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8月28日，在萬眾矚目之下，埃隆·馬斯克(Elon Musk)在YouTube直播上展示了Neuralink公司的腦機(jī)接口。 Neuralink的腦機(jī)接口裝置長得像一枚硬幣，一側(cè)延伸出細(xì)細(xì)的導(dǎo)線，被嵌入顱骨中。 導(dǎo)線會(huì)被嵌入大腦表面幾毫米處，可以檢測神經(jīng)元何時(shí)觸發(fā)，或發(fā)出電信號(hào)觸發(fā)神經(jīng)元。  Neuralink的腦機(jī)接口裝置 一頭名為格特魯?shù)拢℅ertrude）的豬，在兩個(gè)月前被植入了腦機(jī)接口，與鼻子相連的大腦區(qū)域信號(hào)會(huì)被記錄下來，通過低耗電藍(lán)牙技術(shù)發(fā)送到手機(jī)。  格特魯?shù)聡恢ЧP嗅來嗅去時(shí)，手機(jī)接收到的腦部信號(hào) 對(duì)于為什么要研發(fā)腦機(jī)接口，馬斯克表示因?yàn)殡S著時(shí)間流逝，幾乎每個(gè)人都會(huì)出現(xiàn)某種神經(jīng)系統(tǒng)問題，包括記憶力減退等疾病，他想改變這一切。 馬斯克還提出了對(duì)為未來的暢想：“將來，你將能夠保存和恢復(fù)記憶。” “基本上，你可以把記憶存儲(chǔ)備份，然后恢復(fù)這些記憶，還可以把它們下載到新的身體或機(jī)器人主體中。” 我們的記憶如此神秘復(fù)雜，真的可以如馬斯克所說的那樣，通過腦機(jī)接口裝置實(shí)現(xiàn)復(fù)制粘貼嗎？ 要回答這個(gè)問題，我們必須先了解什么是記憶，記憶如何形成等基本問題。 在進(jìn)入正文前，讓我們先閉眼回想一下那些讓你印象深刻的事。 第一次贏得比賽的夏天，有蟬鳴、有青草、有熱得燙手的獎(jiǎng)杯； 意識(shí)到自己墜入愛河的那一天，人山人海都淪為背景，你眼中只有她站在那里朝你淺笑的模樣； 第一次面試失敗，擠不進(jìn)去的電梯和大雨瓢潑時(shí)自己的狼狽樣子； 那年突發(fā)水痘時(shí)，媽媽的悉心照料和飯菜的香味；.....  那些年的那些事兒 似乎每一個(gè)記憶都不是單一的，當(dāng)你重新構(gòu)建它時(shí)，你會(huì)記起那個(gè)味道、那個(gè)場景，甚至那句話、那個(gè)眼神。 記憶如此美好而深刻，那么你想過這些問題嗎？ 記憶到底是一個(gè)信號(hào)、神經(jīng)元，還是？ 我們能相信自己的記憶嗎？失憶是概率問題還是不可避免的疾病？為什么年齡大了記憶力好像就衰退了？那些消失的記憶最終去哪了？ 01 記憶是怎么出現(xiàn)的? 顯而易見，我們通過“學(xué)習(xí)”，可以記住某些東西（也可能很快忘記）。 比如我們?cè)谝巴馀隽四撤N植物，導(dǎo)致皮膚瘙癢，那么下次再看見這種植物時(shí)，我們很自然就會(huì)繞開它。 數(shù)百年來，雖然各個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)家們都在試圖尋找能夠解釋記憶的標(biāo)準(zhǔn)答案，但毫不夸張地說，人類的學(xué)習(xí)和記憶是現(xiàn)存進(jìn)化程度最高也最復(fù)雜的生物加工過程。 人類自身在不斷進(jìn)化、科學(xué)也在迅猛發(fā)展，因此人們對(duì)記憶的認(rèn)知也是一步步被完善和更新的。 在神經(jīng)科學(xué)出現(xiàn)之前，記憶似乎是一個(gè)玄學(xué)，人們只能從心理學(xué)、哲學(xué)方面去解釋這個(gè)現(xiàn)象，直到神經(jīng)生物科學(xué)出現(xiàn)。 