人类大脑记忆原理及过程分析――《极致阅读手册》作结

      20 世纪30 年代,一名叫怀尔德·潘菲尔德(Wilder Pentield )的神经外科医生在为患者做脑部手术以治疗癫痫的过程中发现,刺激大脑皮层的不同部位会引起身体不同部位的反映。经研究后,他发表了显示大脑皮层的各部分与身体部位一对应关系的“潘菲尔德脑地图”。该发现对科学界冲击巨大,普通大众也对此十分关注。


潘菲尔德脑地图

      大脑皮层各部分与身体部位的对应关系一目了然。

      虽然左脑(感觉机能地图)右脑(运动机能地图)的功能不同,但两者不是相对独立的,而是由胼( pian ) 胝(zhi )体相连,时刻不停地交换着信息的。

一、信息传递

      各神经元的轴突和树突通过突触相互接触,并传递信息。神经元中,十分纤细的轴突自细胞体伸出,伸向其他神经元的中心,即树突处。神经元以最快达每秒几百米的速度向我们的身体各处传递电信号,神经元接收电信号后,通过突触释放如多巴胺、血清素、内啡肽等化学形态的神经传递物质来传递信息。

二、信息接收

      美国的一项研究能够告诉我们,在听读童话书时,3~5 岁的孩子脑中有何反应。父母在阅读童话书时,孩子左脑的顶叶、颞叶和枕页( Parietal,Temporal 和Occipital lobes,  简称PTO) 联结部位活动显著,而不阅读时,孩子左脑该部位未见活动。PTO是处理通过听觉和视觉得来的信息并加以整合的部位,与语言习得有密切联系。

      神经学家安东尼奥·达马西奥发现负责唤起情绪的核心部分是腹内侧前额皮质。他的研究显示,没有情绪就无法进行合理地推论,从而也就无法选择。

      视觉信息传递到大脑大致有3个路径:

      路径1: 从空间上综合判断视觉场景,认知判断“怎么样”(或“在哪里”)。该路径可以帮助我们躲避飞来物体或伸手抓握物体。

        路径2: 认知和描述视觉对象“是什么”。这条路径可帮助我们区分并分类物体。当路径2通过颞叶时,颞叶会将相关联想信息进行统筹。例如,小明和小红结婚了、有腰椎间盘突出、去读书俱乐部等信息,就是通过路径2获取。

        路径3: 通过“怎么样”路径,对物体产生情绪上的反映。在该路径中,眼中接受的信息会经过杏仁核,然后引起情绪反映。不论我们看到的是什么,杏仁核都要和大脑负责判断过去记忆和情绪意义的部分共同作用。也就是说,这条路径会判断眼前的是敌是友、能不能吃、是否安全、是否危险、是否寻常。中国之物无法激起任何情感起伏,但危险的东西使我们感受到强烈的情绪变化。这是因为杏仁核将恐惧的情绪传递到下丘脑,让人不由自主地做出逃跑的行为。

      眼睛是有盲点的,大脑将自己的观念,填充到了视野画布的留白之上。因此,“看”是彻底的主观行为。客观的视线是虚像,我们看到的只有主观的观念。同时,我们在想着某一概念时,会更快地捕捉到与之相关的信息。

      大脑的主要语言区域为布罗卡氏区和尼克区。布罗卡氏区主管句子构成,韦尼克区主管语言理解。布罗卡氏区受损的人,可以表情达意,但话语断断续续,语法单调;而韦尼克区有问题的话,则话语流利,但活语本身没有任何意义。这两个区域由一种叫“弓状纤维束”的神经纤维相连,让我们能够流利地说话。语言机能主要由左脑负责,而歌唱机能由右脑负责。

      扣带回区域非常重要,是我们部分自由意志感觉的来源,也是视觉信号与听觉信号的交汇区域

      一项针对驾驶习惯的追踪研究表明,驾驶中使用手机通话,会提升29%的事故发生率。有趣的是,即便使用免提,事故发生率也和使用手持电话差不多。也就是说,驾驶中使用手机之所以危险,不是因为另一只手被占用,而是因为大脑正在进行多任务处理。

      我们的大脑不是计算机,设计上并没有同时处理两件事的功能。我们感觉自己在同时处理两件事,只是因为一条神经回路被暂时中断,另一条神经回路迅速打开,从而产生的错觉。多任务处理与集中精力处理一件事相比,必然会效率更低。我们不能同时处理那么多的事。

