记忆移植：科学探索与训练固化记忆

2.假如记忆可以移植

人一生要花很长时间进行学习，而人的智力又有高低强弱。因此，人们很早就产生了一种想法：能否把别人的大脑记忆内容移植到自己的脑中，从而能够使得人们免去学习之苦，也可能使得人人都能变得像爱因斯坦那么聪明。这样的设想无疑具有极大的诱惑。1999年，北京市高等学校招生考试的作文题目是：“假如记忆可以移植。”数万考生为了这道作文而绞尽脑汁，尽情想象。也许，懒人们对于这种前景都抱有很大的期望。看来，科学家们的想象和社会生活中人们的希望，都指向大脑思维这个重要的处女地。

1950年，波尔灵（E.G.Boring）在实验心理学的经典著作里，提出了著名的问题：“脑在何处以及如何储存它的记忆？这是奇妙莫测的。”^[22]这也是在新的条件下提出了当年柏拉图提出的问题：大脑内的鸟笼是如何加工思维的呢？威廉・卡尔文认为，记忆可能就是建立一种神经元放电的时空序列，这种序列与记忆输入时所产生的序列相似，只是对记忆形成中无关紧要的某些枝蔓已作修剪。^[23]

记忆是人脑对外界信息所进行的选择编码、储存保持、提取运行的心理过程。人的思维模式，是以记忆形式储存在大脑中的。克里克说，许多认知科学家在三个方面达成了共识：一是并非大脑的全部活动都与意识有关；二是意识是一个主动的过程；三是意识有注意的成分和短时记忆参加，有的能进入到长时记忆中。^[24]科学家们发现，记忆所储存的知识，和神经细胞的RNA物质直接有关。要形成新知识，就须在神经元之间构成新的突触联系，而新突触的产生需要合成新的蛋白质和RNA分子，这些物质是在学习期间形成的。严格的训练将固化记忆。有的科学家在袋鼠身上进行“知识的化学转移”的试验，将经过学习而惧怕黑暗的袋鼠脑中的记忆化学物质——单质缩氨酸抽取分离出来，注入正常袋鼠的脑中，它们也学会了害怕黑暗！这种化学物质甚至也在其他种类的动物身上生效。进行这项研究的科学家安卡博士认为：神经系统可以比作一台用遗传密码编出程序的计算机，而这台计算机能通过相关信息的输入不断地自我改进程序。他假设，学习就是用脑中的化学物质进行编码，这种编码可以组成变化无穷的时序结构。^[25]如果这个假设合理，那就说明这种编码机制为人类智力的无限发展提供了物质前提。人类的知识是由实践和学习形成的，由于这个过程的无限发展，人脑神经物质的组合和神经模式的变换，将随着新信息的输入而不断更新，这使得人脑的物质结构也会逐渐地进化。知识是以脑中的物质为物质承担者的，从本质上说，人类的知识及思维模式又是社会的产物，如果有人想通过注射“化学知识”的物质来移植记忆，弥补自己天真无知的缺陷，这在未来时代是否真的可行呢？

