目录

  • 1 我们所知的大脑
    • 1.1 脑与外部世界
    • 1.2 脑科学的应用
    • 1.3 打开大脑的“黑盒子”
  • 2 神经元的“标准像”
    • 2.1 “标准像”与信息传递
    • 2.2 信息交流的结构单元
    • 2.3 信息交流的关节点
  • 3 神经元的电信号
    • 3.1 神经元为什么带电
    • 3.2 神经元的“电压水坝”
    • 3.3 接受信息的多样性
  • 4 神经元如何进行计算
    • 4.1 神经元:复杂计算器
    • 4.2 电信号的非线性加和
    • 4.3 脑的高保真数字信号
  • 5 记忆在哪里
    • 5.1 失忆症与海马
    • 5.2 学习记忆的神经机制
  • 6 记忆仅存于海马?
    • 6.1 无法言传的记忆(上)
    • 6.2 无法言传的记忆(下)
    • 6.3 记忆的细胞集群理论
  • 7 如何提升记忆:神经科学的启示
    • 7.1 教育不能输在起跑线上?
    • 7.2 怎样超越关键期
  • 8 人工智能与神经网络
    • 8.1 智能社会离我们有多远
    • 8.2 阴阳与神经网络
  • 9 神经网络与神经疾病
    • 9.1 运动节律的控制
    • 9.2 运动时脑内活动
    • 9.3 运动系统疾病及其治疗
  • 10 如何看到外部世界
    • 10.1 视觉通路简介
    • 10.2 视网膜:密切联系的结构与功能
    • 10.3 形形色色的视网膜神经细胞
    • 10.4 形态与功能的统一:大/小神经节细胞
  • 11 视觉中枢中新特性的“突现”
    • 11.1 信息传递中的“击鼓传花”
    • 11.2 新特性的突现
  • 12 视觉皮层的组织模式
    • 12.1 功能柱:简化节点
    • 12.2 高级视皮层中的信息走向
  • 13 如何听到外部世界
    • 13.1 听觉系统简介
    • 13.2 精妙的结构与功能
    • 13.3 如何实现特异性信息编码
  • 14 听觉中枢的信息处理
    • 14.1 声强范围的检测
    • 14.2 听觉中枢的信息编码
    • 14.3 鉴别会听的大脑
  • 15 如何接受体感信息
    • 15.1 功能各异的躯体感受器
    • 15.2 形形色色的传入方式
    • 15.3 脑中的“倒立小人”
    • 15.4 自主神经系统
  • 16 运动何以可能?
    • 16.1 运动系统简介
    • 16.2 电信号如何转换为机械力
    • 16.3 不同层次的运动发起
  • 17 运动的协调与控制
    • 17.1 小脑的结构与功能
    • 17.2 小脑的运动学习
    • 17.3 基底神经节的结构与功能
  • 18 我们未知的大脑
    • 18.1 大脑全景图
    • 18.2 知觉、行为和语言
    • 18.3 注意力
  • 19 阅读
    • 19.1 阅读
学习记忆的神经机制
  • 1 视频
  • 2 章节测验


海马体与记忆有什么关系

记忆其实就是神经细胞之间的连结形态。然而,储存或抛掉某些信息,却不是出自有意识的判断,而是由人脑中的海马区来处理。

海马体主管人类正接触或已接触时间不长的主要记忆,有点像是计算机的内存,将几周内或几个月内的记忆鲜明暂留,以便快速存取。

日常生活中的短期记忆都储存在海马区中,如果一个记忆片段,比如一个电话号码或者一个人在短时间内被重复提及的话海马区就会将其转存入大脑皮层,成为永久记忆。所以海马区比较发达的人,记忆力相对会比较强一些。存入海马区的信息如果一段时间没有被使用的话,就会自行被“删除”,也就是被忘掉了。而存入大脑皮层的信息也并不就是永久,如果你长时间不使用该信息的话,大脑皮层也许就会把这个信息给“删除”掉了。

有些人的海马区受伤后就会出现失去部分或全部记忆的状况。这全取决于伤害的严重性,也就是海马区是部分失去作用还是彻底失去作用。

>>> 扩展阅读

大脑的记忆是谁在管理?

