本刊編輯部

記憶是大腦的一種特殊功能，其秘密何在？組成記憶的物質(zhì)是什么？怎樣才能增強記憶能力？記憶的問題是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域最神秘、最吸引人，也是最困難的問題之一，無數(shù)科學(xué)家努力奮斗，為的就是解開記憶之謎。經(jīng)過多年的研究和實驗，科學(xué)界現(xiàn)已取得很好的成果，記憶之謎正在逐漸被揭開。

記憶之謎

10月，一個溫暖晴朗的早晨，洛妮來到新澤西神經(jīng)科學(xué)研究所，準備開始一天的測試。多年來，她一直是這里的實驗對象，今天神經(jīng)科學(xué)家尼古拉斯將用核磁共振儀對她的大腦進行掃描研究。

洛妮患有嚴重的健忘癥，大多數(shù)往事都記不起來，也不能形成新的記憶。這種情況是從2007年她的大腦受到單純皰疹病毒感染時開始的，病毒感染損害了她的大腦海馬區(qū)。神經(jīng)科學(xué)家早就知道，海馬體對陳述性記憶的形成和記憶是必不可少的。陳述性記憶是指可以用文字來描述的記憶，包括事實、常識和對生活中特定事件的自傳體記憶。在此，我們要感謝一個名叫亨利·莫萊森的人。1953年，莫萊森因癲癇手術(shù)被切除了大腦中三分之二的海馬體，引發(fā)了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對大腦記憶如何形成的理解和探索。

但近年來，神經(jīng)科學(xué)家開始懷疑，大腦內(nèi)側(cè)顳葉的海馬區(qū)和周圍組織的作用遠不止于簡單地形成和恢復(fù)記憶。顯然，海馬體就像一幅心理地圖，它讓我們不僅可以瀏覽記憶，還可瀏覽對未來的期望，以及我們在時空中的物理位置等等。科學(xué)家要弄清楚大腦中海馬體究竟是如何配合大腦其他部分一起來完成這些任務(wù)的，對患有健忘癥的洛妮的大腦進行掃描觀察也許會是一個關(guān)鍵突破口。

海馬體與記憶有關(guān)

以前，沒有人真正了解海馬體的具體作用，當(dāng)時人們猜測它可能與嗅覺有關(guān)。1953年，一位名叫亨利·莫萊森的年輕人在美國康涅狄格州一家醫(yī)院接受了一項大腦手術(shù)，以治療他無法控制的癲癇發(fā)作。頻繁而劇烈的癲癇發(fā)作導(dǎo)致他在二十來歲的青春年華里幾近殘疾，除了在工廠里給電機纏繞銅線外，他無法從事任何其他復(fù)雜的工作。

絕望中，他和他的父母同意邀請當(dāng)?shù)刂纳窠?jīng)外科醫(yī)生進行手術(shù)根治，醫(yī)生將薄薄的金屬管插入亨利的頭骨，吸出了他的海馬組織，那里似乎就是癲癇發(fā)作的源頭，醫(yī)生認為與嗅覺有關(guān)的海馬體并非是不可缺少的。

手術(shù)成功治愈了莫萊森的癲癇，但醫(yī)護人員很快就發(fā)現(xiàn)了手術(shù)帶來的可怕后果。已來過多次的護士進入他的房間時，每次都必須重新自我介紹一番，因為莫萊森根本不記得之前曾經(jīng)見過她。給他做手術(shù)的醫(yī)生也會經(jīng)常來檢查莫萊森的康復(fù)情況，但每一次莫萊森和他打招呼都像是看見一個完全陌生的人。他雖然還可以認出自己的父母，但很多事情都已經(jīng)記不起來了。顯然他再也不能形成新的記憶了。

對于過去的記憶，他可以回憶起一些事情的大致印象，如他的父親出生于路易斯安那州，又如他們一家人去景區(qū)度假時的情景。如果你和他談?wù)撃臣囟ǖ氖录?，比如在某次開車途中發(fā)生的事情，他就完全不記得了。

通過這次帶來毀滅性后果的醫(yī)學(xué)實驗，科學(xué)家終于知道了海馬體是干什么的了。它的工作機制似乎是將我們曾經(jīng)經(jīng)歷過的某個特定時刻的場景牢牢地聯(lián)系在一起，包括聲音、氣味、情感等，每一個過程都在大腦的不同部分進行處理，形成一個在未來回憶、重新經(jīng)歷或進行描述的記憶事件。這種回憶被稱為“情景記憶”，它涉及我們自己的特定經(jīng)歷，是與我們曾經(jīng)有過的特定體驗相關(guān)的“陳述性記憶”子集。另一種子集是 “語義記憶”，它同樣也是陳述性的，但它描述的是關(guān)于周圍世界或關(guān)于我們自己的大致事實，比如我們曾去過哪里度假，或希特勒在二戰(zhàn)期間統(tǒng)治德國等。情景記憶被認為是人類所獨有的，而語義記憶則是我們與其他哺乳動物共享的。你家的寵物狗大腦里的語義記憶會提醒它要避開角落里的那只貓，而你記得的更多，還會記得那只貓攻擊寵物狗那一幕的具體細節(jié)。