不仅是小说家，许多科学家也都在这么设想，人的记忆将来有一天可以移植到另外人的大脑中，甚至还可以不通过手术，而是通过遥控发射脉冲信号，改变人的大脑和思想，同时改变人的本性和行为。科学家们相信，将来人类有可能实现这个幻想。从机理上说，大脑的记忆区域不是单独活动的，当人脑记忆区域在活动时，大脑皮层其他区域的波段也在加强。人脑的分工并不那么简单划分，而是存在复杂的多方位的联系，不同的记忆内容所引起的各个区域的活动程度也不尽相同。在记忆过程中，特定部位的神经元都有放电反应，这种放电是一种微弱的脉冲电波，而每一个脉冲电波实际上就是一种记忆。科学家们已知，大脑的记忆不是简单地存放在含有核糖核酸的神经细胞里，而是依靠大脑皮层中的多个区域多方位地同时进行。含有核糖核酸的神经细胞是连接在一起的，它们形成一个庞大的记忆神经网络，网络中的细胞会间断地发出微弱的脉冲电波，在一个又一个神经细胞之间相互传递，而这种脉冲波在神经网络中是按特定的路线来进行的，这种传递的过程就是人类认识和记忆的过程。人的无数记忆，通过这种传递路线图的形式储存起来，从而成为人们思维模式的内容。每个人有多少记忆在大脑中，就有多少种传递脉冲的路线图，就看激活的程度而已。从脑生理机制角度看，脑的意识与神经元活动密切相关。威廉・卡尔文认为，记忆可能就是建立一种神经元放电的时空序列，这种回忆时建立起来的时空模式，很像体育场中的展示板，许多小光点时明时灭，所建立的便是一幅图像。^[26]既然存在着这种记忆的脉冲机制，从理论上说，是可以通过改变脉冲而影响人们记忆的内容的。

那么，遗忘是怎么回事呢？很可能，这种电波脉冲的连接在大脑中还处于休息状态，以便让大脑有逸有劳。有少数人一生中记忆超群，能记住很久以前的事情。而有些人以前的事情记得牢，最近的事情特别是几分钟以前的事情记不住，这都是因为这种脉冲的连接作用。大脑会自动调节自己的功能，如果人们为了避免遗忘，经常提醒自己，那么神经元网络就会形成一个个环行线路，就像把这些脉冲电波封闭住一样。随着记忆的加深，相对应的这些环形路线就越加宽畅，每一次有意识的记忆都会加宽它。如果记忆是片断的零星的，甚至遗忘了，那么这条记忆通道就很窄很不通畅，甚至是中断的。

今天有些人在设想，如果将来有朝一日，真的可能使记忆通过脉冲信号发射而转移到别的大脑上，甚至将这种设备在军事上进行运用，那将是一场革命。就如火药的发明使热兵器取代冷兵器一样，“记忆激光枪”之类的先进武器将使人类战争的样式发生质变，由各种火力武器主宰战场的时代将会结束，一切靠动能杀伤人的武器都将被淘汰，取而代之的是改变人们思维习性的脉冲式武器，掌握者将会为所欲为。

然而，记忆移植的设想也存在致命的弱点和疑问：如果可以把高级的记忆（如爱因斯坦式天才记忆）传送到对象的脑中，那么就意味着思维的模式可以脱离开大脑，脱离人的思维活动而单独存在，这违背现有所有的哲学和科学原理，将带来巨大的震撼。思维的模式本身并非某种物质，它依赖于脑物质而存在。脱离开特定的物质，仅仅转移某种神经元放电过程，将面临着很大的困难。并且，谁来做这样的转移操作？把高级记忆传送到什么样的人脑中会有效果？是否对所有受体都适用？还有，传送到类人的高级哺乳动物身上，它们也会开口说话或行动吗？而如果把低等记忆传送到敌人的大脑中，那么又是如何从低等动物那里提取这些记忆的呢？这些都是该设想必须面对的棘手问题。迄今为止，人类的记忆、人的思维的模式，都是人类自身历经自然与社会的长期发展而形成的，带有实践和社会的属性。移植记忆直接跳过这些过程和属性，这种设想不可避免地缺乏可靠的立足之地。

移植记忆的难点还不止于此。假如记忆能够移植，那么移植来的记忆是否遵从先来后到的顺序？它能否取而代替老记忆，彻底抹掉原来脑中的脉冲电波？这些都存在着疑问。而且，新记忆与人脑中的深层记忆、高阶意识尤其是潜意识等对抗起来能否占上风，也是一个疑点。有很多事例表明，意志坚强的人，会唤起自己深层次的本能与内心呼唤，用意志、本能、潜意识等非理性因素，抵抗已受支配的理性因素的作用。