      但电视、多媒体和网络正在摧毁我们的大脑。

      读书的大脑和读网络文章的大脑有什么区别呢? 据加利福尼亚大学洛杉矶分校精神医学系教授加里·斯莫尔(GaySmall )的研究显示,读书时不活跃的前额叶部分,在阅读网页时极为活跃。

      前额叶是负责判断的重要区域。网页上的文章有各种各样的链接,当我们的大脑看到蓝色的字体或光标从箭头变成手指的模样时,就要去判断该链接是否需要点击。这种判断会一点一点地将我们为数不多的认知资源用完。这将最终导致我们对文本的注意力被分散,理解能力和记忆力下降。并且越是不错的文章,附带的广告就越多,广告中强烈的色彩、艺人形象、动画视频等,将我们的注意力吸引。

      网络给我们提出了许多与文本无关的问题,分散了我们的注意力。这会使我们变得三心二意,在文本理解之路上困难重重。

三、我们的记忆

      据记忆研究大师、德国心理学家赫尔曼·艾宾浩斯(Hermann Ebbinghaus) 称,学习10分钟后开始遗忘,1小时后遗忘50%,1天后遗忘70%,1个月后遗忘80%。不要说是读书,就算是刻意地学习,一天之后都会遗忘掉七成内容。人类本就是健忘的动物。

        美国斯克利普斯研究所(The Scripps Research Institute)的研究显示,我们的大脑不仅在记忆上具有能动性,在遗忘上也十分主动。世上并非只有好事。若大脑每天回想的都是不好的记忆的话,我们会疲惫不堪。为了生存,我们必须遗忘。叔本华甚至曾说过:“要求读书人记住他所读过的一切东西,就如同要求吃东西的人把他吃过的东西都保存着.”但我们付出了宝贵的时间读了好书,若是剩不下点什么,就太令人沮丧了。

      事实上,艾宾浩斯利用遗忘曲线创立了艾宾浩斯学习法,用定期复习的方式来维持记忆。

      关于记忆,我们的眼、耳、手等部位接受到的感觉信息,会通过脑干传递至丘脑。丘脑承担中介的作用,将各种感觉信息传送到脑的各个部位,这些信息经过额前叶,储存为短期记忆。不过,要想把这些短期记忆转化成长期记忆,就需要海马组织的参与了。海马组织将短期记忆分门别类,传送到脑的各个区域。例如,与情感相关的记忆储存在杏仁核,与触觉和移动相关的记忆储存在顶叶,与视觉和色彩相关的记忆储存在枕叶

      大脑的记忆方式和电脑硬盘的存储方式不一样。电脑不会将储存的信息加以分类,而是全部存储到一个地方。当大脑在储存书时,会把与书相关的视觉信息、触觉信息、情感能分散储存在大脑的各个部位。因此,当回忆书本内容时,需要将散布于大脑各个部分的记忆碎片结合在一起。

      大脑中有一种频率为40赫兹的脑电波,记忆的某一片段以该频率震动的同时,刺激大脑其他部分储存的记忆。换句话说,散落于各处的记忆碎片共有相同的振动频率,当脑电波以该频率震动时,这些碎片便再度结合成为一个记忆。

      重点在于短期记忆如何转化为长期记忆,以及两者之间的差异。短期记忆通过电信号和化学信号存续信息,而长期记忆则需要蛋白质分子参与记录。详细来说,形成长期记忆,意味着大脑重塑、从物理结构上发生变化。因为大脑从物理结构上发生了改变,所以我们即便想要抹去长期记忆,也无能为力。

      那么如何才能将短期记忆转化成长期记忆呢? 我们可以把大脑和肌肉进行类比。当健身教练指导你训练的时候,即便你的肌肉力量全部用尽了,他依然在你耳边喊:“用力! 再来一次!”这是因为只有当肌肉纤维撕裂后,才会在恢复时多生成些许微量的肌肉纤维。只有历经了近乎令人崩溃的过程,才能长肌肉。大脑也是如此。大脑并不觉得长时间反复做同一个动作很难。这只不过是在重复调取短期记忆中的内容。可要让你回想这些记忆就很难了。但大脑受苦的时候,会产生新的神经元联系。当以多种方式重复输出过程的时候,大脑的回路就会不断强化。

