出品：中国科普博览SELF格致论道讲坛
导语：记忆究竟影响一个人多少？如果失去了过去的记忆，我们还是原来的自己吗？人脑内有一个海马区，掌控了长期间记忆，若是受损，有可能从此无法形成新的记忆，这意味着无法认识新的人、无法记得5分钟前做了什么！“记忆某种程度上就代表了我们本身”，在SELF讲坛上，中科院神经科学研究所的李澄宇为我们揭开“记忆”神秘的面纱。
---嘉宾介绍---
李澄宇，中国科学院神经科学研究所研究员
以下内容由李澄宇演讲精编而成：
动物为什么需要学习和记忆？
灰颊白眉猴的主要食物是成熟的果实，它生存的空间非常大，里面有大概10万棵树，在任何一个时刻有成熟果子的果树有50棵，所以白眉猴需要学会找到这些树、记住它们在哪里，并且赶在别的竞争对手之前抵达。再者，你若是个捕食者，那么需要学会捕食；若是个被捕食者，需要学会不要被人或被别的动物吃掉。这些都和记忆密切相关。
社会等级需要学习
在这张图片中哪一只是老大？──中间那个！我们并不是狒狒，但是很容易看出来谁是老大。不难理解到这些等
学习记忆对生存的必要性
非洲的黑长尾猴，约3到5公斤，是很小的一类猴子。它们在野外的生存相当不易，超过60%的幼年黑长尾猴，出生一年内死亡；捕食者至少造成了其中70%。捕食者主要分为三类：第一类是以豹子为代表的大型捕食动物；第二类是以战雕为代表的鸟类；第三种是在草丛里面埋伏捕食的蟒蛇。
针对这三类不同的捕食者，黑长尾猴发展出了非常有效的“指示性”警告呼叫：当看到豹子时，它发出的警告声可以指引听到的同伴要上树，为什么？豹子重，在树上跑得没有猴子快，曾经有人观察到一只豹子追一只黑长尾猴，在树上追了一个小时没有追到，所以树上是安全的。
如果黑长尾猴看到鹰，警报声非常短促，如果听到这样的声音，正确的反应是马上进入灌木丛，占雕翼展两米，在灌木里面它是无法飞行和捕食的。
如果看到蛇，警告声音也很短促，如果听到这种警告式叫声的话，正确的反应是站起来向四面看，因为蟒蛇主要靠潜伏来捕食，在草丛里面正好踩到蟒蛇身上，它就把你吃掉了。
婴儿黑长尾猴的观察学习
Cheney和Seyfarth两人长期关注黑长尾猴，发展实验来证明“观察学习”的重要性：他们对一岁以下的黑长尾猴播放那三种声音，看它们的反应。
分析时分成两类：左边一类是小猴反应之前，它会先看一下成年猴──结果是做正确反应的次数远高于做错误反应的次数；右边一类是小猴没有看一下成年猴，直接做出反应，可以看到它们出错的几率很高，正确或错误差不多。
一岁之内的小猴60%会死亡，多数是来自于捕食的话，你就会意识到这个差别──看一下和不看一下、观察一下和不观察一下──对于生存有着非常重要的意义，说明在野外，动物非常依赖于学习记忆。
在实验室里面怎么研究学习记忆？
比如说先给受试者一个视觉刺激的样本，再用延迟期把样本隐藏起来，然后让受试者选择一个和刚才样本不一样的刺激。
或让病人──比如说精神分裂症患者──来做这个任务。X轴是给不同的样本数；Y轴是出现错误的几率，红色线是一般人的数据：随着要记得的信息越来越多，出错的几率会越大。而精神分裂症患者是蓝色线，出的错误就更高。
工作记忆是一个非常基础的研究，对于临床或实际生活有很大的关系
在做工作记忆的任务时，需要短时间记住一个信息，大脑中会有两个脑区被激活──一个在前面，叫做额叶；另一个在后头，叫做顶叶，就是图中颜色比较热(红色)的地方，颜色比较蓝的区块则被抑制，所以人类脑子其实有很多特定的脑区，在帮助从事工作记忆这种行为。
在李澄宇的实验室里面主要用小鼠作为模型来研究工作记忆，以嗅觉来测试这种短暂存储信息的能力。该工作任务的设计是：给小鼠两次气味，中间会有延迟期几秒钟，如果两个气味不一样，那么小鼠要舔，来得到水；如果两个气味是一样的，那就不用舔，因为没有水。这个任务在时间上，把感觉、记忆、抉择给分开，这是设计的原因。李澄宇的团队花费五年左右的时间，来证明小鼠的前额叶对于工作记忆是重要的。
什么是记忆的机理？
以下几个例子说明“记忆出问题的时候”：
记忆能力是有限制的
不是所有发生事情都会被记住。
又叫“非注意性失忆”──如果没有注意，那你是不会记住的──这很正常，在生活中不停的发生大量随机事件，而我们的记忆只记那些对我们有重要意义的事情，所以非注意性失忆有其重大意义。
不是所有时候的学习都是一样的效果。
我们的语言能力依赖于“关键期”──在2到7岁的时候，我们必须要经历语言这个经验，如果这时候没有语言经验，结果将终身无法学会语言。