只有完整的海馬體才能讓我們記住生活中的一些細節(jié)，若沒有海馬體，就不可能將新的體驗編織在一起，形成兩種類型的陳述性記憶并帶到未來去。無法記憶過去被稱為“逆行性遺忘”，而無法形成新的記憶被稱為“順行性遺忘”?；加羞@兩種形式的健忘癥患者，如莫萊森和洛妮，就完全喪失了這種記憶能力。

在接下來的幾十年里，美國著名神經(jīng)科學(xué)家布倫達·米爾納對莫萊森的記憶問題進行了數(shù)十次研究，直到莫萊森于2008年逝世為止。研究發(fā)現(xiàn)，莫萊森的語言能力、閱讀能力以及行走能力都未受影響。這些明顯的無意識行為顯然也涉及某種記憶，因為這些都不是與生俱來的能力。但與回憶過去經(jīng)歷過情景片斷不同的是，要找回這些記憶顯然并不受海馬體的支配。

米爾納通過一些實驗發(fā)現(xiàn)，莫萊森也能夠在無意識中形成一些新的記憶，例如，米爾納讓莫萊森嘗試做他從未做過的事：在一張紙上找到圖中的一顆星，但不是通過他手中拿著的紙看，而是通過映在鏡子中的影像來看，一開始對任何人來說都有些別扭，但只要多做幾次就變得容易了。莫萊森也做到了，每做一次都比以前做得更好，雖然他并沒有之前曾多次嘗試的記憶，好幾次他都為自己第一次（當(dāng)然只是他自認為的第一次）就能很快找到圖中的星形圖案而感到驚訝。這些實驗清楚地表明，海馬體并不是獲得新技能所必需的，這是另一種類別的記憶，被稱為“程序記憶”，或稱“肌肉記憶”，騎自行車就是一個經(jīng)典的例子。一旦你學(xué)會了騎車，你無需用心去回想該如何做，下意識地自然而然地就會做到。

與亨利·莫萊森不同的是，患有嚴重健忘癥的洛妮·約翰遜是一個生活經(jīng)歷豐富且頗有創(chuàng)意的人。她是一位成功的商業(yè)藝術(shù)家，經(jīng)常為《紐約客》雜志繪制封面。同時，她還是一位才華橫溢的業(yè)余中提琴手，擁有并駕駛兩架小型飛機的飛行員，還是當(dāng)?shù)貓蠹垷衢T專欄的作者。有著豐富多彩記憶體驗和知識的她，可為神經(jīng)科學(xué)家提供大量測試指標。

那個溫暖的早晨，在普林斯頓神經(jīng)科學(xué)研究所里，研究人員利用功能磁共振成像掃描儀對她進行了“適應(yīng)性學(xué)習(xí)”的研究測試。我們的大腦對熟悉的物體或場景會逐漸減少注意，而傾向于更多關(guān)注新奇的物體或場景。例如開車時，人們對馬路另一邊呼嘯而過的車輛通常視而不見，但如果其中某輛車突然轉(zhuǎn)向接近，大腦就會發(fā)出紅色警報。洛妮·約翰遜的海馬體受損后的大腦仍然可以進行一些適應(yīng)性學(xué)習(xí)，但只能以一種受到限制的方式進行。

接下來對洛妮的一系列測試表明，程序性學(xué)習(xí)就像騎自行車一樣，發(fā)生在除了大腦海馬體之外的其他地方。

神經(jīng)科學(xué)家喬丹·泰勒對洛妮進行了第二套測試，想重新驗證一下這個想法。洛妮的測試項目是學(xué)習(xí)操縱飛行模擬器。她坐在屏幕前，屏幕上顯示的圖標，一個代表飛機，另一個代表跑道，她的任務(wù)是用一根操縱桿引導(dǎo)飛機進入跑道，她同時要面對兩個難題：第一個難題是每一次跑道都會出現(xiàn)在屏幕上的不同地方，筆直向前、向后，或向右、向左移動；第二個復(fù)雜問題是杠桿的移動被設(shè)計成與她的意圖動作不同。如果她試圖向前移動，它會被推到右邊或左邊，她必須做出與自己意圖不同的動作才能讓飛行模擬器著陸。

洛妮確實做到了，她擁有程序性學(xué)習(xí)的能力，但事實證明，和找出畫中目標的亨利·莫萊森一樣，他們這方面的學(xué)習(xí)能力都不如控制組的正常人做得那么好。另一項測試也表明了這個突出的事實，洛妮在演奏她不熟悉的中提琴曲目時，表現(xiàn)得越來越嫻熟，但她并沒有意識到，實際上她已經(jīng)練習(xí)了多遍，并沒有真正涉及新的學(xué)習(xí)。因為她本來就知道如何將樂譜上的符號轉(zhuǎn)化為音符，她只是運用這些技能來演奏她從未接觸過的曲目而已。就像亨利的“鏡中畫找星星”一樣，其實都是完成一種機械性的任務(wù)。亨利已經(jīng)知道如何拿著筆順著一條線找到目標，他只需重新設(shè)置一下視覺和運動系統(tǒng)之間的聯(lián)系。