记忆是无数大脑神经回路的放电效应，其机制无比复杂，其组合是天文数字，必须从自然界大数原理的角度来理解其奥秘。特别是在记忆的一些细微细节方面，如果差之毫厘则会谬之千里。因此，移植记忆的难度无法想象。人脑细胞有强大的自我修复功能，临床上有许多大脑意外受伤后脑神经自我连接起来恢复某些脑功能的个案。所以，可以肯定的是，当新记忆进入大脑后，原有的记忆并不会完全消失，这可能会对新记忆起到阻碍的作用，使其逐渐消失。记忆是过程，或者按克里克说法，是细胞电脉冲的过程，而非固化的物质的东西；移植记忆只能是将物质和物理形态的放电瞬间移植过去，但是自然主体所形成的长时记忆，是经过相对长时间并且多次反复才形成的，这种形成或产生机制上的不同，会从根本上改变事情的本质，使得移植记忆极不可靠。比移植记忆更难的是记忆遗传。如何将前人的记忆传给下一代，也将是人类与人性根本变革的一个举动。

我们在此叙述了很多移植记忆的不可能性，但这并不意味着将来它真的不可能。科学的发展将为这种可能保留一席之地。比移植记忆更进一步的大胆假想是移植大脑（如缸中之脑）。这是一个一锅端的技术，面临着更大的科学和伦理的挑战。目前，人类已经有了成熟的移植肝、肾、心的临床经验和案例。特别是移植心脏，基本上都是从脑死亡的供体上得来。第一例人体心脏移植于1967年完成，目前这个手术在一些国家已成为常规手术，截至2008年6月，全球已完成心脏移植近85000例，其中存活10年以上的超过50%，存活20年以上的达到22%。^[27]根据目前许多国家的医学标准，脑死亡是生命体死亡的临床标志。所谓的脑移植，就无法回避供体或受体之中谁是主体的问题。从技术上说，我们有理由相信，将来有一天人类有可能完成大脑移植手术，包括对胚胎基因的改造工程，但它将极大地改变目前我们对主体、意识的许多看法。(www.xing528.com)

记忆有没有可能被完全取消？从目前的一些临床经验看，这样的事例有，但是较少，有个案表明经过强刺激等作用后，失忆人能够恢复原先的记忆。好莱坞电影《黑衣人》（Man in Black）中有这样一个场景：在一个未来社会里，一些外星生物已经侵入了地球，它们化装成各种各样的人群，对人类造成了威胁。为了不至于在社会中产生恐慌，地球上的外空管理机构执法人员，手执一种神奇的“神灯”（标准中和器），对那些看到外星生物的人们进行照射，迅速消除了他们大脑中的关于外星人的记忆，把他们的有关记忆“归零”，使外星生物侵入的信息得以保密。要想把记忆清零，就必须在神经细胞层次消除掉记忆的物质基础。在科学界，总有那么一些科学家，想把意识（包括记忆）归结到“底层”，从物理的、生物的角度来解释意识的本质。尽管他们可以从很微细的层次来进行解释，如从量子力学、神经细胞等说明精神活动，并尽量避免使用“精神”这个词。但是，在这一点上，另一些科学家已经看到了问题的所在。威廉・卡尔文看得很清楚：研究意识的物理学家们所做的一切，只是用一种奥秘来代替另一种奥秘。迄今为止，在他们的解释中，还不存在将其组合起来就能解释别的事物的片言只语。^[28]用物理的或生物的知识来解释意识，有可能会得出一些机械的、片面的结论来，这是我们运用脑科学成果时应当特别注意要避免的。如果用物理、生物知识解释意识行得通，那么机器产生意识也就不成问题了，但事实上我们都看到，机器拥有意识的想法，离实现还相差得很远。

