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记忆研究发展的演化逻辑

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:转向逻辑与进化逻辑存在的最大不同是:转向逻辑更偏重空间性,而进化逻辑强调时间性。研究纲领进化逻辑,即记忆科学研究纲领的内核及其保护带命题的变化情况。所以,记忆研究进化逻辑之一就表现为记忆类型区分的不断清晰,使得记忆类型获得比较系统的分类。这也是记忆研究进步的明显表现,而且这也构成了记忆研究纲领的硬核部分。对日常记忆的系统化分析也是晚近的事情。这一实验记录了BLA区域6天来3 600个神经元的活动。

记忆研究发展的演化逻辑

转向逻辑与进化逻辑存在的最大不同是:转向逻辑更偏重空间性,而进化逻辑强调时间性。所以我们在转向逻辑的分析中看到的是记忆研究从不同学科领域向不同学科的转移。研究纲领进化逻辑,即记忆科学研究纲领的内核及其保护带命题的变化情况。根据拉卡托斯的理论,“纲领由一些方法论规则构成:一些规则告诉我们要避免哪些研究道路(反面启示法),另一些告诉我们要寻求哪些道路(正面启示法)”。[56]“一切科学研究纲领都在其硬核上有明显区别。纲领的反面启示法禁止我们将否定后件式对准这一硬核,相反,我们必须运用我们的独创性来阐明、甚至发明‘辅助假说’,这些辅助假说围绕该核形成一个保护带,而我们必须把否定后件式转向这些辅助假说。正是这一辅助假说保护带,必须在检验中首当其冲,调整、再调整、甚至被全部替换,以保卫因而硬化了的内核。这一切如果导致了进步的问题转换,那么一个研究纲领就是成功的。如果导致了退化的问题转化,它就是失败的。”[57]如此,我们来分析记忆理论的进化逻辑。

1.进化的整体逻辑

从转向逻辑的阐述中,我们已经看到,存在三个阶段:第一个阶段是记忆研究从哲学到心理学再到生物学、神经科学的转变;第二个阶段是人文社会科学领域内的转变;第三个阶段是出现在数字技术及其他技术领域内的转向。那么这种不同空间的转化中有着怎样的内在逻辑呢?从哲学本身来看,记忆被看作是与灵魂密切相关的现象,这一点在柏拉图、亚里士多德那里已经确立起来。但是心理学始终隐藏于哲学之中,在这个过程中,心理学已经开始潜行,“心理现象”和“物理现象”的论证使得心理学开始逐步获得自身的独立地位。这一独立地位的获得是两方面力量努力的结果。一方面来自哲学心理学努力的结果。随着狄尔泰(Wilhelm Dilthey,1833—1911)、布伦塔诺等人的论证,心理现象获得了不同于自然现象的本体论地位和特征,狄尔泰将解释确立为精神现象的根本特征;布伦塔诺将意向性确立为心理现象的根本特征。另一方面来自实验心理学努力的结果。如早期实验心理学创始人冯特,“冯特没有把实验限制在自然科学,而是看作精确的心灵或者社会科学的重要部分,这样把客观方法与自我观察联系起来”。[58]还有拜耳更是如此。“拜耳也原创地提出表征概念,他把体验谈论为意识到原初状态——作为原初的状态和他们作为表征复活的状态。”[59]这两种路径有所不同,而前者更为重要。“他们研究的对象是他们自己的心灵;科学家使用他自己作为自己的实验室,存在着大量局限和令人迷惑的地方。局限取决于通过这种方法可被观察到某物。”[60]经过不同路径的共同努力,心理学获得了独立于哲学的地位。在这种独立地位的获得中,实验心理学起到了关键作用,而且随着后来的发展,天平越加偏向实验心理学。其贡献是“心理学大约从哲学束缚中松绑,观察和证实取代了反思模式”。[61]

在这个过程中,心理学与其他学科的联姻越加明确。这个过程从亥姆霍兹开始,直到麦克高夫等人那里,表现更为明显。所以,在这样的转化逻辑中,心理现象获得独立的本体论地位是根本的,而它又展现为两种形式:一方面是心理现象成为科学对象,即心理现象得以自然化成为根本的东西。另一方面,心理现象摆脱灵魂的实体特性,而与行为联系在一起学习与记忆、认知等成为心理学重要的关注问题。至于后来的人文社会科学领域、技术领域的转化,基本上也是在这一基础上一步步走来。或者是批判,或者是接受了心理学的内在区分框架

2.记忆研究纲领的进化的内核表现

(1)记忆分类逐步完善

早期,记忆类型一直很模糊,语义记忆与情景记忆是比较早点分类,而且可以追溯到柏拉图。但是将记忆类型完善起来的则是20世纪以后的事情了。所以,记忆研究进化逻辑之一就表现为记忆类型区分的不断清晰,使得记忆类型获得比较系统的分类。这也是记忆研究进步的明显表现,而且这也构成了记忆研究纲领的硬核部分。我们可以从如下方面来看待不同分类:

第一种从时间上把记忆区分为短时记忆、长时记忆和工作记忆。这种分类主要是从信息保持时间的长度上来区分记忆,日常生活中经常会碰到这种分类结果。比如我们能够记住五六岁发生的事情,一直到生命的终结。但是有时候我们记忆一些单词,只能记住一段时间,然后慢慢忘记。对日常记忆的系统化分析也是晚近的事情。

短时记忆:1970年由美国心理学家缪勒(George A.Miller,1920—2012)提出,他认为人先需要一部分短暂的记忆空间去保存接收到的信息,然后再转为长时记忆存储。但这个概念仅仅是理论推导的结果,缺乏足够的实证证据。