      尤其是短时间内反复看某一内容的突击学习法,从形成长期记忆角度来看,可谓是最差的方法。有一种叫CREB 的话性蛋白质,该物质全称为cAMP(response element-binding protein),是个用于调节基因转录蛋白质,它作用于刺激特定基因,促进神经元之间形成新的连接,形成长期记忆。缺乏CREB蛋白质的老鼠几乎无法形成长期记忆力。而当考试前夕突击学习的话,会迅速消耗掉CREB。这样一来肯定就不能指望有长期记忆形成了。

      说个题外话,每当我们回忆的时候大脑都会有变化,这很耐人寻味。也就是说我们每次调取记忆的时候,记忆就会有些许变化。当回忆泛起时,以前的碎片就会一点点地重组。

      在长期记忆中,不仅有事实,还有复杂的概念、理论、计划、战略等所谓的纲要模式。

      纲要模式将散落的信息碎片组织成知识树,加深我们的思考。这意味着,深度专业的学习可以将短期记忆收编进长期记忆,并将这些记忆与高层次的纲要模式相连。

      那么我们睡觉的时候大脑在做什么? 我们有四种睡眠状态,分别是入睡期、浅睡期、熟睡期和快速眼动期,四个周期循环往复。每夜通常有4-5 个睡眠周期。睡眠时,大脑将清醒时接受的新记忆与旧的记忆整合。新记忆碎片在熟睡期中通过海马组织的传递,活跃于大脑皮层,在接下来的快速眼动期中,与旧的记忆结合,创造出其他的新记忆。在睡眠时,帮助长期记忆形成的CREB蛋白也会得到补充,清醒时消耗的认知资源也会再度充满。

      人都会做梦。睡眠期间约有两个小时是在做梦,一个梦持续约5-20分钟。按平均寿命85岁来算,我们约有7年的时间在做梦。美国心理学家用40年时间收集分析了5000个梦,发现梦大多是几天或儿周前个人经历的投影。

      当我们进入做梦状态后,大脑开始活跃,眼球开始快速转动。这便是快速眼动期。有趣的是,虽然这时我们的嗅觉、听觉、味觉、触觉等大部分感觉都近乎麻痹状态,大脑中负责视觉的部分却处于活跃之中。因此我们才能看到梦。睡眠时,负责记忆的海马组织也处于话跃之中,于是梦境仿佛我们的真实经历一般,也会储存在记忆之中。睡梦中杏核和前扣带皮层也处于清醒状态,两者与我们的情绪密切相关。因此我们在做梦时会感受到害怕等情绪。

      而更值得探究的不是睡眠时还活跃的部位,而是睡眠时不话跃的部位。

      注重逻辑的最高决策者背外侧前额叶皮层、判断是非正误的眶额叶皮层、处理空间感知的额顶叶皮层在睡眠时暂停工作。这又意味着什么呢? 

      背外侧前额叶皮层在不工作时,你将无法进行逻制思考。因此,不仅是我们的梦境,其他人的梦境也大多是毫无逻辑,没有任何规律。眶额叶皮层休息时,我们不再纠结对错,于是可以在梦中得以跳出现实法则和常识。额顶叶皮层停止工作后,我们的空间 感知消失,所以在梦中我们会灵魂出窍,拥抱超现实的体验。

      让我们把以上这些信息整合一下。在梦中,新的记忆将与旧的记忆融合。在此过程中,我们将会做有真实画面感的梦。而做梦的大脑没有逻辑、不辨是非、不受空间约束。梦境以超乎我们想象的情节展开。但这梦境不是从外部而来,而是在整合既有记忆的过程中来。在梦中获得惊人灵感的人,往往都已经和梦中的问题纠缠数年。梦的非逻辑、破坏常识和法则的特性,帮助他们找到了苦苦求索的问题的突破口。



      博闻强识,你的大脑只有在读书中才会变得越来越强大。



彩蛋:戴维·布鲁克斯(David Brocks) 自《社会动物》(The Social Animal),马修·利伯曼( Matthew D.Lieberman)的《社交天性:人类社交的三大驱动力》( Social: Why Our Brains are Wired to Connect ),E·阿伦森(Elliot Aronson) 的《社会性动物》(The Social Animal) 被我称为是全面展现人类社会性的三大著作。我同时提及这三本书,是想告诉大家,炫耀的欲望是人类的本能。

      我们不能忽视人类的本能。幸运的是,人类的大脑中有发达的额叶,能够理解自己的本能并制定与之相称的策略。

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