目前的主流觀點(diǎn)是“神經(jīng)元學(xué)說”，認(rèn)為記憶是在神經(jīng)細(xì)胞間聯(lián)結(jié)的動(dòng)態(tài)變化中得到的編碼。 也就是說，記憶的形成是由很多神經(jīng)元互相連接，互相作用而形成的。 研究記憶的奧秘，首先要提到的就是科學(xué)家埃里克·坎德爾（Eric Richard Kandel），他成功建立了海兔的學(xué)習(xí)和記憶行為模型，從而系統(tǒng)地揭示了學(xué)習(xí)記憶可能的細(xì)胞和分子機(jī)制，他也因此獲得了2000年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。  科學(xué)家埃里克·坎德爾 坎德爾堅(jiān)信生命具有統(tǒng)一性，所以學(xué)習(xí)和記憶的最基本形式對(duì)于人、其他哺乳動(dòng)物乃至無脊椎動(dòng)物都是一樣的。 經(jīng)過慎重考慮，他選擇了頭腦簡單、神經(jīng)大條、明顯有縮鰓反射的“海兔”來著手研究記憶存儲(chǔ)最簡單的形式。   海兔及海兔神經(jīng)元 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)海兔有短期記憶和長期記憶，其發(fā)生的地點(diǎn)都在神經(jīng)突觸，而神經(jīng)遞質(zhì)在其中發(fā)揮了重要作用。（想要了解更多關(guān)于海兔與學(xué)習(xí)記憶的機(jī)制，點(diǎn)擊跳轉(zhuǎn)▽《只要大腦的奧秘尚未大白于天下，宇宙將仍是一個(gè)謎》） 兩者最大的不同是，由于刺激時(shí)間、強(qiáng)度的不同導(dǎo)致細(xì)胞核是否會(huì)再合成新的蛋白質(zhì)。 假如再次合成了，它就會(huì)導(dǎo)致突觸的形狀和功能發(fā)生改變，也就是所謂的“突觸可塑性”，形成長期記憶。 從這個(gè)實(shí)驗(yàn)我們看出，人腦之所以能記憶，其根本原因就是因?yàn)槟X中存儲(chǔ)了特定的蛋白質(zhì)分子，也就是所謂的“記憶蛋白”，它是什么，又存在于哪里呢？ "記憶蛋白"是人腦中專門存儲(chǔ)信息的物質(zhì)基礎(chǔ)，也就是說我們腦海中的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)等都是以“記憶蛋白”的方式存在的。 20世紀(jì)60～80年代，神經(jīng)科學(xué)家們?cè)谌四X的海馬體中發(fā)現(xiàn)了長時(shí)程增強(qiáng)效應(yīng)（LTP），也就是兩個(gè)神經(jīng)元信號(hào)傳輸中的一種持久的增強(qiáng)現(xiàn)象。 于是很多人認(rèn)為海馬體可能就是大腦中的記憶中樞，科學(xué)界也因此出現(xiàn)了研究海馬體的熱潮。 但后來的研究卻發(fā)現(xiàn)，在許多神經(jīng)結(jié)構(gòu)中都存在長時(shí)程增強(qiáng)效應(yīng)，所以到了90年代，科學(xué)家們不再把海馬體看成專職的“記憶中樞”了。  海馬體：記憶神經(jīng)系統(tǒng)的管理員 如果說海馬體不是專門的“記憶中樞”，那么記憶又定位于腦的什么部位呢？ 中科院生物物理所“腦與認(rèn)知科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”研究組長李巖博士表示，從宏觀上講，記憶存在于大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中。神經(jīng)元之間通過千絲萬縷的聯(lián)系形成一張動(dòng)態(tài)振蕩的網(wǎng)絡(luò)。 