自近现代科学诞生以来，少有人愿意费心去研究“动物能够记住过往经历”这一看似荒谬的想法。显然只有装备硕大且复杂大脑的人类才能拥有情景记忆（episodic memories），例如回忆上周六到杂货店购物的过程。以往盛行的观念是：动物在其长久的生存斗争中一定活在当下，且只在当下。如今，在自身认知“超能力”的帮助下，我们才知道自己错得离谱。动物世界的记忆冠军甚至能帮助我们改进治疗阿尔兹海默症的方法。
动物是活在当下、没有记忆的低等存在，这一看法根植于一个有着四百年历史的观点，它至今仍在哲学导论课堂上被传授与讨论：“它们进食而不知欢愉，流泪而不知痛苦，生长而不自知；它们无欲，无畏，无知。”法国牧师与哲学家马勒伯朗士（Nicolas Malebranche）如是写道，诗意地总结了近代西方哲学之父（亦或最有名的贬低动物者）勒内·笛卡尔（René Descartes ）的观点，他认为动物缺乏灵魂，因此不过是机械的“自动机”（automata）。
一只明斯特兰犬在回想过去的辉煌历史—图片来源：Courtesy Wikimedia
随着科学上对动物能力的进一步理解，这种假设已经不可能得到证成。或许是在意料之中，从20世纪80年代开始，研究证实动物能够进行所谓的程序性记忆（procedural memory）—— 一种有助于奔跑、攀爬等运动技能的长期记忆。可动物是否有进行心理时空旅行，回溯一件过去的事件并将其在脑海中重演的能力？换言之，它们是否拥有情景记忆呢？于1972年定义了情景记忆的加拿大心理学家恩德尔·图尔文（Endel Tulving）认为这种精神技能并不局限于人类，并普及了该观点。图尔文的疑问在于：有何证据表明其他物种的海马体（大脑用以储存和回溯情景记忆的部分）能够像人一样捕获记忆？
一小群锲而不舍的研究者并没有被这个问题吓住，他们坚持探索着动物是否具有情景记忆这一问题。他们认为我们或许只是没有找到检验它的正确方法。考虑到动物不能告诉我们它们的内在感受，这确实是个艰巨的挑战。但如今，随着研究动物记忆的巧妙方法出现，科学家们前所未有地接近问题的答案，并有望彻底解决。在过去十年间，研究动物王国偏远一隅（西丛鸦、海豚、大象甚至还有狗）的科学家也得出了相同结论：至少一部分动物对过去的经历有着像人一样的记忆。印第安纳大学的神经科学家乔纳森·克里斯托（Jonathon Crystal）认为：“长久以来，人们默认非人动物不具有形成情景记忆的能力，这种观点是错误的。”
面对逐渐累积的证据，一位曾经的怀疑者叛变了：奥克兰大学（University of Auckland）的心理学家迈克尔·克博里斯（Michael Corballis）2012年在《认知科学趋势》（Trends in Cognitive Sciences）上写道，心理时间旅行并非人类独有的能力，这“从演化的角度看是极有可能成立的”。毕竟人类是从其它哺乳动物演化而来的，若不是从我们的非人祖先那里获得情景记忆能力，我们又能从何处获得呢？大鼠和人都能记住通向苹果园的路和上一次在那儿的经历，这听起来真的那么难以置信吗？
迄今为止，动物能够重温过去的一些的有力证据来自克里斯托对于大鼠情景记忆的研究。既往研究对情景记忆的测试往往局限于特定方面，例如某事何时何地发生，极少有研究探寻最重要的一点：动物能否在脑海中将过往经历从头至尾地重演。