长时记忆:长时记忆的机制研究已经非常清楚,比如某种蛋白质调节着长期记忆。Petti T.Pang(2004)等人研究进一步分析了影响长期记忆的两种蛋白质之间的关系。[62]凯德尔认为长时记忆的神经机制不同于短时记忆。他认为,短期记忆包含着c AMP和PKA的激活;长期记忆包括PKA和MAP以及CREB-1这三类物质的位置改变。此外,还有一系列成果陆续出来。2017年,一项名为《为长期联想记忆奠基的神经群动力机制》(Neural ensemble dynamics underlying a long-term associative memory)的研究指出,大脑联想不同刺激的能力对于长期记忆非常重要,但是在编码联结记忆中,神经元群的作用如何成为难题。作者利用极小荧光显微镜(miniature fluorescence microscope)技术研究了基底外侧杏仁核部位(BLA)细胞群如何编码条件刺激与非条件刺激(CS,US)的联结。这一实验记录了BLA区域6天来3 600个神经元的活动。整个实验表明:神经元群编码CS-US联结的力量预见了每只老鼠的行为条件水平。这些发现支持了被监管性学习模式(a supervised learning model),即US表征的激活引导CS表征的转换。“这儿的数据自然地显示出一种关于联结信息如何被存储和表征的抽象解释,即BLA神经元群完成了一种监管式学习算法,以便对CS-US联结编码。而以前的研究则提出US在细胞水平的传授信号起作用。”[63]

工作记忆:1974年英国心理学家艾伦·巴德里(Alan Baddeley,1934—)和Hitch在短时记忆的基础上提出的替代性概念,其指对信息进行短暂加工和存储的能量有限的记忆系统。[64]二者的关系是短时记忆是组成工作记忆的元件。与长时记忆的关系是从长时记忆中提出出来的,并且缺乏独立的结构,只是长时记忆中被当时激活的一部分。短时记忆被称为“高速内存”,而长时记忆是“超量硬盘”。黄扬名博士人类记忆过程划分为“输入-感知记忆-工作记忆-长时记忆”等过程。所以在这个描述中,工作记忆逐渐替代了短时记忆。

2008年,一项题为《人类视力中限制性工作记忆的动力转换》(Dynamic Shifts of Limited Working Memory Resources in Human Vision)的研究指出,记住所看之物能力的限制是受制于视觉视野中所有物体之间动态分配的有限资源。而这个资源能够在物体间随意转化,而且基于选择性注意力的分配以及朝向即将出现在眼球运动前的目标。资源分配给每一个物体的比例决定了它被记住的准确性,向我们显示的关系是受小力定律(simple power law)统治,允许在视野中从量上估算资源分配。[65]

工作记忆的原理(图3-4)。

图3-4 工作记忆的原理图[66]

这种分类理论也解释了不同记忆类型之间的关系。我们区分为两种主要立场:

一是转化过渡说:这是美国心理学家阿特金森(Jeremy Atkinson)提出的思路:短时记忆必须经过强化才能够转化为长时记忆。这种观念与日常认识较为符合。到目前为止,形成了两种比较认可的模式:①标准模式与多印迹模式。标准模式提出:短期记忆最初形成和存储在海马体中,然后逐渐转移为长期记忆,存储在新皮层以及从海马体中消失。②多印迹模式。此模式提出情景记忆的印痕保留在海马体中。这些印痕可能存储了记忆的细节,然而更多的一般轮廓则存储在新皮层(neocortex)。比如在神经科学家纳达尔(Karim Nader)[67]看来,“记忆通常通过时间来界定,学习之后的短时间内,记忆处在一个易变阶段(短时记忆STM),很容易被破坏。随后,记忆进入到一个稳定形式(长期记忆LTM),对同样的破坏因素并不敏感”。[68]凯德尔也关注这一问题,他和团队的问题是:什么基因被激活使得短期记忆过程转化为长期记忆过程,什么基因对于长期记忆过程的维持至关重要?他们的研究表明:一种叫作PKA(protein Kinase)的物质在短期记忆转为长期记忆的过程中起着关键作用。[69]

2017年7月,一种新的科学解释出现了,主要是从时间角度解释了这种转化。在一篇题为《记忆带来时间》(Memory takes Time)的文章中,作者提出,短时记忆转为长期的过程可以通过集体改变大脑状态的时间窗口的时间阶梯序列来解释。[70]为了更好地理解这一点,他举了声音的例子。“就像被听觉系统切割成许多具体的但是同时被感知的频率块的声音一样,作为整体的体验被脑部分解为许多集中表达过去的时间窗口。”[71]在他们看来,有机体的大脑——如人类和海洋鼻涕虫——具有以多种时间规模表征体验的能力,同时回想起多年、多个小时和毫秒以前的事件。他们最为重要的观点是:记忆并不是限制在确定的对象或状态上,相反在时间领域内它被基础性构造出来。时间是大脑从外部时间遗传的唯一物理变量,记忆必须是由时间构成或者更准确地说,由外部刺激之间的时间关系构成。记忆的许多时间规模表征了过去体验的时间规模以及必须同时对有机体来说是有用的。所以这篇文章的意义可以深入挖掘。在论文摘要部分,他们指出,记忆是对过去事件特定时间属性的适应,例如刺激发生的频率或者多种刺激的相遇。在神经元中,这种适应可以通过细胞或者分子时间窗口的序列系统,它们集中保留来自过去的信息。这个系统制造了许多过去体验的时间窗口,这些是为了同时有利于未来行为的调节。从更为一般的角度来说,识别和反应能力为神经系统的记忆编码和存储奠定了基础。所以,从他们的分析中看出,记忆是对过去事件的时间序列适应的结果。