但如果讓她嘗試學(xué)習(xí)一種全新的樂器，比如說小號，她能做到嗎？泰勒很懷疑，也許她根本做不到。

海馬體是記憶“氣球”的掌控者

過去幾年里，這類實驗增強了科學(xué)家們的共識：海馬體參與的大腦活動遠遠超過了簡單的陳述性記憶的創(chuàng)建和提取。洛妮·約翰遜和亨利·莫萊森，以及其他一些有名的失憶患者，都是在海馬體和周圍組織嚴重受損后失去了大部分陳述性記憶功能的，但隨著研究人員進一步的研究，他們發(fā)現(xiàn)認知損失更為普遍。就像洛妮，海馬體受損摧毀了她的大部分陳述性記憶能力，以及形成新的情節(jié)記憶的能力，但同時也降低了她無意識學(xué)習(xí)、程序性記憶和運動學(xué)習(xí)的能力，阻礙了她的視覺系統(tǒng)對熟悉物體的適應(yīng)能力。

如果現(xiàn)在你問這個問題：“海馬體的作用是什么？”你仍然需要回答：“主要負責(zé)陳述性記憶。”但是也必須注意到，海馬體在其他類型的記憶中也有不同程度的參與。

記憶系統(tǒng)在哺乳動物進化中很早就出現(xiàn)了，并且?guī)缀跻恢贝嬖谟谀切┻b遠祖先的后代物種中。哥倫比亞大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家達夫妮·肖哈米說：“海馬體只負責(zé)陳述性記憶的傳統(tǒng)理論似乎忽略了一個事實，其他一些動物也有海馬體，但除了人類之外，它們都沒有對情節(jié)的陳述性記憶?！毕衿渌S多神經(jīng)科學(xué)家一樣，肖哈米認為對于海馬體的作用需要重新定義。

看來海馬體并不僅僅只是一個離散的記憶模塊，它顯然非常擅長于在各個物體、空間和經(jīng)驗之間創(chuàng)建聯(lián)系，它幫助大腦將所有這些元素連接成一個網(wǎng)絡(luò)，幫助我們將分分秒秒不斷涌入大腦的混亂的感官印象連接成一個可以理解的整體。神經(jīng)科學(xué)家將這種連接能力稱為“關(guān)系處理”。它不僅對我們擁有豐富的過往記憶至關(guān)重要，而且對于我們將以往的經(jīng)驗整合進入現(xiàn)在，以及思考未來也是至關(guān)重要的。

海馬體受到損傷的人，相關(guān)事件之間的思考能力就會受損。例如，一些患者會抱怨不記得昨天發(fā)生的事情，甚至不知道他們各自的配偶是誰等等。海馬體受損導(dǎo)致患者聯(lián)系新舊經(jīng)驗和預(yù)測每天所做每一個決定產(chǎn)生可能后果的能力受損?！瓣P(guān)系處理”是大腦選擇做什么、說什么和怎么想的能力，做出這些決定是有意識的還是無意識的并不重要。

最早關(guān)于“關(guān)系處理”可能與海馬體相關(guān)的線索，源自于倫敦大學(xué)學(xué)院的約翰·奧基夫于1971年發(fā)表的研究報告。研究發(fā)現(xiàn)，老鼠在移動時海馬體中被激活的神經(jīng)元細胞（這種被稱為“方位細胞”的神經(jīng)元），會在大腦里形成一個為嚙齒類動物高效導(dǎo)航的空間位置心理地圖。

當(dāng)所有這些神經(jīng)細胞一起協(xié)同工作時，顯然起到了一種天然GPS系統(tǒng)的作用。海馬體中也存在一組能幫助老鼠定位的細胞。由于記憶系統(tǒng)在哺乳動物進化過程中被保留了下來，人類也可能擁有它們。

約翰·奧基夫認為，海馬體的主要作用不是存儲記憶，而是充當(dāng)認識世界的一種認知地圖。但是，要閱讀地圖，你必須能夠從記憶中提取它。當(dāng)你到一個陌生的地方時，有時你會有意識地向左拐彎，那正是海馬體讓你這么做的。

海馬體將我們每時每刻經(jīng)歷的一切，時間、空間、物體、面孔、品味、身體感覺、風(fēng)俗習(xí)慣、社會等級、風(fēng)景等等，結(jié)合在一起。研究人員將一些事件中的大腦活動模式比喻為一束上下左右擺動的氣球，海馬體將這些氣球打成一個小結(jié)，將它們束在一起。而這個小結(jié)就是海馬體提取那個特定事件記憶的代碼。一旦形成了這個小結(jié)，與那個特定事件相關(guān)的所有大腦活動，包括視覺、聲音、情感、感覺都被聯(lián)系在一起。拉下那個結(jié)，所有的氣球都會隨之下降，或者拉動其中一個氣球，就可以帶動其他的氣球。