 在日常工作生活中,人们都有自己偏好的归档系统,能将一桌子乱七八糟的物品分门别类,有序放入编有索引的档案橱柜。那么,我们的大脑是如何建立信息归档系统的呢?科学家指出,将信息储存于大脑后,在需要时迅速将其检索出来,关键在于海马体。 

在我们颅骨中有这么一个神奇的器官,仅1.5公斤重的组织稠密潮湿、错综复杂,这就是我们的大脑。在这里,生命中所有的经历都被处理成各种信息,储存于其中,并在需要时随时被检索找回。这就是多年来神经科学家所称的“情景记忆”。科学家们大致认同大脑的这个工作模式,但是要收集详细数据资料,对这个模式进行充实丰富却非易事。 

随着研究的深入,科学家对大脑的归档系统慢慢有了更清晰、更完整的了解。一个关键因素就是大脑中的海马体,它是大脑皮层中一个环形结构的内褶区,长仅几厘米却与大脑其它部分紧密相连。海马体受损的人常常伴有严重的记忆问题,因此自20世纪50年代以来,科学家们就将记忆研究的焦点投到海马体上。 

英国莱斯特大学科学家最新发现,通过对海马体及其周边大脑区域的研究,他们对新记忆的形成有了大概的了解。在癫痫病人接受大脑外科手术时,科学家们利用这一难得的机会,记录了单个人类大脑细胞工作时产生的气泡和裂纹。科学家发现,如果一个病人的脑神经会为某个特定名人,如克林特-伊斯特伍德而着迷疯狂,那么一旦在美国自由女神像前递给他一张克林特的照片,该病人的脑神经就可被“训练”成看到自由女神像就会作出反应。由此可见,海马体中的单个脑细胞,在形成新的联想记忆中发挥着重要作用。 

但是,包裹海马体外层的大脑皮层也非常重要,它的体积比海马体大许多,能够执行从感知世界到运动四肢等海量工作任务。当我们经历某一特定事件,如去海边旅行时,大脑皮层中的不同区块就会被调动起来,帮助我们处理不同记忆元素:认识朋友、倾听海鸥和感受微风。于是,众多的经历碎片就会散布于大脑皮层。想要记住这些经历,大脑就需要进行一些索引归档,以便日后将它们检索找回。科学家们普遍认同,大脑的这个索引归档工作是由海马体完成的。 

匈牙利神经学家乔治-布扎克在2006年出版的《大脑的节奏》一书中指出:“如果将大脑皮层想像为一个巨型图书馆,那么海马体就是其中的图书管理员。”正如胡乱堆放在长长书架上的一些书,白天在海边沙滩游玩的细节记忆会杂乱地散落在大脑皮层,海马体的作用就是将这些游玩细节关联起来,索引归档,以便游玩的记忆细节能像编好索引的书一样,在需要时随时找到。 

借助功能性磁共振成像,科学家们对大脑内部进行了深入研究,以窥探大脑的归档系统是如何运作的。他们的研究成果发表于最新一期的《自然通信》杂志上。 

英国伦敦大学学院的艾丹-霍纳博士进行了一项实验,他让实验参与者学习并记住一些虚构情节,利用脑扫描仪首次收集到有力证据,证明人脑海马体中存在“完成模式”。完成模式指的是某一现象背后的联想机制,即某个记忆的特定场面——也许是闻到空中的盐的气息——会勾起潮水般涌来的其它场面的回忆。 

霍纳博士解释说:“如果你的某个记忆场景中同时有埃菲尔铁塔、一位朋友以及一个粉红气球,那么如果某天我给你一张埃菲尔铁塔的照片,那么你回想起的不仅是你的那位朋友,还会有那个粉红气球。”在使用脑扫描仪对实验参与者进行测试的过程中,霍纳博士观测到了大脑皮层中与记忆有关的不同部分,与海马体之间有着交互作用。 

整个大脑活动的过程中显示出“完成模式”——大脑皮层与海马体之间的关系类似于布扎克教授比喻的图书馆和图书管理员的关系。霍纳博士解释说:“如果我给你一个位置,我就能让你找明确地检索到这个人,此外,我们还看到与该事件有关物体的区域被激活。所以说,即使这个物体与任务无关,你也无需去检索它,我们仍然会想起这个物体。我们发现,这个‘物体’区域的激活程度与海马体的反应有关,这意味着是海马体在实施这种完成模式,检索所有的回忆部分。在我看来,海马体的作用就像是一个索引,将所有事件关联起来,然后迅速检索归档。如果让大脑皮层来关联这些记忆碎片,那效率就是非常之低了。很显然,如果我们要回忆起一生中仅发生过一次的某次事件,大脑皮层是无法胜任这一检索任务。通过观察大脑皮层与海马体,我们认为海马体与回忆息息相关。我们所能做的就是说,看哪,(海马体中的)这些细胞学习得真快啊。”

人类的记忆是如此一个神奇美好,又容易出错的系统,尽管它非常难以捉摸,但科学最终会将我们大脑记录生活的方式条分缕析。科学家认为,研究构建某种记忆储存将为未来构建人工智能机器奠定基础。

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