但是却在一些临床中出现了问题,有些失忆症病人,其短期记忆是坏的,长期记忆却是好的。因此,针对这些异常现象,不同区域说的理论开始提出。

二是分离区域说:这种观念认为短时记忆与长时记忆不是一个简单的转化过渡说,而是由不同的记忆系统进行控制。在这一基础上,巴德里提出了“工作记忆”,取代了“短期记忆”的概念。此外,还有一个学者纳尔逊·科文(Nelson Cowan)在2008年提出了相似的记忆类型。

在巴德里的观点中,情景缓冲器(episodic buffer)是一个值得关注的概念。这一概念主要提到一些重建过程。“工作记忆就表征了这么一种可能性:人的大脑从长期记忆提取之时,本身就会重新激发(rebuilding)信息。”所以它不是一个纯粹的信息存储仓库。记忆不是一个复制、死的过程,而是一个活的存在。这一观点验证了哲学与心理学的某种亲缘性。在胡塞尔现象学中,专门指出记忆不是一个复制的过程,而是一个再造(reproduction)。哲学中的“再造”与心理学的“重新激发”相得益彰。

第二种从存在方式上,将记忆区分为内隐记忆和外显记忆。在心理学中,记忆通常被区分为内隐记忆和外显记忆。外显记忆也被称为陈述记忆;内隐记忆被称为非陈述记忆。这种划分的前提是内隐与外显的区分。心理学家曼德拉曾经指出:“最显眼的两个区分是内隐/外显和陈述/程序的二分法。内隐/外显最初由阿瑟·瑞贝尔(Arthur S.Reber)引入,一般用来指无意识相对意识获得而言以及对认知内容或者过程的使用上——例如,内隐地使用语法或者外显地发现一些历史知识。而陈述/程序的区分指‘知道什么’与‘知道怎样相对’。例如知道打牌中大王价值要高于小王,一个人知道如何洗牌。”[72]瑞贝尔(1967)做出内隐/外显的区分主要是探讨人工语法问题的时候得出的。文章是对吉布森1955年的观点反思,他指出,内隐学习本质上与吉布森赞成的知觉学习过程的差异相似。[73]

第三种从内容上区分为语义记忆、程序记忆和情景记忆。一般说来,心理学家给予长时记忆较多关注,他们从记忆内容上区分为上述三类记忆。语义记忆主要是指知识、信息;而程序记忆主要是指技能;情景记忆则是指事件。前两类较早出现,而后者区分较为晚出。加拿大心理学家托尔文在《情景记忆与语义记忆》中提出了情景记忆的概念,后来在1983年的《情景记忆的元素》一书中加以完善。自此这个概念成为记忆研究领域中最为重要的基础,也很深地影响到了神经科学中记忆研究的实验设计。托尔文后来一直完善自己的概念。2002年,发表“情景记忆”的总结性文章。[74]为了更好地表达记忆类别的区分,如图3-5所示:

图3-5 显性记忆与隐性记忆[75]

情景记忆不仅在心理学、神经科学中大受欢迎,在哲学领域也是如此。在神经科学中,恐惧情景记忆成为一个非常重要的实验范式,很多实验就是基于这样的概念之上设计的,在情景记忆的神经机制、记忆删除、提取等问题上非常明显。心理学中关于情绪与记忆、压力与记忆等也都是基于情景记忆之上完成的实验。在哲学中,比如记忆的因果关系这一问题中,事件与记忆成为一个重要问题。比如早期的因果关系的支持者马丁(Martin,C.B)和杜特舍(Deutscher,M)认为,记忆印痕与过去事件之间存在着同构关系。[76]当前的支持者如贝内克等人认为,记忆印痕并非是过去事件的同构,而是事件特征的分布模式。[77]在一篇《表征过去:记忆印痕与记忆的因果理论》一文中,作者罗宾斯指出分布式记忆将成为因果关系模式的例外。这些分析就是基于情景记忆概念之上展开的。国内学者曾经借用这一对概念分析了康德哲学中的想象力问题。[78]

(2)自然科学研究中形成的独特记忆范式

巴普洛夫(Ivan Petrovich Pavlov,1849—1936)对条件反射进行了研究,他的研究使得心理行为的客观化研究成为可能。1903年他在一篇《实验心理学和动物精神病理学》的论文中描述了条件反射的定义,并且指出,条件反射应该作为心理活动的本质。巴普洛夫条件刺激中存在两种刺激,声音的原初刺激(条件刺激,CS)与例如食物的刺激成对出现,于是发出一种分泌唾液的反射反应(无条件反应,UR或者无条件刺激US)。于是经过充足的训练,当CS能够发出一种反应(条件反应,CR),在某些方面与UR相似。而另一种是恐惧条件刺激,即声音的远处刺激伴随着电击,于是出现僵固反应。经过学习,当老鼠在其后再经历声音刺激的时候,自然而然会产生僵固反应。目前科学研究已经给出了充分证据,这个学习过程发生在杏仁核区域。发生在这个区域的一个重要理由是涉及恐惧情感。这一条件实验成为神经科学中非常普遍的实验形式。2005年,瑞姆普(Rumpel)撰文分析了这个过程的神经机制,恐惧条件驱使感受器进入到背部杏仁核(lateral amygdala)35%的细胞神经突触中。[79]那么这一条件反应如何成为自然科学中学习与记忆研究的基本范式呢?