人的记忆有长时记忆和短时记忆之区别，它和大脑的神经皮层直接有关。按照一般认知心理学的观点，超过一分钟时间以上能够保持住信息的记忆，就是长时记忆，有的人对某一事物的记忆，能长达几十年不忘。关于长时记忆的容量、存储、恢复及持续时间，往往会通过实验来说明，在这一方面，不同个体的差别很大。有的人长时记忆好，其大脑中的概念网络非常紧密细化，十分有序，知觉敏锐且知识系统较为优化，常常能对所接触到的信息进行各种有机的联想，这样记忆的效率可能会高出很多。如果思维模式中的知识内容缺少有机联系，杂乱无序，可能这个人就容易健忘，即使能记出个大致轮廓来，也是模糊不清，缺少细节的。思维模式对回忆的内容会有很大影响。由于每个人的思维模式不同，同一个刺激物信息可以使人记忆起不同的内容，产生不同的联想。研究还表明，遗忘很可能与原来所学知识的完善程度有关。

有一种观点认为，长时记忆的消失是由于干扰导致的。弗洛伊德则提出，遗忘是由于压抑，如果记住一种材料在心理上会是极其痛苦的和有威胁的，那么，这种材料就难于记忆。^[29]这些观点都有一定道理，但长时记忆之困难，可能最主要还是与大脑的生理结构所形成的特性有关。大脑的容量几乎是无限的，但是它并不能把所有的信息都记住。知觉测验表明，每一个十分之一秒钟，是人脑的一个经验框架，在这个框架内人能够接受（而不是全部记住）1000比特（即1KB）的信息。如果人能够活70年，全部可接受信息量将达到22万亿比特，扣除睡眠的话也还有十几万亿比特，即一千多万个吉比特的海量信息。我们知道，人脑的神经细胞是个天量数字达1000亿，但是可接受信息量（理论上的大脑容量）超过神经细胞数10万多倍。看来，遗忘对大脑来说是个自我保护的好手段。如果一个人事无巨细都能记住，那么他（她）活在世上的几十年将会被无数的记忆纠缠而痛苦不堪。

就内容而言，记忆可以分为两种，一种是语义记忆，一种是事件记忆（当然事件也可以还原来用语义表达）。认知心理学目前把语义记忆概念称为包罗我们关于语言、词汇、概念、语法结构及其加工和使用规则的知识体系。而事件记忆则是在个体的时间和空间中，与个体过去经验相关的特殊事件的保持。王晓凌指出，为了进行回忆，人们除了要把储存在语义记忆中的信息再现之外，还应当参照记忆所处的环境和日期。也就是说，事件记忆是记忆的骨骼，而语义记忆是记忆的血肉。对语言学习的研究已证明，对事件框架的掌握，是帮助人们实现长篇记忆的关键。^[30]还有的研究方法把记忆分为三种类型，即存储语言的概念记忆，存储物体表象的形象记忆，存储事物关系的关系记忆。近些年来，脑科学的研究成果已经证明，这三种记忆以及它们各自对应的思维加工机制，均可在大脑皮层中找到各自对应的区域，虽然有的记忆定位区域目前还不太准确。布伦斯坦恩（S.E.Blumstein）指出，言语功能并不是定位在一个狭小的区域上。

按传统观念，言语功能只涉及左脑的布洛卡区和沃尔尼克区，但是现在发现，它广泛地分布在左脑外侧裂周围区域上，并向额叶前部和后部延伸，包括布洛卡区，紧邻脸运动皮层的下额叶和左侧中央前回（不包括额极和枕极）。其中，布洛卡区受损将影响语言表达功能，沃尔尼克区受损将影响语言理解功能。但是，和理解与表达有关的记忆机制并不仅限于这两个区，用于储存语言材料的工作记忆一般都认为是在左前额叶，但具体是在左前额叶的哪一部位，目前尚未精确定位。相比较而言，形象记忆与关系记忆的大脑区域定位要准确得多。^[31]