學(xué)習(xí)過程是外界信息對(duì)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的擾動(dòng)，當(dāng)某個(gè)擾動(dòng)嵌入到網(wǎng)絡(luò)中，微乎其微但確實(shí)地改變了原有的振蕩模式和反應(yīng)特征，這就是記憶。 那這個(gè)擾動(dòng)如何改變了網(wǎng)絡(luò)呢？ 這就談到了記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)，也就是當(dāng)學(xué)習(xí)發(fā)生時(shí)究竟是什么東西改變了。 從微觀角度來看，神經(jīng)元不僅具有響應(yīng)刺激并傳導(dǎo)信號(hào)的能力，它還具有把這個(gè)過程記錄下來的能力。 神經(jīng)元合成了一些新蛋白，改變了一些精密的結(jié)構(gòu)，讓一些受體和通道蛋白內(nèi)吞或在細(xì)胞膜上重新定位，或是產(chǎn)生蛋白修飾等，進(jìn)而引起突觸聯(lián)系的增強(qiáng)或減弱，乃至調(diào)整神經(jīng)投射的生長和分支。 這樣的改變不只發(fā)生在一個(gè)神經(jīng)元或是幾個(gè)突觸上，是網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)大范圍內(nèi)的神經(jīng)元和突觸的協(xié)調(diào)性的變化，共同參與了網(wǎng)絡(luò)振蕩特質(zhì)的調(diào)制，這就是為什么記憶是廣泛存儲(chǔ)的。 02 自己深以為真的記憶可靠嗎？ 最早意識(shí)到自己記憶不可靠的科學(xué)家之一是德國心理學(xué)家雨果·芒斯特伯格(Hugo Munsterberg)。 他在旅途中得知家中失竊，趕緊回家檢查，之后被警察要求提供在家中發(fā)現(xiàn)的證據(jù)。 他向法院提供了詳細(xì)的敘述，包括在二樓看見蠟燭的痕跡，被竊賊用紙包好以便運(yùn)輸卻被遺忘在餐桌上的大壁爐鐘，而且證據(jù)表明，竊賊是通過地下室的窗子進(jìn)入的。 芒斯特伯格肯定地寫了一份詳細(xì)的證詞，因?yàn)樽鳛樾睦韺W(xué)家，他習(xí)慣性地養(yǎng)成了細(xì)致的觀察力，且引以為傲。 但結(jié)果證明，他的證詞充滿了錯(cuò)誤。  我們的記憶100%保真嗎？ 不能相信自己記憶的原因在于“記憶是一回事，回憶又是另一回事”。 人將某一個(gè)場景保存到大腦形成記憶，但當(dāng)你回憶這段記憶時(shí)，卻不像打開文件一樣簡單。 因?yàn)槿藗冊(cè)诨貞浀耐瑫r(shí)也在記憶，這就導(dǎo)致了知識(shí)的更新，大腦自動(dòng)用回憶把原來的記憶覆蓋掉了。 一旦在回憶的某一刻發(fā)生了偏差，記憶就錯(cuò)亂了，大腦為了讓你自己以為正確的，甚至?xí)约合胂蟪鲆恍]有的場景加以修飾，融合到記憶里。 你也許會(huì)驚訝，為什么自己從來沒有注意到記憶曾經(jīng)出現(xiàn)過錯(cuò)誤呢？ 答案是，我們幾乎沒有一份精準(zhǔn)的記錄可以用來做對(duì)比。因?yàn)闆]有參照物，所以沒有理由懷疑自己記憶中的細(xì)節(jié)。 03 每個(gè)人都會(huì)遇到記憶問題嗎？ 未來有一天，你會(huì)遇到記憶問題嗎？ 或者此刻看文章的你，正在遭受記憶問題的困擾嗎？ 很多人認(rèn)為記憶力出問題只是疾病的結(jié)果，或者是老了才會(huì)有的問題。但，事實(shí)上很多人從二十幾歲開始記憶衰退。 目前學(xué)術(shù)界比較公認(rèn)的研究結(jié)果來自腦科學(xué)家丹尼斯·帕克（Denise C. Park）之前做的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示從20多歲～90歲之間，各種記憶和信息處理的速度均幾乎呈線性下降。  