恐惧条件(fear conditioning,FC)是生物学、神经科学中研究哺乳动物的学习与记忆研究过程中经常采取的实验范式。所谓恐惧条件是有机体学习预见令人厌恶事件的行为范式。它是一种学习形式,其中令人厌恶的刺激(如电击)与特定的神经元语境(如房间)或者神经元刺激(如声音)相联系,从而导致对原初的神经刺激或语境刺激产生特定的恐惧反应。这可以通过将神经刺激与令人厌恶的刺激成对出现(如电击、噪声、气味)。最后,单独的神经刺激可以产生恐惧行为。在古典条件的词汇中,神经刺激或者语境刺激是条件刺激(conditional stimulus,CS),令人厌恶的刺激是非条件刺激(non-conditional stimulus,US),恐惧刺激是条件反应(conditional response,CR)。在科学研究中,关于人类的恐惧条件研究主要是通过文字刺激或者皮肤电或者一些生理反应(如心跳、血压、呼吸等);而关于动物的恐惧条件研究主要是通过电击完成。

我们可以看到诸多团队如MIT的利根川进教授、复旦大学脑科学团队的成果都是基于这个框架完成。艾拜·高什(Inbal Goshen)专门讨论了这种研究范式。如图3-6:

图3-6 恐惧记忆诱导和测试[80]

这一实验的主要目的是测试老鼠的学习与记忆行为。实验首先同时提供两种刺激,一个是中立条件刺激(neutral conditioned stimulus,CS),另一个是厌恶无条件刺激(aversive unconditioned stimulus,US),这两个刺激提供带有恐惧性质的中立刺激。所以,即便后来中立刺激独立出现的时候,也会出现恐惧的条件反应。长期科学实践表明:FC很容易形成,并且能够持续很长时间。在实验中,两个中立的CS(一个是语境的、另一个是听觉的线索)成对出现,同时伴随着轻微电击作为US。随后进行这样的实验,提供任何一种CS,即便没有US出现,小老鼠都会发出恐惧反应(通过测量其僵住)。这一调节过程本身是有杏仁核调节,使用不同类型的CS能够在依靠海马体记忆(语境线索)与独立海马体记忆(听觉线索)之间做出区分。为了检测语境记忆,动物被放到原先条件的笼子里并且测量僵住的程度。回忆主要是依靠海马体和杏仁核完好无损的功能(创造语境的精神表征)。为了检测听觉记忆,在不同形式的语境中呈现该音调。越简单的任务单独需要杏仁核以及不受海马体损伤的影响。当光遗传技术与这一范式结合起来的时候,出现了一些新的成果。如MIT的利根川进团队对恐惧记忆的激活、提取、植入和替代等方面的研究。

当然,如何看待这一范式?为什么唯独恐惧成为上述范式的内核观念?那么与此相对的快乐为什么不能成为一种范式?作为情感现象之一的恐惧为什么会成为主导的观念?一旦触及情感,我们马上会碰到哲学上难题:情感的模糊性。

3.记忆研究纲领辅助带的逐步建立

记忆研究纲领的保护带是由诸多命题建立起来的,记忆的存储就成为一个重要的表现方面。记忆的空间性主要是指记忆的存储位置,也就是记忆存储在大脑什么地方这样的问题。在自然科学中,空间性问题主要表现为物理居所。在这个问题上,有着不同的理解,逐步呈现出一种进步取向。20世纪以后,至少经历了拉舍雷、潘尼菲尔德、W.米勒、约翰·欧基夫、刘旭等阶段。其历史时间主要以1957年米勒等人的研究为分水岭。所以,我们称之为前米勒时期、米勒时期和后米勒时期。

(1)前米勒时期

20世纪20年代左右,弗朗兹提出了额叶(the frontal lobe)负责学习和滞留的功能。但是她的结论却很少得到实验的验证。后来,获得遗传学方面的博士学位的拉舍雷后来对巴普洛夫条件反射的神经生理基质问题感兴趣,最后向弗朗兹(Shepherd Ivory Franz,1874—1933)靠拢并且在其实验室里工作。随后他们俩一起做了一些关于学习的大脑基础的实验。“它通过一次选择的迷宫老鼠以及斜面问题检查了在多种脑皮层区域中学习和滞留的损伤效应。迷宫老鼠并没有被皮层受损所影响。斜面问题的滞留被额叶伤害削弱,尽管削弱独立于额叶损伤出现的地方”。[81]1950年,美国心理学家拉舍雷发表了《找寻印迹》(In Search of the Engram)一文[82],主要讨论了两个问题:一是记忆不是定位某个地方而是分布在大脑皮质的功能区域(functional areas of the cortex);二是记忆印迹不是孤立的、输入与输出间的皮质联结。[83]“弥漫说”观点很快被推翻,但是其中“印痕”概念后来被接受下来。2015年,约瑟林(Josselyn,S.A.)发表了一篇类似纪念性文章《找到印迹》(Finding the engram),算是向前辈致敬。[84]

(2)米勒时期

米勒的研究指出,内侧颞叶(MTL)特别是海马体在新的记忆获取上有着作用。[85]他们的成果是在病人H.M的经历基础上研究出来的。这个病人接受了双侧海马体摘除手术,从而出现了一些记忆问题。1957年他们发表了相应的成果,并且开启了记忆研究的新的阶段。后来随着脑电图(EEG)、脑磁图(MEG)、功能性磁共振(f MRI)等成像技术的运用,大大推进了这一研究。其中欧基夫在他的一篇文章的导言中精炼地描述了在这个问题上科学家的认识过程。“由于诸如阿兹海默症之类的进展的病理学,空间和情景记忆的削弱经常是MTL损伤病人经历的第一个症状(例如科布和威肖,1996)。MTL和海马体在新记忆的获取上有着重要意义(斯考分利和米勒,1957),还有与右半球相连的视觉-空间记忆(史密斯和米勒,1981),文字和描述记忆与左半球有关(福瑞斯科和米勒,1990)。”[86]目前在科学家那里形成了一种普遍的认同:情景记忆的形成离不开海马体。而这个理论的形成经历着大约半个世纪的时间。1981年米勒推进了相关研究,指出视觉-空间记忆明显与右半球相联系(史密斯和米勒,1981)。[87]