這些信息分別存儲在大腦的其他各個部分，包括視覺皮層、聽覺皮層等等，但是，海馬體會在第一時間將它們聯(lián)系在一起。海馬體是這場記憶盛會的主持人，或者說是氣球掌控者。海馬體與大腦皮層一起，處理通過我們的感官源源不斷進入大腦的外部世界的印象，梳理哪些是新的信息，哪些是需要更新的信息，例如，企鵝和鴕鳥不會飛，盡管它們也屬于鳥類，用來更新“鳥會飛”這一原有的知識。

洛妮的海馬體受損之后，導(dǎo)致她的注意力和接收新信息的能力受到限制，也影響了她的記憶能力。在普林斯頓的實驗室里，每一次她試圖進行虛擬飛機著陸時，或進行一次新的記憶測試時，研究人員都同時對她的大腦進行掃描，他們一直在鍥而不舍地試圖了解，海馬體受損后她的大腦失去了哪些記憶能力，又保留下了哪些記憶能力。她的名字也許會和科學(xué)家們對大腦記憶的研究成果一起，出現(xiàn)在培養(yǎng)新一代神經(jīng)科學(xué)家的新版教科書中。

尋找記憶痕跡

什么是記憶？1904年，德國生物學(xué)家理查德·西蒙提出了一簇簇離散的大腦細胞結(jié)合在一起形成記憶痕跡的理論，他將這種假想中的物理電路印跡稱為“記憶印跡”或“記憶痕跡”?！坝洃浐圹E”在科學(xué)教（Scientology）和科幻小說中是一個有著強大生命力的題材。

為證明記憶痕跡在大腦中的真實存在，科研人員就要用光激活的“鑷子”將精細的記憶痕跡“電路”挑揀出來。2012年，美國麻省理工學(xué)院實驗室的研究人員使用這樣的“光鑷子”首次發(fā)現(xiàn)了記憶痕跡的真實存在。研究揭示，記憶痕跡在大腦海馬體部分形成，然后上傳存儲到最外層的大腦皮層。

人類記憶如何形成并存儲的第一個實驗證據(jù)可以追溯到1953年。時年27歲的美國人亨利·莫萊森接受了海馬體切除手術(shù)，以治療頻繁的癲癇發(fā)作。但是令他的外科醫(yī)生感到恐懼的是，手術(shù)也破壞了他的大腦創(chuàng)建新記憶的能力，盡管他仍然保留了過去的記憶。

這個意外的實驗揭示了海馬體編織新記憶的功能，尤其是與“情景”密切相關(guān)的記憶，比如，你某天早上在公園里散步時的所見所聞。然而，這些記憶細節(jié)并不是一直存儲在海馬體中的。隨著時間的推移，它們被轉(zhuǎn)移到外部腦皮層。我們從一些實驗中得知，當(dāng)患者的外部腦皮層部分受到電刺激時，就會回憶起某些特定記憶。

記憶上傳到大腦皮層通常會涉及一個信息壓縮的過程，這有點像我們壓縮計算機文件進行長期存儲的方式。日本腦科學(xué)研究所和美國麻省理工學(xué)院在之前一項合作研究中，通過一種稱為“光遺傳學(xué)”的先進技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了這種記憶印跡，并以德國生物學(xué)家理查德·西蒙之名將其命名為“西蒙印跡”。研究者認為，某個記憶會在大腦中留下物理痕跡，當(dāng)大腦受到相應(yīng)刺激時就能將這段記憶激活。

早在幾十年前，在研究人員了解神經(jīng)元通過電脈沖發(fā)送信號之前，西蒙就提出了這一想法。自那以后，研究人員解開了神經(jīng)元之間通過大量生物電信號傳遞信息的奧秘，并揭示了學(xué)習(xí)和記憶與神經(jīng)元之間的連接或突觸增強之間的聯(lián)系。

然而，無人能將大腦中特定的神經(jīng)元集合與特定記憶相匹配。1999年，諾貝爾獎得主弗朗西斯·克里克認為，要破解大腦記憶的奧秘，可以用光脈沖來激活生物體大腦中的單個神經(jīng)元。他寫道：“這聽起來似乎有點玄，但并非不可想象，分子生物學(xué)家有可能設(shè)計一種特定類型的光敏細胞。”在他提出這個想法僅6年后，美國斯坦福大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家就在光遺傳學(xué)領(lǐng)域內(nèi)取得了突破性的進展。他們選擇了一種綠藻光敏感通道蛋白用作“光敏開關(guān)”，將克里克的設(shè)想變成了現(xiàn)實。

研究人員以某種感染病毒為載體，將單個光敏感通道蛋白基因插入到單個神經(jīng)元中，并確保只讓最近產(chǎn)生記憶的細胞產(chǎn)生光開關(guān)基因，新產(chǎn)生記憶的細胞會生成一種叫做“c-fos”的蛋白質(zhì)，因而光開關(guān)基因被設(shè)計成只在生成c-fos蛋白的細胞中產(chǎn)生。

