记忆是物质吗？ 第1页

记忆的载体是物质，在大脑中表现为蛋白的特殊折叠形式。类似电脑内存的载体是芯片。而记忆本身是信息，信息是没有质量没有形状的。

关于记忆储存的具体机制，科学家至今为止还在探索中，并且可能还有很长的路要走。我们现在为止知道的是，记忆的每个细节信息会储存在不同的神经元中，而一个整体的记忆则涉及到大量的神经元。这些神经元互相之间，用长长的神经纤维连接成一片片大型记忆网络，承载我们整个人生的标记。

我们的大脑在做任何一件事的时候，几乎都不是单个神经元可以完成的，而是需要成群结队的神经元群落表现出周期性的活动来完成。这个效果类似于足球场观众席上波浪形传播的人潮。而记忆的形成过程在微观上也是不同区域的神经元群周期性地同步激活形成的。具体来说，大脑里距离遥远的神经元之间同步激活，这种同步性因为一些科学家还没弄懂的原因使得两个地方的神经元向着对方长出新的神经突触，最终彼此神奇地连接在一起，完成记忆的编码和巩固。记忆巩固的这个过程通常需要反复的激活才能达成。比如说学习英语单词，我们通常都做不到过目不忘，而是需要反复地去背一个单词，背上十遍八遍才可能记住。

不过，也不是所有的记忆都需要反复练习才能形成。在很少见的情况下，一些涉及到重大情绪的记忆可能只需要经历一次就会给人留下终身的深刻印象。为什么这种记忆这么容易记住呢？因为和情绪有关的记忆会激活大脑负责情绪的古老边缘皮层，比如恐惧情绪激活了杏仁核，而这个杏仁核就长在海马体边上，和负责记忆的海马体连接非常紧密。所以重大情绪有关的记忆非常容易留下深刻印象。

记忆分为两种，一种叫做外显记忆，又叫做陈述性记忆，包括对知识、事件、地点、物体等等的记忆；另一种叫做内隐记忆，又叫做非陈述性记忆，包括对知觉和运动技能的记忆。陈述性记忆主要依赖于海马体和周边的新皮层储存，并且需要意识的参与；而非陈述性记忆通常不需要意识的参与，更加的自动化，主要依赖于大脑的其他部分，比如小脑、纹状体、杏仁核等等。在这里重点介绍陈述性记忆。

外界的信息进入大脑变成记忆的过程很有意思。记忆在大脑中的编码是以波的形式实现的。不同时间地点发生的事情，是通过不同的频率、振幅、相位来编码，然后储存在不同的神经元中，互相之间以复杂的网络相连。而记忆“波”的微观储存，是特定蛋白的不同的三维折叠形式，同样折叠形式的蛋白像叠罗汉一样叠加在一起，叠得越多，这个记忆的强度越强。一般来说，时间上跨度比较短（比如六小时）的两件事，负责储存这两段记忆的神经元通常有重叠。而如果两件事发生的时间间隔超过了24小时，这两件事就会储存在完全不同的两簇神经元里了。

科学家在对果蝇大脑的研究中，发现有种蛋白似乎和果蝇的记忆密切相关，叫做Orb2蛋白。这种蛋白表现出了类似朊蛋白的特质，他们可以随着不同的情境改变形状，和聚集在一起。如果抑制Orb2蛋白，就会使果蝇暂时”失忆“，Orb2蛋白聚集得越快，记忆形成的速度也越快，而这个蛋白的聚集，可以增强长时记忆。人脑中也有和果蝇的这个记忆蛋白相对应的蛋白，叫做CPEB蛋白。CPEB蛋白和Orb2蛋白作用类似，也可能是我们储存记忆的标签。

我们学习到的信息在刚刚进入大脑的时候，先会以短时记忆的形式储存在海马体神经元的突触中，然后在接下来的几个小时到几天中，会被分门别类地编码进入大脑皮层的长时记忆中去。记忆从短时记忆到长时记忆的过程具体是怎么实现的呢？

记忆从不稳定的短时记忆转移到稳定的长时记忆的过程，主要是在睡眠的阶段完成的。睡眠的阶段可以粗略划分为由浅入深的非快速眼动睡眠阶段和快速眼动睡眠阶段，其中快速眼动睡眠阶段就是做梦的主要阶段。非快速眼动睡眠阶段和快速眼动睡眠阶段似乎都和记忆巩固过程有关。在睡觉的时候，暂时储存在海马体中的白天的经历会被重新激活，并在大脑中重演的过程中会被逐渐“写入”到大脑新皮层中去，巩固变成长时记忆。

现在你大概了解了记忆从不稳定的短时记忆状态转变成稳定的长时记忆状态的过程。在记忆储存在大脑中之后，我们又是如何提取记忆的呢？

科学家发现，海马体中的一些重要神经元，可能起着“检索标签”的功能，当你需要提取某些记忆时，激活“检索标签”就可以“牵一发而动全身”，从大脑皮层储存的长期记忆中翻找出你需要的部分。当我们提取记忆的时候，和从电脑里提取储存的信息是不一样的。每当我们回忆一件事情的时候，其实也会修改这个记忆本身。当回忆一件事的时候，储存记忆的蛋白会重新被激活，变成不稳定的状态，之后再重新逐渐巩固成长时记忆。在这个过程中，环境中新的信息和情绪状态都可能影响到原有记忆，甚至修改记忆。所以对一件事回忆的次数越多，这件事可能离本来的样子越远。

参考文献：

Tomonori Takeuchi, Adrian J. Duszkiewicz, Alex Sonneborn, Patrick A. Spooner, Miwako Yamasaki, Masahiko Watanabe, Caroline C. Smith, Guillén Fernández, Karl Deisseroth, Robert W. Greene, Richard G. M. Morris. Locus coeruleus and dopaminergic consolidation of everyday memory. Nature, 2016; DOI: 10.1038/nature19325

Heather K. Titley, Nicolas Brunel, Christian Hansel. Toward a Neurocentric View of Learning. Neuron, 2017; 95 (1): 19 DOI: 10.1016/j.neuron.2017.05.021

Eric R. Kandel, Yadin Dudai, Mark R. Mayford. The Molecular and Systems Biology of Memory. Cell . Volume 157, Issue 1, 27 March 2014, Pages 163–186

Krystyna Keleman, Sebastian Krüttner, Mattias Alenius & Barry J Dickson, Function of the Drosophila CPEB protein Orb2 in long-term courtship memory. Nature Neuroscience 10, 1587 - 1593, 28 October 2007 | doi:10.1038/nn1996

L. Li et al. A putative biochemical engram of long-term memory. Current Biology. Published online November 3, 2016. doi: 10.1016/j.cub.2016.09.054.

Björn Rasch and Jan Born. About Sleep's Role in Memory. Physiol Rev. 2013 Apr; 93(2): 681–766.

Bernat Kocsis. REMembering what you learned. Science. 13 May 2016 Vol. 352, Issue 6287, pp. 770-771, DOI: 10.1126/science.aaf9117

Bernat Kocsis. REMembering what you learned. Science. 13 May 2016 Vol. 352, Issue 6287, pp. 770-771, DOI: 10.1126/science.aaf9117

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