但是真正对空间记忆的推进是由他的师弟欧基夫做出的。欧基夫是英国伦敦大学学院的教授,一个有趣的科学家。他对空间的思考受到康德的影响。他非常喜欢康德如下观点:“空间无非是外感官的一切显现的条件,也就是说,是感性的主观条件,唯有在这一条件下外部直观对我们来说才是可能的。如今,由于主体的被对象刺激的感受性以必然的方式先于这些客体的所有直观,因此可以理解,一切显像的形式如何能够在一切现实的知觉之前、从而先天地在心灵中被给予,以及它如何能够作为一切对象必须在其中被规定的纯直观在一切经验之前就包含着对象诸般关系的原则。”[88]但是他认为自己是新康德主义者,对康德空间观点改造的结果体现在他1978年《作为认知地图的海马体》(The Hippocampus as a Cognitive Map)文中的观点。他特别强调了这本书中的2个主要观点:一是三维欧式空间是心灵加于体验的形式;二是这种独特的框架,传递了一个所有包含的、持续的空间,对于对象及其运动是必要前提。[89]在2008年的神经科学奖、2014年的诺贝尔颁奖会议的报告上,他多次重申了他与康德观点的关联。

欧基夫的科学发现历程可以概括为:1971年他在大脑的海马体发现了一种特殊的神经细胞,当小老鼠跑到一个特定区域时,这些细胞总是显示激活状态,而当它跑到另一个区域时,另一些细胞就会激活。因此,他发表论文,将在海马体里发现的这种对位置敏感的神经细胞命名为位置细胞(place cell)。[90]1978年,针对海马体在空间记忆的认知地图(cognitive map for spatial memory)的大脑认知功能中起到重要角色,他与心理学家纳德尔出版了一本奠基性的著作《作为认知地图的海马体》;1996年,他和他的学生尼尔·博格斯(Neil Burgess)分析了位置细胞。[91]当然,关于头部方向细胞的研究是由瑞克(Ranck J.B.)在1984年发现的。[92]2002年欧基夫的团队发表了题为《人类海马体与空间和情景记忆》(The Human Hippocampus and Spatial and Episodic Memory)的文章。2009年,边界细胞被欧基夫本人和他的学生Burgess发现。[93]2005年,网格细胞(Grid Cell)被瑞典科学家莫索尔夫妇(他们也在欧基夫的实验室做过访问学者)和他们的学生哈弗定(Hafting,T)发现。[94]

在空间记忆中,神经元行为的特征成为一个重要的理论问题。神经科学家爱德华·图尔曼(Edward Tolman,1886—1959)提出的老鼠的空间学习行为,他在1932年的实验表明:老鼠能够了解奖励给予的地方以及能够显示出关于测试的原始反应去找到奖励物。但是对于记忆来说,情况如何呢?2011年利根川进等人的研究表明:休息状态的老鼠也可以在以前从未到过的环境中预演(preplay)作为接下来活动的前兆的活动序列。[95]这个研究提出了非常有趣的“预演”概念,但是这个研究并没有关注到记忆因素的作用。同年莫索尔夫妇在一篇题为《看到未来》的论文中探讨了老鼠在空间中神经元的运动特征。整个文章是基于一个实验展开,如图3-7所示。

图3-7 空间记忆中的预演[96]

文章指出,老鼠在休息的时候,脑中神经元活动的顺序类似于在先前经验中发生的活动顺序类似,这显示了这种体验被重演,也就是重演行为(replay)。这个概念的提出从理论上进一步完善了空间记忆的理论话语。

另外,对于MTL在记忆中的作用的研究基本上还是在米勒的成果上前行。最近的研究表明:借助高分辨率f MRI技术,人类情景记忆中MTL的子区域的功能得到了进一步的探讨(Jackson C.Liang et al.2015)。通过遗忘症研究MTL对于人类记忆和知觉的作用(Danielle Douglas et al.2015)。

(3)后米勒时期

这主要是从2005年光遗传学技术普遍运用后的时期。这一阶段的研究的理论依据成为“印迹细胞”,一直可以追溯到萨门的生物印迹概念,而且更偏重对记忆印迹细胞的控制,所以从根本上看,更多的实践应用维度表现出来。2012—2016年利根川进团队围绕记忆的标记、操作与植入做出了比较大的贡献,发表了令人瞩目的研究成果。

这个时期的划分以米勒为标志,主要是她的巨大贡献。但是在其中我们也能够看到保护带中命题的不同情况,如拉舍雷的观点被抛弃,而米勒的记忆观点被普遍接受,而逐步被论证完善。事实上,在保护带的命题的更替上,应该说是比较快速的。比如关于杏仁核与记忆的关系描述。曾经只是认为杏仁核与情绪有关,最近的发现指出,杏仁核与猎食行为相关等,这些观念的提出,不仅仅丰富人们的认识,更是一种更新。