为了研究大鼠的回忆能力，克里斯托和他的博士生丹妮尔·帕诺兹-布朗（Danielle Panoz-Brown）在2018年开展了一项巧妙的研究。首先，他们让13只大鼠通过训练记住12种气味。他们搭建了一个有着12个站点的大鼠“竞技场”，站点用数字1至12标记，每个站点有一种不同的气味。当大鼠辨认出了路线中的特定气味，比如倒数第二种或倒数第四种，就会受到奖励。接下来研究人员改变了气味对应的数字并观察大鼠是否掌握了训练内容：即使气味的数字已经改变，它是否仍能辨识出之前的倒数第二种和倒数第四种气味？这样可以确保大鼠是通过气味在序列中的位置，而非气味本身将其辨别。克里斯托说：“我们想知道动物能否记住多种事物及其发生的顺序。”
他们让13只大鼠通过训练记住12种气味, 若大鼠辨认出倒数第二种或倒数第四种，就会受到奖励。接下来研究人员改变了气味对应的数字并观察大鼠是否掌握了训练内容。
—图片来源：Panoz-Brown D.(2018).Curr Bio
经过一年此类测试之后，克里斯托的团队发现大鼠在约87%的情况下能完成任务。后续的测试证实它们可以牢牢记住，并经受得住其他记忆的干扰。更重要的是，在研究者暂时性地抑制海马体时，大鼠的表现会变差，这进一步证明了实验中大鼠是依靠情景记忆完成任务的。2018年，以海豚为对象的其它研究表明，动物在重演记忆时海马体会变得活跃，证实了海马体能调节记忆的重演，进一步冲击了图尔文关于动物的海马体不能进行情景记忆的观点。
《记忆的认知神经科学》（Cognitive Neuroscience in Memory）作者、波士顿学院（Boston College）心理学家斯科特·斯洛尼克（Scott Slotnick）认为情景记忆在动物界比任何人想象的更为普遍，至少在哺乳动物中如此。他于2017年在博客中写道：“海马体的锐波（sharp-wave）波动调节记忆的重演，人们曾在许多实验动物中观察到这种波形，据此能推断所有哺乳动物都拥有情景记忆的能力。”
锐波波形。海马体会将特定记忆信息以及同时发生的感知记忆一起存储于锐波中，便于以后的提取。锐波一般只在睡眠、麻醉状态下产生，但在实验动物走迷宫时产生的特定神经放电模式会在睡眠时以锐波形式重复回放。
—图片来源：Olena Shmahalo/Quanta Magazine
这种关于动物情景记忆的全新范式，其影响会远远超出我们对动物内心与行为的理解。大鼠在记忆测试中的优异表现意味着它们能让我们了解更多关于阿尔兹海默症的信息，包括如何有效治疗它。克里斯托说：“阿尔兹海默症中退化最多的是情景记忆，因此我们正努力构建与之更接近的大鼠模型。”
此时正是最佳时机：新的基因工具，如基因编辑技术使得科学家能够在大鼠中制造出神经上类似阿尔兹海默症的状态，使它们成为测试阿尔兹海默症新药的完美模拟被试。进行昂贵且通常虎头蛇尾的临床试验之前，科学家能够先在失去情景记忆的大鼠身上测试新药，更好地预测这种药在人类身上可能会起到什么效果。“这开启了各种新机遇。”克里斯托说，“如果一种药不能改善情景记忆，说明它不会成为最有价值的疗法。”
阿尔兹海默症药物研发的成功率低得让人痛心，杰弗里·卡明斯（Jeffrey Cummings）2017年在《临床与转化科学》（Clinical and Translational Science）上发表的一项研究称，这类药物研发的失败率为99%。“客观地说，有很多因素（导致这些临床试验失败）。”克里斯托告诉我，“但我的主张是一旦解决好这些问题，最好使用涉及到情景记忆功能的模型。”
克里斯托和他的团队现阶段正在建立这些大鼠模型，但它们不会很快成型。仅美国就有580万阿尔兹海默症患者，而随着人口老龄化，预计2050年将增至1400万。如果具有情景记忆的大鼠能够帮我们破解阿尔兹海默症的秘密，或许这回忆窃贼终将被人类击败。
翻译：郑宸 审校：张蒙 编辑：夏明明
