是遺忘過程過度活躍,不受控制,以至于把不該忘記的記憶也刪除了呢?”
到目前為止,這個問題還沒有答案。但是,越來越多的記憶研究者在研究大腦記憶的同時,正把目光轉向遺忘的機制。Anderson 說:“我們愈發(fā)認識到,遺忘是一個自成體系的過程,有別于記憶的編碼、鞏固和提取?!?/font>Anderson總結道:“演化在記憶和遺忘的優(yōu)勢之間取得了優(yōu)雅的平衡。既兼具了永久性和韌性,同時也掃除了前進路上不必要的障礙。”
直到十年之前,大多數(shù)研究者還認為遺忘是一個被動的過程。沒有使用的記憶就像陽光下的照片一樣,逐漸暗淡褪色。但在過去十年里,越來越多的證據(jù)表明,記憶的喪失并不是被動的過程。恰恰相反,遺忘更像是一種主動的過程,我們的大腦在不停地遺忘。對一些動物(抑或是所有動物)來說,大腦的標準態(tài)并不是去記住,而是去遺忘。為此,研究者已經(jīng)把遺忘看作是整體拼圖的重要一部分。Hardt說:“我們?yōu)槭裁匆杏洃??作為人類,我們總是幻想著擁有自傳體記憶是如何重要。但是這種想法可能大錯特錯。記憶最根本的功能是幫助我們適應環(huán)境。它給了我們閱歷,并不斷更新這種閱歷?!倍z忘,可以讓我們作為個體和物種不斷進步。(pplong)