20多歲～90歲之間各種記憶和信息處理的速度均幾乎呈線性下降 為什么很多年輕人不會(huì)感覺記憶發(fā)生了變化？ 帕克的解釋是，年輕人雖然記憶力下降，但完全能夠應(yīng)付日常生活。打個(gè)比方，假如你每個(gè)月消費(fèi)4000元，20歲時(shí)月薪10000，30歲時(shí)月薪8000，雖然金額下降了，但仍然完全夠花。 當(dāng)然，并不是所有記憶能力都隨著年齡增長而下降，比如個(gè)人知識(shí)是難以被遺忘的。 研究表示，伴隨著年齡增大出現(xiàn)的記憶困難，是因?yàn)槟切┫蛭覀兇竽X輸送信息的路徑隨著時(shí)間退化了。 也就是說，記憶的整個(gè)過程 “學(xué)習(xí)或者經(jīng)歷、以記憶蛋白的形式存在大腦中、提取記憶”需要調(diào)動(dòng)大腦內(nèi)部的眾多神經(jīng)遞質(zhì)。 而人的年齡慢慢上去，大腦內(nèi)部不同程度地會(huì)發(fā)生了一些腦改變，嚴(yán)重的還有腦萎縮，這就導(dǎo)致記憶存儲(chǔ)、提取的物質(zhì)基礎(chǔ)發(fā)生了改變，因此回憶過去很簡單，但要記住剛剛發(fā)生的事情卻很難。  隨著年齡增大，記憶力越來越不好 這樣看起來，我們每個(gè)人似乎都會(huì)遇到記憶問題，或早或晚，這是正常的生理現(xiàn)象，不必過于恐慌，我們可以通過不斷思考，調(diào)動(dòng)大腦運(yùn)動(dòng)，同時(shí)保持健康的生活方式來延長問題到來的時(shí)間。 但有一種疾病跟記憶力相關(guān)，破環(huán)性極強(qiáng)，且不斷惡化，那就是阿爾茲海默癥（AD）。 對(duì)于絕大多數(shù)人而言，告別是一種短暫的、甚至有時(shí)很突然。 但對(duì)他們來說，告別是漫長且未知的，從彼此相識(shí)、相知……再到漠然而視、不知面前是何人。 阿爾茨海默癥，又稱老年癡呆，它不是自然衰老的正常表現(xiàn)，而是一種影響記憶和心智的腦部疾病，從記憶喪失發(fā)展到喪失推理、語言、決策、判斷力和其他關(guān)鍵技能，最終無法正常生活。  慢綜藝《忘不了餐廳》劇照，關(guān)注認(rèn)知障礙公益節(jié)目 | 為什么有的人會(huì)得阿爾茲海默癥呢？ 大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)本身是一個(gè)非常復(fù)雜、實(shí)時(shí)運(yùn)作、磨損率高的器官。 同時(shí)，每個(gè)人基因組的蛋白易感性不同、神經(jīng)元活性不同，因此得阿爾茲海默癥的可能性也不同。 | 如何區(qū)別“自然衰老記憶力下降”和“阿爾茲海默癥”呢？ 目前沒有任何單項(xiàng)檢測能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)阿爾茲海默癥的診斷。 醫(yī)生首先需要進(jìn)行專門的記憶檢測，確定記憶喪失是不正常的，而且癥狀模式與 AD相契合，然后再排除可能引起相同癥狀的其他疾病，比如藥物副作用、酒精濫用、抑郁等。 還有一種記憶問題就是“失憶”。 不論電影還是電視劇，我們總能看到劇中人因?yàn)檫z忘了過去，而展開各種新故事。 電視劇《王子變青蛙》男主角失憶 | 那些因?yàn)檐嚨湣⒓膊≡斐傻氖洏蚨斡锌茖W(xué)依據(jù)嗎？ 李巖表示，有時(shí)候因?yàn)橐恍┲卮鬄?zāi)害，比如車禍，有些人會(huì)有部分記憶消失的情況，但絕對(duì)不是只要出了車禍就會(huì)失憶。 