2012年，研究人員利用這種光基因技術(shù)證明了恐懼記憶印跡的存在。一只老鼠被放入一個四壁有著獨特圖案，地面有著獨特紋理的箱子里，每次將它放進箱子里時，就向它施以電擊。經(jīng)過多次電擊帶來的恐懼之后，只要將它放進箱子里，即使沒有對它施加電擊，也足以令它產(chǎn)生害怕畏縮的反應(yīng)。

研究人員還發(fā)現(xiàn)海馬體中有一組細胞在積極地制造光敏開關(guān)。這一確鑿證據(jù)表明，這些細胞都參與了記憶的形成過程。為了證明這一點，科學(xué)家們將一束光纖探針插入老鼠大腦，并抵達海馬體瞄準了這些細胞。當(dāng)藍光掃過海馬體時，老鼠明顯被嚇呆了，似乎重新體驗了在電擊箱里受電擊時的記憶。這是首次發(fā)現(xiàn)記憶痕跡存在的證據(jù)，證明一組幾百個細胞在受到光刺激時，記憶被重播出來。

在這項研究中，研究人員還想知道，隨著時間的推移，小鼠海馬體中的記憶痕跡會發(fā)生怎樣的變化。研究表明，大腦皮層中的一小塊特殊區(qū)域——前額葉皮層是恐懼記憶最終被儲存起來的地方，因此研究人員用含有光開關(guān)基因的病毒感染了前額葉皮層的細胞。令人驚訝的是，用光刺激前額葉皮層細胞也可觸發(fā)記憶，證明記憶印跡似乎也同時上傳到了前額葉皮層。這一發(fā)現(xiàn)令人吃驚，因為這表明皮質(zhì)記憶可能是在同一天創(chuàng)建的，而不是如設(shè)想中那樣逐漸形成的。

然而，當(dāng)研究人員將老鼠放進電擊室，曾經(jīng)的記憶讓它產(chǎn)生畏縮害怕情緒時，前額葉皮層的相應(yīng)細胞卻沒有反應(yīng)（對分離出的大腦組織化學(xué)活性的檢查也證實了這一點）。只有在電擊體驗幾周后，再將老鼠放進電擊室時，前額葉皮層的細胞才被激活，而與之相反，海馬體的這一記憶印跡則開始消退。

由此可見，長期的記憶存儲，一開始只是在大腦前額葉皮層形成一個“沉默”的副本，只有在海馬體的記憶痕跡漸漸消除之后，大腦前額葉皮層的相應(yīng)記憶才逐漸鞏固下來，成為長期儲存的記憶。

鞏固記憶的另一個關(guān)鍵是前額葉皮層需要同時從海馬體和杏仁核（大腦的情感中樞）獲取信息。當(dāng)研究人員使用光開關(guān)基因阻斷海馬體或杏仁核的神經(jīng)元信息輸入時，大腦皮層的記憶就無法得到鞏固。

破解記憶的奧秘將會給人類帶來哪些好處呢？雖然我們不能直接植入光開關(guān)基因，但仍然可以通過一種被稱為“腦深部電刺激”的技術(shù)將細小的電極植入大腦中的某個特定區(qū)域，這種技術(shù)已經(jīng)被廣泛用于治療帕金森氏癥等疾病?？梢韵胂螅磥淼哪骋惶?，人類有可能將使用類似的技術(shù)來操縱大腦中的記憶。鑒于這一領(lǐng)域內(nèi)科技的迅猛發(fā)展，操縱大腦記憶印痕的時代可能已經(jīng)離我們不遠了。

超強記憶未必是好事

在人們的生活中，有很多事情最好還是忘記更好。但不幸的是，對于某些人，忘記卻是一種夢寐以求的奢望。比如，美國加州有一位42歲的婦女AJ，她記得她從十幾歲開始每天的詳盡生活細節(jié)。只要提到從1980年開始的任何日期，她就能立刻描繪出當(dāng)時她在哪里，在干什么，和那一天的新聞，人們稱她為“活日歷”。

這是讓她的家庭和朋友困惑和吃驚幾十年的一種能力，但是這種超常的能力也伴隨著代價。AJ被困在昔日記憶的循環(huán)中，她自己描述就像在“被迫”看“從不停歇的流動電影”，持續(xù)的回憶完全失去控制，讓她筋疲力盡，她既是記憶的看守人又是犧牲者。

當(dāng)然AJ是個為了保護隱私所用的假名。AJ是少數(shù)具有類似能力的人之一，神經(jīng)學(xué)家現(xiàn)在正在查明這些人怎樣以及為什么能記住這么多東西。隨著研究的深入，有一個觀念逐漸清晰起來：擁有一個正常健康的記憶，需要的并不僅僅是記住那些有意義的事情，更重要的是能夠忘記其余的事情。

可貴的“忘記”

現(xiàn)在已經(jīng)是AJ超強記憶力曝光的第七個年頭，當(dāng)年，她寫信向加州大學(xué)埃爾文分校的神經(jīng)生理學(xué)家麥克高弗尋求幫助。當(dāng)麥克高弗和他的同事開始調(diào)查AJ的記憶力時，在最初的實驗中，他們發(fā)現(xiàn)，AJ能夠正確地說出過去24年每個復(fù)活節(jié)的日期，以及她在這些日子里都去了什么地方，做了什么事情（這些細節(jié)都可以在她的日記中得到證實）。不僅如此，AJ能記住自從1980年以后任何一天哪天是星期幾，而且能夠正確地說出似乎應(yīng)該被人們遺忘的事件所發(fā)生的日期，比如像電視肥皂劇《達拉斯》中的一段情節(jié)，就連“誰射殺了J·R”所播放的日期也能說對。