记忆除了个体记忆，还有集体记忆。集体记忆是由团体成员之间的共同知识构成，在团体交往过程中，各种动议可能会由于集体记忆的选择而有所取舍，由集体对过去事件的回忆而决定。在社会民族这种大范围的集体记忆中，它们的过去历史往往会以各种方式再现出来，在一些大的历史纪念日、一些历史事件或一些战争回忆积淀的再现中，人们可以很清楚地看出，社会民族共同体的集体心理积淀，会在很大程度上影响这个社会人群的集体决策或评价事物的过程。如果说，个体记忆有可能会因时间而逐渐消减，或者像科幻电影所说的可以用技术抹去的话，那么集体记忆则无法做到这一点。它会像一个永恒的烙印，长久地定格在民族集体的心底。

记忆总是与失忆（遗忘）现象相关联。由于大脑的构造所限，人不可能记住所有进入大脑的信息，而有时虽然能记住事物的意义，但却在语言层次失去记忆，叫不出它的指称。如，有人说：“对不起，我记不起你妻子的名字了。”“对不起，你叫什么，我一下子想不起来……”这就是暂时失忆现象，也称为“舌尖现象”。它可能是因为在人的思维模式系统中，某些信息或意义之间的有机联系，暂时性地阻断而失去关联。还有一种特殊现象，笔者称之为“未知再现”，即有人从未见过某个人或某个地方，但经过某种特殊事件如大脑损伤、生病等，能够清楚地说出此人的若干信息来，或者觉得此地自己以前来过。这可能是另一种记忆仿真现象。失忆现象，或者未知再现、模仿自己从未见过的人的音容等，这些都是今天大脑科学研究的重要课题。失忆可能是大脑相关区域的神经功能衰减消除，而模仿再现陌生人等，则还没有令人信服的解释。

人脑的记忆服从于脑的生理方面的限制。人脑与电脑不同之处在于，电脑所储存的信息永远还在电脑里，而人脑记忆有遗忘现象，短时记忆有容量的限制。人们一次只能记住一定量的信息，超出这个量，人脑就记不住。心理学家乔治・米勒（George Miller）1956年在一篇著名论文《魔数7加减2》中提出，人脑的空间似乎都是有限位数的，至少在用于即时记忆的工作空间是这样的。如果一个记忆单元数（如一个号码、一个数字，或一个复杂单词）达到7加减2左右的位数，即达到5至9位数这个临界状态，那么人就会自觉不自觉地把所要记忆的数，分成若干个“簇”块，以便于记忆。在记电话号码或英语单词时，人们往往会把较长的位数，分成有限的几个块，以提高记忆的效率。例如，我们在记一个电话号码“01067078603”时，一定会在脑中把它分成若干块，前面010是北京区号，6707是位于北京东部区域某电话局的号段，8603则是这个号段所属地区、机构的一个分配号。在中文或英文中，都有一些特定的长词汇或词组。因此，如果一个单元的记忆数达到了十几位数或者更高，大脑一定会对它进行分块，把它分成7块以下，这样大脑仍能够识别并记住它。米勒认为，7就是人脑的神奇的记忆魔数。

长期以来，脑科学研究者一直认为，生命早期人脑便拥有了所有细胞（大约在12岁左右），而成年人的脑细胞不断凋亡，记忆和学习能力下降，思维模式的功能衰退，脑的结构与功能缺乏可塑性。但是最近的研究表明，成年人甚至老年人的脑也具有可塑性。这种可塑性表现在不同的学习任务中。马奎尔（Maguire）等人研究了16个年龄在32～62岁之间的伦敦出租车司机的空间学习与经验对脑的影响，研究发现，伦敦出租车司机的海马区后部比对照组（非出租车司机）大，而对照组的海马区前部比实验组大，海马的体积与开车的年限具有相关性。他们认为，这些司机在培训与从业过程中，形成了丰富的伦敦空间表征知识，这些知识储存在海马区后部，使海马的神经回路重组，组织增大。这一研究表明，成人脑的结构与组织也会因学习经验而改变，具有可塑性。^[32]这也从一个侧面表明，知识与学习促成思维模式的发展，能够对大脑物质神经系统产生影响。