失憶出現(xiàn)的概率主要取決于外界刺激的強(qiáng)度，也取決于這個(gè)人的腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的具體特質(zhì)，即網(wǎng)絡(luò)振蕩是否穩(wěn)定而能控制外界刺激的影響不過于廣泛和持續(xù)。 如果網(wǎng)絡(luò)振蕩可控性較弱，強(qiáng)刺激就可能引起部分腦區(qū)網(wǎng)絡(luò)的過激反應(yīng)。 就像電腦非正常重啟可能導(dǎo)致部分硬盤損壞一樣，網(wǎng)絡(luò)中的強(qiáng)振蕩可能把原來正常的弱信號(hào)掩蓋掉，因此可能出現(xiàn)失憶。 | 失憶之后能不能恢復(fù)？ “我認(rèn)為是有可能的。這就像在搜索引擎中'檢索’一樣，有時(shí)候你想不起來，或許是索引與這個(gè)記憶中其他信息的聯(lián)系太弱了，又或這個(gè)索引產(chǎn)生了與強(qiáng)刺激中其它記憶更強(qiáng)的關(guān)聯(lián)。 但是如果別人提醒一下，也就是加了一些原有記憶的其它索引進(jìn)來，你可能就想起來了。”李巖說。 | 從神經(jīng)科學(xué)角度來看，“失憶”到底是怎么回事？ 李巖表示，談到失憶，有兩類記憶減少的過程：“擦除”和“遺忘”。 “擦除”是一種外界介入式的主動(dòng)過程，相當(dāng)于利用外界操作把一些記憶進(jìn)行了更正。 比如戒毒這件事情。對(duì)于癮君子來說，毒癮其實(shí)是一個(gè)比較強(qiáng)的記憶，會(huì)引起腦內(nèi)的多巴胺的強(qiáng)釋放，人就記住了這種物質(zhì)和愉悅感受相關(guān)。而讓他不再碰這種物質(zhì)，他就會(huì)沮喪、難過。 戒毒就是通過一些信號(hào)勾起對(duì)毒品的記憶，再利用行為學(xué)和藥理學(xué)等方式把獎(jiǎng)賞性的聯(lián)系擦除掉或增加負(fù)性感受。 戒毒就是一種擦除記憶 “遺忘”以前大家都認(rèn)為它是一種相對(duì)被動(dòng)性的消退過程，但最新的一些研究表示，它其實(shí)是神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部的一種主動(dòng)清理的過程，主動(dòng)把一些不那么重要的記憶弱化，不進(jìn)入長期存儲(chǔ)的記憶類型，或者讓它存在感變低。 不論是擦除還是遺忘，在網(wǎng)絡(luò)層面上都是和某個(gè)記憶相關(guān)的那些反應(yīng)變化被弱化了，或被其它更強(qiáng)的變化所壓制了。 而失憶通常是指重大變故或事故，或者災(zāi)難性事件后，以前的記憶全部或部分的喪失了。 這很可能是強(qiáng)的刺激對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生了廣泛而又劇烈的擾動(dòng)，覆蓋了原有的微小的記憶痕跡，使得原有的記憶不再能夠被檢出。 04 那些消失的記憶去哪了？ 你可能會(huì)記得上個(gè)月公司聚餐時(shí)你跟誰聊天了，卻想不起聊啥了； 記得太多東西有時(shí)可能也不是件好事，比如對(duì)于創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙者來說，會(huì)一直陷在痛苦中； 完全失憶也是個(gè)問題，比如阿爾茨海默癥最后會(huì)完全喪失生活能力； 那些消失的記憶到底去哪了？換了個(gè)地方存儲(chǔ)還是不存在了？ 消失的記憶去哪了？ 從生物學(xué)的角度來看，腦細(xì)胞蛋白質(zhì)的更新速度決定著記憶力的水平，也就是說人類所攝取的新信息就存儲(chǔ)在腦細(xì)胞新和成的蛋白質(zhì)內(nèi)，一旦相關(guān)蛋白質(zhì)水解，記憶也就不復(fù)存在。 