這個研究小組在確認了她的情況在科學(xué)上屬于新發(fā)現(xiàn)后，給其取了一個名字叫做“超常記憶綜合征”。隨后，研究人員又找到了另外一些情況類似的人。

那么，人們不禁要問，是什么讓這種“超常記憶”的人和我們一般人不同呢？研究這個問題是不是能告訴我們正常記憶的工作原理呢？

超長記憶綜合征的根源可能存在于正常記憶的任何階段。籠統(tǒng)地說，一個記憶的形成分為三個階段：首先是編碼階段，接著是儲存，然后是回憶。記憶超常的人在完成這三項任務(wù)時，比我們這些普通人的效率要高很多，當(dāng)然也可能還有其他更讓人奇怪的可能性。

AJ的超常記憶也可以用一種大腦策略的失敗來解釋，大腦用這個策略來幫助我們忘記那些我們不需要記憶的事情。哈佛大學(xué)的施艾特說：“忘記是我們大腦發(fā)育出來的清除無關(guān)或過時信息的一種策略。有效的忘記正是擁有一個完善功能性記憶的關(guān)鍵部分?！彼f，當(dāng)我們忘記一些有用的事情時，只是說明這個修剪系統(tǒng)運轉(zhuǎn)得有點太好了。

在2001年出版的《記憶七重罪》一書中，施艾特描寫了忘記的七種方式。施艾特認為，我們大腦中的每一個策略都有其適應(yīng)的目的。忘記，為的是阻止我們儲存平庸的、混亂的和過時的記憶。我們想記住現(xiàn)在的電話號碼，而不是過去的舊號，以及我們今天在哪里停車，而不是上個星期在哪里停車。

超強記憶只記流水賬？

顯然，AJ的記憶工作方式與一般人不太一樣。問題是為什么不一樣？到目前為止，研究人員尚沒有找到一個清楚的答案。但是有一個線索，一個和AJ類似的人叫做布拉德·威廉姆斯，他也有強迫性的性格。AJ和威廉姆斯都不是孤獨癥患者，可他們像某些孤獨癥專才一樣對日期有著非同一般的興趣。麥克高弗說：“這兩個人都知道日歷，說明這里面有注意力和關(guān)于日歷的知識問題?！睂嶋H上，AJ的頭腦里藏著一個心理的年月歷，她自述這種日期是她“剛好就知道的”。

另外，AJ保持了32年記日記的習(xí)慣，并且說她“一直需要有這個秩序”。她和威廉姆斯都有好幾年收集電視節(jié)目表的習(xí)慣。這些強迫性的策略可能幫助他們組織和加強這些記憶，這意味著他們不必特別去記憶，也不容易忘記。

然而，最關(guān)鍵的是，AJ的記憶雖然讓人印象深刻，她并不是沒有選擇地像照相一樣全部記憶。麥克高弗小組在對AJ做了幾個小時的測試后，請她閉上眼睛，說一下研究人員穿的什么衣服，她竟然說不出。類似情況是，她也回憶不出研究小組一個月前測試她的日期。麥克高弗說：“她自傳性的回憶，在不可思議的同時，也是有選擇性的，在某些方面甚至是很平常的。”很明顯的是，在對AJ進行的測試中，她記單詞和識別人臉的成績都很差，不僅如此，AJ在上學(xué)時就是一個成績中等的學(xué)生，并沒能把她的記憶天才應(yīng)用在她的功課上。

威廉姆斯的記憶也有其局限性。身為兼職演員的他，還是需要在社區(qū)劇院里為他所表演的角色記臺詞，他自己說：“只有自傳性的記憶力，對我似乎不費力氣?！?/p>

施艾特和英國圣安德魯大學(xué)的邁克爾·安德森都相信，這種看起來像先天能力的記憶才能可能與強迫性的反復(fù)回憶過去事件有很大關(guān)系。很可能AJ和威廉姆斯都從回憶自傳的細節(jié)獲得了很多滿足，所以他們才變成了個人生活史的專家；他們對那些不感興趣的事情就不會有很好的記憶儲存。

美國佛羅里達州立大學(xué)的艾瑞信和其他一些研究人員指出，除此之外，還有很多人有記憶專長的例子。想一想，餐館里的服務(wù)員要記住無數(shù)的菜單順序，國際象棋大師只需掃一眼就能記住并碼出棋盤上所有棋子的位置，而一些演員能記住莎士比亞的所有劇本。

艾瑞信說：“我們的研究工作已經(jīng)在很大程度上得出結(jié)論，記憶的不同并不像是先天差別的結(jié)果，而更多是后天發(fā)展出來的技巧?！彼J為，沒有證據(jù)表明AJ和威廉姆斯的記憶技巧需要其他的解釋。