Genie她的父亲是严重的精神分裂症患者，在这个小女孩13岁之前，他都把她捆在家里面，用铁链子捆在床上，他们生活在农村，周围几十里地都没什么人，所以直到13岁的时候，她才被发现、解救出来。她的精神分裂症父亲并不说话，所以在获救前Genie没有语言经验。
科学家安排了全世界最好的语言教育家去教Genie语言，专门安排了博士生去跟踪Genie的语言能力发展。在七、八年长期的训练之后，结论是Genie能够说的最长的句子是两个词，只能得到这样的结果。这就告诉我们──如果过了关键期你不学某些能力的话，会有很大的问题。
脑子受了损伤，记忆也会出问题
HM因为严重的癫痫，在20多岁时，医生把他会产生癫痫的部分脑区摘除──几乎全部的海马区都给拿掉。手术后，人们马上发现HM这个病人他已经不再是HM──他无法形成新的记忆，手术之前的记忆还在，但是从此无法形成新的记忆。所以后来照顾他的新进护士医生，每次见到他都必须向他自我介绍；即使你出了房间去喝了杯咖啡，五分钟以后再回来，他就完全忘记你是谁了。
Howard Eichanbaum教授在读博士生的时候研究HM，他的任务之一就是每天早上开车去把HM接到医院研究。有天Howard Eichanbaum喝了杯McDonald’s的咖啡，开车时候把这个咖啡放到前面车窗那边，HM一看到这个杯子说：唉，我小时候有一个朋友，叫McDonald，他和我是很好的朋友，我们一起打棒球，打的非常好，有很多很好的故事……这是一个很愉快的交谈过程。
这个交谈过程结束了，HM看了窗外一会，回来又看到这个杯子──我小时候认识一个朋友叫McDonald的，我以前和他是一块儿打棒球，打的非常好，我们有很好的故事……一模一样的故事又讲了一遍。结束以后，他又看了会窗外，一会儿又看见了这个杯子──我小时候有一个朋友叫McDonald，我以前……同样的故事，又讲了第三遍。讲到第三遍的时候，Howard Eichanbaum就偷偷的把这个咖啡杯拿下来，放到自己座位里面，要不然他这一路上会一直讲这个故事，这是一个典型的例子──告诉我们“海马区”多么重要。
HM的父亲在他手术一段时间之后去世，HM每次听到父亲去世的消息，都非常悲痛，每次都处在同样的巨大悲痛之中。所以，如果我们无法形成新的记忆，我们就不再是以前的自己了。
记忆分不同类别
比如说HM的长时间记忆有很大的问题，但是他可以和HowardEichanbaum很好地进行对话，表示他的短时间记忆或工作记忆没有问题。
在长时程记忆里分成“陈述式记忆”和“非陈述式记忆”。HM主要是陈述式记忆出问题，也就是可以被陈述出来的事情──一个事实或者一个场景。
“非陈述式记忆”比如“运动记忆”──经过学习而能骑自行车这类的记忆──HM他是可以学会新的运动技能的，做的非常好，但是他拒绝承认自己学过。所以“记得自己学过”是个陈述式记忆；但是“学这个动作本身”是个非陈述式的记忆。所以记忆分不同类别。
记忆的核心原理
人脑大概有850亿到1000亿个神经元，通过一千个到10万个突触，来形成突触联系以进行交流。
图上左边就显示了几个神经元的样子，它们长得很大、天线一样的形状，就是接受输入的地方；它们还长出很纤细的、很长的叫“轴突”结构，来传输信号，而接受这个信号的地方就叫做“突触”。
突触可以被神经元自己的活动来调控──当神经元活动按照一定的规则来运行的时候，突触活动的强度会被增强或者减弱，在学习的过程中，这种突触活动的增强或减弱是可以被观察到的，而且如果你阻止这种活动的改变，那么会影响学习。所以一般认为，突触的改变是我们学习记忆的核心机制。
学习记忆怎么被提高
学习记忆是可以提高的，怎么被提高呢？就是“记好多次！”Ebbinghaus第一个研究记忆心理学的一个科学家，他发现：x轴显示的是人在一天之前，学习一些材料所做作的学习次数；Y轴就是在一天之后，重新学习又要需要多长时间。可以看到如果你学的次数越多，那么第二天你就花越少的时间来学会，就说明学习次数多，就记得好，所以勤奋是必要的。
还要“睡得好”！人睡眠的时候，大脑会有“慢波”──上图显示的每一个小的波动就是一个慢波，在全脑里面是很大尺度的神经元活动──德国科学家发现，如果你在人睡眠的时候，在脑子里面引发这种慢波，那么可以记得更好。
李澄宇认为在一定程度上，其实“我们就是我们的记忆”，更多的记忆的奥秘等待人类发现！
“SELF格致论道”是中国科学院全力推出、中国科普博览承办的科学讲坛，致力于精英思想的跨界传播，由中国科学院计算机网络信息中心和中国科学院科学传播局联合主办。