4.辅助带的其他情况:元记忆

元记忆(metamemory),即一种对记忆的自我控制及其评价的心理过程。这一研究开始于1965年左右,然后发展到当前。约瑟夫·哈特(Jospeh Hart)最先讨论这一问题。一般说来,有三种现象,感觉知道(feeling-of-knowing)、舌尖判断和学习判断(J.Metcalfe,J.Dunlosky,2008)。2017年在一篇题为《灵长类用于反思的元记忆的因果神经网络》文章中,作者阐述了元记忆的神经机制。文章指出,前额区(the prefrontal brain)的特定区域对于元记忆决断来说是重要的。这一区域的抑制会导致元记忆的选择性削弱,但不会导致记忆自身的削弱。[97]这一研究主要是通过f MRI方法完成的,研究表明,对远期事件和近期事件的元记忆的神经机制不同,“与远期相关的元记忆在前额9区,而近期则在6区内”。这篇文章对元记忆的理解是“与记忆状态有关的元认知性自我控制”。此外,还有一篇研究甚是有趣。《果蝇中已习得信息的再评价》(Re-evaluation of learned information in Drosophila)提出,动物经常评估习得信息的可靠性来最优化自己的行为。在提取阶段,如果习得预测不准确,那么已经巩固的长期记忆可能被消除来失效;反之,如果习得预测是可靠的,被提取的记忆则会被保持。尽管消除和再巩固提供了消灭有问题的人类记忆的机会,但是在理解人类记忆更新上缺乏足够的机制。[98]

元记忆的现象提醒我们注意记忆研究纲领的范围所指,我们通常认为纲领的内核与保护带都是关于记忆的命题,那么元记忆则并非关于记忆本身的,而是阐述对记忆的评价,这属于另一个层次。把它放入到硬核显然不合适,因为硬核部分更多是涉及记忆本身的关键问题,所以只有放入到辅助带,这是一个特殊的地带,它的存在不会影响到记忆研究本身的进展,就像伦理学与元伦理学的关系一样,无法提供一种实践规范,而仅仅是对实践规范的分析反思。

【注释】

[1]“机制”概念源自希腊语,最初是指与机器有关的构造和运动原理,现主要是指有机体各部位之间的关系,最早是17世纪使用。根据斯坦福大学哲学词典的解释,21世纪以来的科学哲学新的解释框架是新机制哲学的出现,科学典范是生物学;而整个20世纪科学哲学解释框架是逻辑实证主义,科学典范是物理学。通过这些框架面对古老的科学哲学问题,如因果性、层次、解释、自然律、还原和发现。一般说来,对机制存在三种解释:MDC解释、Glennan解释和Bechtel and Abrahamsen解释。这些解释的共同点是:(1)现象;(2)部分;(3)导致;(4)组织。所以,机制是分解式的,即作为整体的系统的行为可以被分解为不同部分活动之间有组织的相互作用。所以,从这些解释可以看出,机制是还原主义的,即系统整体可以还原为不同部分;是因果性的,即部分之间的相互作用导致了现象的出现;是相互作用的,即不同部分之间必须存在相互作用来维持整体系统的存在。Carl Craver等人绘制了一幅图来说明其机制(Mechanisms in Science.[EB/OL].(2015-1-18)[2020-09-07]https://plato.stanford.edu/entries/science-mechanisms/):根据作者的解释,顶部是现象,一些系统S表现出行为y;这是作为整体的机制行为;底部是部分和它们的行为;点状的垂直线反映了这样的事实:在行为中,部分和活动被包含在机制内,或者是构成了机制。这一解释应该说还是比较清楚。

[2]根据《剑桥哲学词典》(第二版)的解释,“联想主义是心理学的原则,联想是学习还有智力思想和行为的唯一或者原初基础。当一个思想、概念或者行为的类型出现或者靠另一个思想、概念或者行为以及外部事件,第二个事件以某种意义方式与第二个联系在一起。联想主义者认为,复杂心灵状态和精神过程可以被分为被联想的元素。复合体是新的,可是构成元素都是过去联想的产物”。联想主义者主要是近代哲学家,如休谟、哈特利、J.S.穆勒和爱德华·桑戴克(E.L.Thorndike)、布伦塔诺等。

[3]同上的解释,联接主义是神经科学领域出现的哲学概念。“一种模式化认知系统的方法,主要是使用由神经系统的基本单元所引发的简单处理单元”。这种方法出现在1940—1965年,由弗兰克·罗森布莱特(Frank Rosenblatt)等人提出,并被广泛应用于人工智能、神经科学、物理学和心理学等领域。联结主义的主要作用是很好地解释了学习的能力。但是,这一模式也存在着一些问题。

[4]吴雅凌.神谱笺释[M].北京:华夏出版社,2010.

[5]怀特海.思维方式[M].刘放桐,译.北京:商务印书馆,2004:4.

[6]GEORGE MANDLER,A History of Modern Experimental Psychology,Cambridge:The MIT Press,2007:18.

[7]物理学家马赫把联想看作是分析和综合的基础(《认识与谬误》,第43页)。

[8]恩斯特.马赫.认识与谬误[M].李醒民,译.北京:商务印书馆,2007:51.

[9]BRENTANO F.Descriptive Psychology[M].translated and edited by Benito muller.London:Routledge,2002:4.

[10]亥姆霍兹在1885年时让冯特成为他的助手,做助手时期冯特并没有写关于普遍生理学的著作。

[11]DANIEL L.SCHACTER.Forgotten ideas,neglected pioneers:Richard Semon and the story of Memory[M].London:Routledge,2001:140.世界上第一个心理学实验室由冯特建立于1897年;1890年,美国心理学家威廉·詹姆斯发表《心理学原理》,这标志着实验心理学的诞生。在曼德尔看来,现代心理学诞生与这两个人分不开的,另外艾宾浩斯也是一个重要的人物(A History of Modern Experimental Psychology,p51-76)。

[12]许良.亥姆霍兹与西方科学哲学的发展[M].复旦大学出版社,2014,80.

[13]MANDLER G.A History of Modern Experimental Psychology[M].Cambridge:The MIT Press,2007:77.

[14]EBBINGHAUS H.Über das Gedchtnis:Untersuchungen zur experimentellen Psychologie[M].Leipzig:Duncker&Humblot,1885;the English edition is EBBINGHAUS H.Memory:A Contribution to Experimental Psychology[M].New York:Teachers College,1913;Columbia University(Reprinted Bristol:Thoemmes Press,1999).