麥克高弗卻不同意這種超常記憶綜合征很容易就這樣解釋的見解。他爭論說：就算這些人有點強迫，也不能解釋他們?yōu)槭裁茨苡涀∧敲炊?。AJ也同意這種說法，并自述她的記憶是無意識的。但她指出一天里像這樣的被迫溫習(xí)要花去好幾個小時。威廉姆斯也一樣說他的記憶是不費力氣的。麥克高弗補充說：“可能因為我們給這些人測試時，用的都是非常難的問題。所以在查看證據(jù)時，這些解釋的可能性縮小了。”

記憶移植

當(dāng)我們談到記憶時，可以意指許多東西。如果只為應(yīng)對眼前，我們可以利用一些短期記憶信息，如是否想要喝一杯，這些記憶是大腦腦電活動和化學(xué)物質(zhì)活動的短暫變化，隨著我們的大腦思緒游移到其他方面，這類記憶很快就會淡化甚至消失。長期記憶則正好相反，許多長期記憶甚至可以持續(xù)一生。

所有不同種類的長期記憶都被“織入”腦細胞之間的聯(lián)系網(wǎng)中。通過在神經(jīng)元末梢創(chuàng)建新的受體，產(chǎn)生更多的神經(jīng)遞質(zhì)，或形成新的通道，刺激大腦細胞，改變大腦細胞之間的通信網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)我們回憶這些記憶內(nèi)容時，承載相應(yīng)記憶的神經(jīng)元就會活躍起來，這些記憶就會重新出現(xiàn)在我們的意識中。許多大腦區(qū)域都參與了這一過程，但大腦海馬區(qū)被認為是對于鞏固記憶具有特別重要意義的大腦區(qū)域。

最終，大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的這些變化有可能通過表觀遺傳改變，包括基因結(jié)構(gòu)一些小的改變以及對細胞內(nèi)部活動的影響，暫時地儲存在大腦里。但是，大腦活動與攝像機不同，每當(dāng)我們回憶一段記憶時，就會有新的蛋白質(zhì)形成，表觀遺傳標記也會有所改變，當(dāng)然是以一種微妙而難以覺察的方式。

在美國大片《盜夢空間》中，高科技犯罪分子利用一種尚處于實驗階段的軍事技術(shù)將意識和記憶移植到睡夢中受害人的大腦里。這種其實沒有發(fā)生過的記憶，被稱為“虛假記憶”。雖然這只是電影中的虛構(gòu)情節(jié)，但在現(xiàn)實中，虛假記憶也時時會發(fā)生，甚至包括人們在清醒的時候。這種虛假記憶有時會產(chǎn)生一些嚴重的后果，特別是在法庭審判中法官過度依賴和相信目擊者證詞的時候。

正如2013年美國加州大學(xué)的勞倫斯·帕蒂斯領(lǐng)導(dǎo)的一項實驗所表明的那樣，我們每個人在某種時候某種情況下都有可能產(chǎn)生一些虛假記憶，即使是那些擁有超強記憶能力的人也不例外。帕蒂斯對擁有出色自傳體記憶能力的20人與對照組的38人進行了一項比較實驗，盡管前者對于個人體驗、一般性常識和其他知識都擁有超強的記憶能力，似乎不太可能發(fā)生記憶扭曲的情況，但一系列實驗的測試結(jié)果出乎他們意料。那些記憶強人與對照組的普通人一樣，也常會產(chǎn)生虛假記憶。

例如，在給受試者看了包含有“線”“釘子”和“織物”的單詞列表后，無論是超強記憶能力組的受試者，還是普通記憶能力對照組的受試者，在事后都有可能“回憶”起“針”這個單詞列表中根本就沒有出現(xiàn)過的單詞。

最近，諾貝爾獎獲得者利根川進成功地將恐懼記憶移植進入了老鼠的大腦中。在實驗中，老鼠被關(guān)進一個安全的籠子里，在老鼠大腦里留下了這個安全籠子的記憶痕跡，然后將老鼠放進另外的籠子里。研究人員發(fā)現(xiàn)，之前留下安全籠子記憶痕跡的神經(jīng)元活躍了起來，也就是說在第一個籠子里產(chǎn)生的記憶被激活了。就在這時，研究人員對老鼠進行電擊刺激，當(dāng)老鼠再被放回第一個籠子時，它們表現(xiàn)出強烈的恐懼情緒。因為在它們的大腦里，將電擊恐懼與第一個籠子聯(lián)系了起來，盡管電擊刺激實際上是在第二個籠子里發(fā)生的。研究人員通過這一實驗過程成功移植了恐懼記憶。

溫迪·蘇祖基博士說，打開創(chuàng)建記憶之門的研究已經(jīng)取得了初步成果。那么，我們是否能夠創(chuàng)建任何形式的虛假記憶呢？目前，能夠創(chuàng)建的記憶模式還只限于我們能夠模仿的行為。但從理論上來說，如果我們能夠理解與記憶形成相關(guān)的大腦活動模式，如果我們能夠了解與各種記憶活動相聯(lián)系的神經(jīng)元活動模式，我們就能夠創(chuàng)建任何記憶。記憶創(chuàng)建實驗?zāi)壳斑€只處于起步階段，但我們已經(jīng)可以看到這一研究的巨大潛力。