拿嬰兒作為例子，人們基本都不記得自己嬰兒時(shí)期的記憶，這是因?yàn)樾律窠?jīng)元會(huì)淘汰掉舊神經(jīng)元，這時(shí)記憶也被抹去了。 需要注意的是，雖然我們說的是神經(jīng)元，但神經(jīng)元的主要組成依然是蛋白質(zhì). 也就是說，本質(zhì)上是蛋白質(zhì)的分解導(dǎo)致了記憶的消失。 總的來說，短期記憶是以神經(jīng)元之間的回路儲(chǔ)存記憶的，當(dāng)新的神經(jīng)元代替了舊的神經(jīng)元，記憶就消失了，但是其本質(zhì)依然是組成神經(jīng)元的蛋白質(zhì)的分解。 長期記憶是結(jié)合蛋白質(zhì)儲(chǔ)存的，這樣的蛋白質(zhì)穩(wěn)定而長久，但是一旦遭到破壞被分解，記憶依然會(huì)被遺忘。 在一個(gè)理想的狀態(tài)下，我們應(yīng)該能及時(shí)追蹤每個(gè)神經(jīng)元的行為，但科學(xué)家們?nèi)匀徽跒槔L制一幅完整的大腦靜態(tài)圖像而奮戰(zhàn)，相信這只是一個(gè)時(shí)間問題，就像記憶本身一樣。 05 未來，人的記憶可以復(fù)制備份嗎？ 記憶復(fù)制，曾多次出現(xiàn)在一些影視作品中。 比如《哆啦A夢(mèng)》中，把記憶面包印在書本上，然后把它吃掉，知識(shí)就會(huì)存在你的腦海中了；科幻電影《黑客帝國》里的一幕：女主角向機(jī)械程序發(fā)出指令，要求將飛行員的記憶下載至自身的大腦中…… 《黑客帝國》劇照 這是編劇導(dǎo)演們虛構(gòu)出來的劇情設(shè)定，在現(xiàn)實(shí)生活中，人的記憶真的可以通過復(fù)制粘貼，重新植入嗎？ 2016年，美國SXSW大會(huì)曾做過這樣的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，以猴子和小白鼠作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，利用人造海馬體成功地人工實(shí)現(xiàn)短時(shí)記憶向長期記憶的轉(zhuǎn)變過程。 此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)震驚了生物界，從某種意義上看，人類已經(jīng)完成了記憶的復(fù)制備份。 目前，此項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)成果正處于完善的階段，能否應(yīng)用于人體，還要看待最后的成果。 不過，不少專家對(duì)記憶備用提出了疑慮：要如何避免法律風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)個(gè)人隱私？我們要全部復(fù)制記憶嗎？如何刪選哪些是好的，去除不好的記憶？ 任何一項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展或許都會(huì)有利有弊，等到真的可以復(fù)制記憶的那一天，你，會(huì)想要這樣的永生嗎？ （本文未經(jīng)造就授權(quán)，禁止轉(zhuǎn)載。） 作者 | 歡歡；編輯 | 田曉娜 版面 | 牛潔 互動(dòng)話題：感謝你的在看、轉(zhuǎn)發(fā)、評(píng)論，如果記憶可以復(fù)制粘貼，你會(huì)把自己的記憶備份嗎？ 恭喜上周互動(dòng)話題獲獎(jiǎng)?wù)這西，請(qǐng)聯(lián)系小助手（微信：zaojiu16）領(lǐng)獎(jiǎng)。每周評(píng)論區(qū)，被zan最多的評(píng)論者，將獲得造就送出的書籍一本。 |
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