[15]L.SCHACTER D.L.Forgotten ideas,neglected pioneers:Richard Semon and the story of Memory[M].London:Routledge,2001:143.

[16]St.JACQUES P.L.S,SCHACTER D.L.Modifying Memory:Selectively Enhancing and Updating Personal Memories for a Museum Tour by Reactvating Them[J].Psychology Science.2013,24(4):537-543.

[17]SMITH A.M,FLOERKE,V.A,THOMAS A.K.Retrieval practice protects memory against acute stress[J].Science,2016,354(6315):1046-1048.

[18]SMITH A.M,FLOERKE V.A,THOMAS A.K.Retrieval practice protects memory against acute stress[J].Science,2016,354(6315):1047.

[19]SMITH A.M,FLOERKE V.A,THOMAS A.K.Retrieval practice protects memory against acute stress[J].Science,2016,354(6315):1046.

[20]恩斯特·马赫.认识与谬误[M].李醒民,译.北京:商务印书馆,2007:50.

[21]赫伯被称为神经心理学之父,在记忆研究上是非常重要的人物。他的主要著作是1949年的《行为的组织》(Hebb,D.O.The Organization of Behavior[M].New York:John Wiley&Sons,Inc.,N.Y,1949.)行为的问题是科学家和哲学家非常感兴趣的话题,法国哲学家梅洛·庞蒂在1938年写作《行为的结构》于1942年出版。

[22]O'KEFEE J.,NADEL L.The hippocampus as a cognitive map[M].Oxford:Oxford University Press,1978:vii.(www.xing528.com)

[23]根据记载,萨门最早采用印迹(engram)这一概念,后来美国心理学家拉舍雷接受了这一概念,但是他在大脑皮层寻找记忆印迹却失败,后来汤姆森(Richard F.Thompson)在小脑处寻找记忆印迹也并不成功,后来在海马体部位确定了记忆印迹细胞所在,2012年以来,MIT的利根川进团队在此基础上做了诸多研究。

[24]恩斯特.马赫.认识与谬误[M].李醒民,译.北京:商务印书馆,2007:56.

[25]恩斯特.马赫.认识与谬误[M].李醒民,译.北京:商务印书馆,2007:51.

[26]维尔布兰德,德国化学家。

[27]恩斯特.马赫.认识与谬误[M].李醒民,译.北京:商务印书馆,2007:54.

[28]SCOVILLE W.B.,MILLER B.Loss of recent memory after bilateral hippocampal lesions[J].Journal of Neurology Neurosurgery and Psychiatry,1957(20):11-21.

[29]Henry Gustav Molaison出生于1926年2月。当他7岁的时候经历过一次自行车事故,此后他患了癫痫,并逐渐恶化。1953年,著名的神经外科医生斯考分利给他实施了颞叶切除手术。

[30]McGAUGH J.L.Consolidating Memories[J].Annual Review of Psychology,2015,66:1-24.

[31]MANDLER G.A History of Modern Experimental Psychology[M].Cambridge:The MIT Press,2007:238.

[32]Memory:Psychology versus Physiology[J].Nature,1969:224,645.这篇文章没有明确的作者,只是一个信息综述,文章提到了1969年12月5日,英国心理学家布鲁德本特(D.E.Broadbent)博士在伦敦Bedford College的Stevenson讲座的报告内容,Broadbent指出,在记忆机制的理解上,生理学的解释并不彻底,可以借助心理学的成果加以补充。他把生物学上的长短记忆解释称为湿性形体理论(wet concrete theory),即记忆起初是脆弱的、易逝的,然后进入到长时记忆阶段。这一理论包含了这样一个前提:记忆有着从短时到长时的转变过程,信息从RNA转为蛋白质。心理学则认为长短记忆的差别在于信息的组织方式,主要的证据来自主体回忆相似声音的效率的变化中,这不同于具有相同意义的词语。Broadbent博士的一个观点值得关注,即在20世纪60年代,心理学的记忆研究理论对生理学的研究并没有明显影响。

[33]饶毅.神经科学:脑研究的综合学科[EB/OL].http://blog.sciencenet.cn/blog-2237-3431.html.

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[36]ERIC KANDEL.Reductionism in Art and Brain Science:Bridging the Two Cultures[M].New York:Columbia University Press,2016.

[37]凯德尔曾经描述过构成有机体的物质单元层级,从中央神经系统到分子。从其空间长度来看,中央神经系统长达1米,然后是脑区10厘米,网络1毫米,神经元100微米,突触1微米,分子1埃米。这种划分非常明显,是物理长度,也就是通常所说的“小”。在机制解释过程中,必须通过更小单位块解释上一级单位块之间的作用,一直上升到行为。

[38]O'KEFEE J.,NADEL L.The hippocampus as a cognitive map[M].Oxford:Oxford University Press,1978.

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[41]此新闻来自利根川进团队的研究成果,Neuroscientists identify two neuron populations that encode happy or fearful memories[EB/OL].(2016-10-18)[2020-09-05]https://tonegawalab.mit.edu.

[42]WENFEI HAN,LUIS A.TELLEZ,MIGUEL J.RANGEL Jr.,SIMONE C.MOTTA,XIAOBING ZHANG,ISAAC O.PEREZ,NEWTON S.CANTERAS,SARA J.SHAMMAH-LAGNADO,ANTHONY N.van den POL,IVAN E.de ARAUJO.Integrated Control of Predatory Hunting by the Central Nucleus of the Amygdala[J].Cell,2017,168(1):311-324.e18.

