神经科学探索记忆的基础

(七)新认知还原主义:记忆的神经生理基础

还原主义认为用物理、化学作用和自然选择足以解释一切生命现象，也即用物理、化学作用解释功能性的生命现象，而对历史性生命现象也即生物进化的解释，则除了物理、化学作用(基因漂移、基因组自组织等)之外，还需要加入自然选择的因素。因为生命是非线性的系统，对于像记忆、思维、意识等高层次系统的解释是存在一定困难的，而且由于诸多因素的存在，它们都有不确定性的特征，因此不能很清晰地加以阐释或预测。如果通过对大脑的研究可以确定记忆产生的机制，无疑是对记忆不可知论的最好反驳。

神经回路说。以短时记忆的神经过程为例，神经回路说是一种将神经传递过程类比物理上的电传导过程。心理学家赫布(Hebb)⁽³²⁾提出了神经回路的概念，即由神经突触彼此连接的神经元构成的信息传输路径，一旦A神经元被激活，神经冲动就依次传递到B、C、D……最后又返回A神经元，如此循环，类似于一个闭合线路，使神经活动在一段时间里循环和“自我维持”，使回路及其所代表的记忆得到巩固，短时记忆是神经回路的短暂的反响。反响回路说不仅可以说明短时记忆为什么在短暂时间内消失，也可以说明在此极短的时间内，新旧材料所产生的干扰作用。此后，贾维克(Jarvik)和艾斯曼(Essman)用小白鼠跳台实验也进一步验证了反响回路说。

反响回路说不仅从神经生理角度说明了记忆存在的生物学基础，而且也隐含地表明了记忆是一个心理过程，这个心理过程是通过大脑皮质的不同区域的神经元突触的相互接触而形成。从感觉刺激到回路的反响，这一闭合过程的运行形成了短时记忆，并且由于感觉刺激的不断输入，导致了记忆过程中出现的干扰。从以上的研究过程，我们有理由认为神经回路说是具有“科学”特征的，并通过了实验室的行为学方法的验证，使其理论具有一定的可信度和合理性。

记忆衰退说。记忆的衰退也表明了记忆所赖以存在的生物载体的重要作用。长时记忆是神经突触所产生的持久性改变，需要一段时间才能巩固，不过一旦发生，记忆痕迹就深刻在脑海中，使信息得以长期储存。相反地，由于生理上的代谢或衰退，突触联结也可能松弛，以致长时记忆衰退。⁽³³⁾从巴德利(Baddeley)和珀斯曼(Postman)⁽³⁴⁾的研究结果发现，记忆的衰退是随时间逐渐降低的过程。大脑中的海马是巩固长时记忆最为重要的结构，海马损伤的病人在将短时记忆的信息转入长时记忆的过程中存在一定的困难。此外，穹窿(Fornix)和乳头体(Mammillary)也与长时记忆的巩固过程有关。

脑定位说。脑定位说是记忆生物还原论的最好体现。卡尔·拉胥里(Karl Lashley)(1929)认为记忆是定位或存储在大脑特定部位的，但是，他通过近30年的实验研究发现，记忆是分散在整个大脑皮层上的，并没有特殊的定位。然而，后续的研究者并不认可他的结论，因为他们发现:记忆并不只定位在一个简单的脑区，而是在许多个具体的位置上，而且不仅仅是在皮层上。后来，杰姆斯·布鲁尔(James Brewer)和他的同事们用功能磁共振成像技术找到人们编码图片记忆的脑区域其实是右侧前额叶皮层和海马旁回皮层时，也进一步表明与记忆有关的区域可能会具有一定的位置性。以下是猜想的、和记忆有关的脑区域的列表。(如表2)

脑部区域与特定记忆的关系表，虽然只是人们的猜想，但是也是通过科学仪器(如功能磁共振成像技术)的扫描或其他方式等发现的与记忆有关的特定脑区，这一猜想不仅可以更加微观地研究特定记忆(如情景记忆、语义记忆)，也可以用于对阿尔兹海默症⁽³⁵⁾、面孔失认症⁽³⁶⁾等因意外事故或中风等导致脑外伤的事件所引起的记忆缺失、遗失或退化的研究——疾病导致了大脑或神经系统发生生理上的变化，影响了记忆过程。

表2　脑和记忆的形成

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注:〔美〕卡伦·霍夫曼:《行动中的心理学》，苏彦捷等译，中国人民大学出版社2011年版，第48页。

①情绪记忆指当某种情境或事件引起个人强烈或深刻的情绪、情感体验时，对情境、事件的感知和记忆。这类记忆的回忆过程，只要有关的意象浮现，相应的情绪、情感就会出现。情绪记忆具有鲜明、生动、深刻、情境性等特点。

②工作记忆指的是一个容量有限的系统，用来暂时保持和存储信息，是知觉、长时记忆和动作之间的接口，因此是思维过程的一个基础支撑结构。

尽管我们不能完全确定记忆与脑部区域的特定关系，但是无论是突触假设说，还是神经胶质假设说，都充分表明，用遗传学和生物学所证明的、非常稳定的、实际上不可逆转的机制来解释本质上是易变的、可塑的和可逆的记忆现象是科学的一大进步，它突破了冰冷的“模型”说，打破了遥不可及的“隐喻”说，是事实上最具可信度的“科学”说，因而这一做法的超越性是记忆研究的里程碑。

为进一步说明，我们将大脑皮质下结构图呈现如下，以便我们更好地了解与记忆有关的大脑区域。(如图1所示)

图1　大脑皮质下结构