記憶突然卡殼之謎

記憶的形成好比把一個人的面孔和名字等信息聯(lián)系在一起，然后儲存起來；而記憶的讀取好比你再次遇到這個人時，能想起來他叫什么。如果你突然想不起來他是誰，這可能是一種暫時性回憶障礙。

人們的各種精神現(xiàn)象離不開生理基礎(chǔ)的支持，記憶也有其神經(jīng)生理機制。在大腦中，相互關(guān)聯(lián)記憶信息是如何被讀取的，仍是現(xiàn)代神經(jīng)生物學(xué)研究中的一個難題。最近，德國馬克思—普朗克神經(jīng)生物學(xué)院和法國巴黎高等工業(yè)物理化學(xué)學(xué)院科學(xué)家組成的一個國際聯(lián)合小組，通過研究果蠅大腦對氣味信息的回憶過程，向揭開記憶的讀取機制邁出了重要一步。

具有讀取功能的神經(jīng)元

人類的大腦有1000億個神經(jīng)元，果蠅大腦內(nèi)的神經(jīng)元要少得多，雖然它們的大腦不能跟人腦相比，但在許多腦功能的基本原理上二者仍有許多共同之處。果蠅也有記憶能力，它們的大腦也能存儲各種不同的信息和信息之間的聯(lián)系，并能在較長時間內(nèi)記住它們。

在實驗中，研究人員采用了傳統(tǒng)的條件反射訓(xùn)練，讓果蠅把一種特殊的氣味和溫和的電流刺激聯(lián)系在一起。訓(xùn)練只重復(fù)了一次，果蠅就記住了，再遇到這種氣味會馬上逃開。這次實驗中的關(guān)鍵是，科學(xué)家們利用一種特殊的基因技術(shù)，改變了細胞周圍的環(huán)境，從而使某個特定的神經(jīng)細胞喪失活性。當(dāng)他們使一種稱為MB-V2的神經(jīng)細胞喪失活性時，果蠅的其他行為將沒有改變，只有在回想某個關(guān)聯(lián)記憶時，才會顯出不同。

實驗結(jié)果表明，MB-V2神經(jīng)細胞與記憶“讀取”路徑有關(guān)，被認為是負責(zé)回想關(guān)聯(lián)記憶的主體，而它們對于把氣味和電流刺激聯(lián)系在一起的能力，即形成穩(wěn)定記憶的能力作用不大。

改變記憶處理的路徑

根據(jù)以前的研究，研究人員知道果蠅處理氣味信息的腦功能區(qū)在腦側(cè)角。但它們?yōu)楹螘δ撤N氣味產(chǎn)生回避行為，此過程中的條件機制尚不清楚。為了找出與氣味記憶讀取相關(guān)的神經(jīng)細胞，研究人員對果蠅的大腦進行了結(jié)構(gòu)和功能篩查。

他們發(fā)現(xiàn)，在果蠅腦中有一個叫做蘑菇體的特殊位置，不愉快的嗅覺記憶在這里形成。這里會對各種氣味信息給出一個或正或負的評價值，當(dāng)把一種中性的氣味與電流刺激的負面感受聯(lián)系在一起時，就形成了一種令其厭惡的氣味記憶。

而在記憶讀取時，要求蘑菇體輸出指令，MB-V2神經(jīng)細胞能接受來自蘑菇體的信息，再反過來傳給側(cè)角的神經(jīng)細胞。MB-V2是一種類膽堿輸出神經(jīng)元，從蘑菇體垂頁突出伸向上原腦中部和側(cè)角。附加相關(guān)條件（如電流刺激）后，MB-V2對氣味的反應(yīng)被明顯修改。經(jīng)過側(cè)角信息處理后，就會出現(xiàn)本能地躲避或靠近氣味的行為。當(dāng)果蠅的MB-V2神經(jīng)細胞喪失活性后，會對這種氣味泰然自若。

研究人員表示，腦側(cè)角會本能地對驅(qū)蟲劑的氣味起反應(yīng)，而在記憶讀取過程中，MB-V2神經(jīng)細胞形成了與本能氣味回避相關(guān)聯(lián)的氣味路徑。它對短期和長期記憶的讀取都非常關(guān)鍵，但并不負責(zé)形成和強化記憶。

鑒別出這些細胞，并確定它們在記憶讀取過程中的作用，是研究記憶如何指導(dǎo)動物行為方面的一個重要的里程碑。研究人員第一次證明了這種轉(zhuǎn)換路徑的功能，此前的氣味記憶通過這種轉(zhuǎn)換路徑，導(dǎo)致了與回避行為相聯(lián)的記憶讀取。也許有一天，科學(xué)家將能解釋為什么我們的大腦會出現(xiàn)突然卡殼這種現(xiàn)象，這也是開發(fā)治療記憶缺失藥物的重要前提。