[43]根据《自然》杂志报道,激光激发老鼠体内的杀手本能,Lasers activate killer instinct in mice[EB/OL].(2017-01-12)[2020-09-05]http://www.nature.com/news/lasers-activate-killer-instinct-inmice-1.21292.

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[47]LEUTGEB S.,et al.Independent Codes for Spatial and Episodic Memory in Hippocampal Neuronal Ensembles[J].Science,2005,309(5734):619.

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[49]EMILIE REAS.Mapping Memory Circuits with High-Field FMRI[EB/OL].(2015-01-13)[2020-09-05].http://blogs.plos.org/neuro/2015/01/13/mapping-memory-circuits-with-high-field-fmri/

[50]EMILIE REAS.Mapping Memory Circuits with High-Field FMRI[EB/OL].2015-01-13[2020-09-05]http://blogs.plos.org/neuro/2015/01/13/mapping-memory-circuits-with-high-field-fmri/

[51]KITAMURA T,et al.Engrams and circuits crucial for systems consolidation of a memory[J].Science,2017,356(6333):7378.这一观点出现在1971年左右,然后逐渐发展起来,主要学者有D.Marr、拉里·斯奎尔(L.R.Squire)、J.J.Kim、J.L.McClelland、L.Nadel。

[52]目前,对记忆本质的理解自然科学研究提出了值得关注的观点,在2017年的一项研究成果中,作者指出,神经元或者神经系统的适应性的、时间性的调整功能是我们通常所说的记忆本质(Memory takes time,2017)。所以,这一观点可以看作是物理主义的终极形式。将记忆看作是物质系统的自身功能。如此,记忆可以从自然科学获得一丝洞见,而且可以用于社会科学中记忆的研究。在人文科学中,将记忆看成是精神现象或者与体验有关的现象;但是在自然科学中,把其看成是系统自身的调整性功能。

[53]BURGESS N,MAGUIRE EA,O'KEEFE,J.The human hippocampus and spatial and episodic memory[J].Neuron,2002,35(4):625.

[54]BROOKS B.M.Route Learning in a Case of Amnesia:A Preliminary Investigation into the Efficacy of Training in a Virtual Environment[J].Neuropsychological Rehabilitation,1999(1):63-76.

[55]SILVIA ERIKA KOBER,corresponding author GUILHERME WOOD,DANIELA HOFER,WALTER KREUZIG,MANFRED KIEFER,CHRISTA NEUPER.Virtual reality in neurologic rehabilitation of spatial disorientation[J].Neuropsychological Rehabilitation,2013(10):17.

[56]拉卡托斯.科学研究纲领方法论[M].兰征,译.上海:上海译文出版社,1999:66.

[57]拉卡托斯.科学研究纲领方法论[M].兰征,译.上海译文出版社,1999,66.

[58]MANDLER G.A History of Modern Experimental Psychology[M].Cambridge:The MIT Press,2007:54.

[59]MANDLER G.A History of Modern Experimental Psychology[M].Cambridge:The MIT Press,2007:35.

[60]MANDLER G.A History of Modern Experimental Psychology[M].Cambridge:The MIT Press,2007:35.

[61]MANDLER G.A History of Modern Experimental Psychology[M].Cambridge:The MIT Press,2007:34.

[62]PANG P.T,et al.Cleavage of proBDNF by tPA/Plasmin Is Essential for Long-Term Hippocampal Plasticity[J].Science,2004(306):487-491.

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[64]BADDELEY A,.Working memory:Theories,Models,and Controversies[J].Annual Review of Psychology,2012(63):1-29.

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[66]BADDELEY A,.Working memory:Theories,Models,and Controversies[J].Annual Review of Psychology,2012(63):1-29.

[67]纳达尔,加拿大麦肯基尔大学心理学系教授,长期从事长期记忆及其巩固问题研究。

[68]KARIM NADER,GLENN E.Schafe&Joseph E.LeDoux.Reply—Reconsolidation:The labile nature of consolidation theory[J].Nature Reviews Neuroscience,2000(1):216-219.

[69]见凯德尔在2000年诺贝尔奖大会上的报告。蛋白激酶A(Protein kinase A,简称PKA),也称为环磷酸腺苷依赖蛋白激酶(c AMP-dependent protein kinase、简称c APK)。是一种酶,其活性依赖于细胞中环磷酸腺苷(c AMP)的含量。

[70]NIKOLAY VADIMOVICH KUKUSHKIN,THOMAS JAMES CAREW.Memory Takes Time[J].Neuron,2017,95(2):259-279.

[71]Mapping Memory Circuits with High-Field FMRI[EB/OL].(2015-01-13)[2020-09-05]https://www.nyu.edu/about/news-publications/news/2017/july/memory-takes-time—researchers-conclude.html.

[72]GEORGE MANDLER.A History of Modern Experimental Psychology,Cambridge:The MIT Press,2007:229-230.

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[75]此图来自凯德尔的研究成果《神经科学原理》。埃里克.R.坎德尔,神经科学原理:5ed[M].北京:机械工业出版社,2013:1447.另外,2004年Yasushi Miyashita在一篇《认知记忆:分子和网络机器以及它们自上向下的控制》文章中描述了近似的分类:“长期记忆被分为外显记忆(陈述)和内隐记忆(非陈述)。内隐记忆无需觉知而影响行为,外显记忆则进一步被划分为语义记忆(表示关于世界的一般知识)和情景记忆(表征一个人过去的知识)。这种形式直接运用于人类记忆系统。相似的谱系也可以用于动物记忆,尽管缺乏一些人类记忆的显著特征。因此,诸如类语义或者类情景记忆用来指动物记忆系统。”MIYASHITA Y.Cognitive Memory:Cellular and Network Machineries and Their Top-Down Control[J].Science,2004(306):435-440.

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