记忆的描述

记忆是什么？它在人脑中的物理基础又是什么？大部分研究者对下面的解释表示认同，这个解释对编码时期与记忆时期进行了区分。8

首先来认识编码。我们的每一点感受、每一次行动和每一个想法都依赖于一组专门的神经元活动（其他神经元则保持休眠，甚至被抑制）。这些活动神经元遍布在人脑的许多区域，定义了我们思考的内容。比如，当我看到上司在办公室里工作时，颞上回区域的一些神经元对他的脸有所反应，颞下回区域的一些则对他的声音有反应，还有一些对他办公室的布局有反应。单一神经元可能提供一些信息，但是整体记忆总是需要几个相互联结的神经元组来编码。如果我在他的办公室遇到一个同事，原则上，一连串稍有不同的神经元组的活动能让我避免将她与我的上司混淆，或避免将她的办公室与上司办公室混淆。不同神经元组会编码不同的脸和方位，而且，因为这些神经元是紧密相连的，瞄一眼办公室就能激发出上司的脸，但同时我可能很难在不同背景中（比如在健身房里）认出我的同事。

让我们假设在办公室里见到上司，我的情感系统会判别这个经验足够重要，应该被储存在记忆里。我的大脑是怎么记录它的呢？为了巩固这个事件记忆，最近被激活的神经元会发生重大物理性改变。它们会调节相互联结的强度，从而提高神经元组间的支持，使这组神经元在未来更有可能放电。一些突触会变大，甚至被复制。目标神经元有时会生长出新的神经棘、终扣或树突。所有这些结构调整都意味着长达几小时甚至几天的新基因表达。这些变化是学习的物理基础，它们共同组成了记忆的基底。

一旦一个突触记忆形成，神经元就可以休息了。当它们停止放电时，记忆会维持休眠状态，无意识但印刻在我的神经回路的结构当中。在未来，由于这些联结，一个外部提示（比如一张上司办公室的照片）就足以在原来的回路中产生一系列神经活动。这些活动会储存与记忆产生时相似的神经放电规律，最终使我能够识别上司的脸。根据这个理论，每一点记忆的存储就是一场重建，记得就是尝试去回放过去经验发生时在同一个脑回路里产生的相同神经放电路线。

因此，记忆不是由人脑的单一区域负责的，即便记忆不会分散到所有脑回路，它也分布到了绝大部分回路，因为每一个回路在回应一个频繁的神经活动规律时都能够改变突触。但是，并非所有回路都扮演着同样的角色。虽然关于记忆的专业名词仍然模糊并一直在发展，研究者已经区分出了至少4种记忆。

·　工作记忆：包含一次活跃的思维呈现，它会维持几秒的时间。它主要依赖顶叶皮层区及前额叶皮层区里许多神经元的辛勤放电，从而支持其他周围神经区域的神经元。9工作记忆就是一般情况下让我们记得电话号码的记忆，在此期间，某些神经元会相互支持从而使相关信息保持活跃，指导着我们在手机里输入号码。它主要基于对一个持续性活动规律进行维系，但是最近的研究发现，这类记忆可能也与短期突触改变相关，让神经元能够进入简短的休眠再快速回到活动状态。10无论如何，工作记忆从不会超过几秒钟，一旦我们被什么东西分散了注意，活动神经元的汇集就会被打散。它是大脑的短期缓冲，只会将最热门、最新的信息记录下来。

·　情景记忆：位于皮层下脑半球内的海马，会记录下我们生活中的情景。海马中的神经元似乎会记忆每个事件的背景，它们会编码事件在哪儿、什么时间、如何发生，以及当时与谁在一起。它们通过突触改变储存每个情景，这样我们就能在将来记起这个事件。著名患者H. M.的两个脑半球中的海马在手术中都被割掉了，他从此无法记起任何事。他生活在永恒的现在，无法在头脑的传记中加入任何新记忆。最近的数据显示，海马与所有形式的快速学习相关。只要学到的信息是独特的，无论是一个具体的事件还是值得关注的新发现，海马中的神经元都会对其分配一个特定的放电顺序。11

·　语义记忆：记忆不会一直待在海马中。到了晚上，大脑会回放记忆并将之转移到皮层内的一个新位置。在那里，它们会被转变成为永恒的知识，我们的大脑会从我们的经历中提取相关信息，将其总结，然后整合进我们关于世界的知识图书馆中。几日后，我们仍然能够在没有任何关于第一次听到上司名字的时间地点信息记忆的情况下，记得名字本身。记忆从情景的变成了语义的。语义记忆一开始只是一个片段，然后被转变成了长久的知识，其神经编码也从海马移动到了相关的皮层回路。12

·　程序记忆：当我们一次又一次重复同一个活动（系鞋带、引用一首诗、计算、玩抛接球、拉小提琴、骑单车等）时，皮层中的神经元和其他皮层下回路最终会调节自身，使信息在将来的使用更加流畅。神经放电会变得更有效、更能被复制，修剪掉依附性活动，像时钟一样不出差错、精确地开展工作。这就是程序记忆，即对日常活动的紧凑的、无意识的记录。在这里，海马不参与工作。通过练习，记忆被存储在一个隐性空间里，主要使用的是皮层下的一组神经回路，它们被称为“基底神经节”（basal ganglia）。这就是患者H. M.在没有任何意识、情景和海马相关的记忆的情况下，还能学习新程序的原因。研究者甚至教他如何边看着自己在镜子里的手，边倒着写字。在没有任何关于自己多次练习这个动作的记忆的情况下，他对自己能够如此顺畅地完成一项“新特技”而大吃一惊。