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用得多的神经细胞网络渐渐会越用越顺手

    记忆先在海马体中进行分类,这个过程可能需要几分钟到数年不等,然后存储到散布于大脑皮层不同区域的长时记忆中。看起来,它们似乎是存储在不同区域的,而不是像存在抽屉里一样,需要的时候就可以随时打开抽屉,把它们作为一个整体取出来。

      每当学习新的东西时就会形成新的突触

      视觉印象存储在视觉皮层,听觉印象存储在听觉皮层,情绪感觉存储在杏仁核,而触觉则存储在触觉皮层。我们会记得痛苦的感觉,并尽量避免再次体验它。也许你曾在电视上看到有人受伤,自己便不由自主地叫了声“哎哟”;也可能你见过,一个男孩看到他的同伴翻围栏时骑着栅栏摔了下来,男孩自己也疼得缩成一团。我们存储的不仅是图像和文字的记忆,还有关于事物的感觉。

      为了能够解答信息是如何存储在大脑中的,世界各地的实验室不分白天黑夜、不分平日周末都在进行研究。我们按下“保存”键时,会发生什么呢?

      我们的大脑中有多达860亿个神经细胞。这是很大的数量。而相应地,我们也不会再有更多的神经细胞了。神经细胞的再生只发生在大脑的某几个区域里。而在大部分区域,似乎压根儿就没有新的神经细胞生成。因此,我们学习代数时,并不会生成专门的“代数细胞”来为我们存储信息。我们必须将这些信息存储在以前就有的神经细胞中,也就是我们已经用来存储其他信息的细胞中。

      你思考、学习和记忆的一切,都是以一系列电信号和化学信号的形式在连绵不断的神经细胞网络中传递的。电信号沿神经细胞体传递到神经细胞的突起,即轴突。在轴突的末端,电信号转换成化学信号,并跨越一道宽约20纳米的突触间隙。也就是说神经细胞之间并不完全接触,远不是那么回事。一道0.00002毫米的间隙将它们隔开。这道间隙的另一边,神经细胞接触的是神经细胞网络中其相邻神经细胞的化学神经递质。一旦化学信号通过突触传递过来,就能再次转变为电信号,再“嗖嗖”往下一个神经细胞飞驰。

      突触也就是信号从一个神经细胞传递到下一个神经细胞的地方。你应该希望自己有许多的突触,那样你就会更容易适应新的挑战。怎么才能有更多的突触呢?学习新事物。不一定要学什么理论性的东西,学打乒乓球或跳萨尔萨舞至少也会有同样好的效果。突触越多,你的神经细胞能够参与的神经细胞网络就越多。每当你学习新的东西时,就会形成新的突触;但如果你不去重复你学到的东西,已形成的突触就又会退化消失。突触在不断生成和消失,但那些被使用的突触会变成永久性的。而那些用得多的突触会通过神秘的LTP效应得到增强。

      突触在长期使用下会变得更有效率

      见到80岁的老教授还表现得跟疯狂追星族似的,确实像个傻瓜,但我真的觉得自己很幸运,能见到泰耶·勒木(Terje Lmo)本人——那个发现LTP效应的挪威医生。那可是值得拿诺贝尔奖的发现。

      每个神经细胞与其他神经细胞之间有1万到15万个接触点——突触。并非所有突触都同样高效。首字母缩略词LTP代表的是“长时程增强作用”,也就是说突触本身在长期使用下会变得更有效率。同一组神经细胞彼此之间频繁发送信号,它们会逐渐对彼此变得敏感,形成LTP效应。

      这让人联想到友谊:经常通过突触一块儿说话聊天的神经细胞,彼此的联系会更为紧密。渐渐地,仿佛一号神经细胞说的话二号神经细胞能听得格外清楚:“现在你给我发的信号真的太弱了,不过我还是能听到的:因为是你发的信号,所以我会让它们穿过我的细胞体传到我的轴突上。不过也就因为是你发的哟。”

      泰耶·勒木早在1966年就发现了LTP,但是科学界的其他人花了很长时间才搞明白它对学习有多么重要。我们的突触会学习。用得多的神经细胞网络渐渐会越用越顺手。这个现象你可能已经在实践中发现很多次了。如果你要学习新的舞步,刚开始一切都会乱作一团。但如果你继续练习,慢慢就好了,原因之一就在于神经细胞为了更好地“沟通”利用了LTP效应。

      我曾经提过,神经组织由白质和灰质组成。突触存在于灰质中。灰色是很美不错,可惜那些激动人心的事情并不在灰质中发生。信息不是存储在单个的突触中,而是存储在一个完整的神经网络中。一个神经网络由数个突触组成,还包括从A点到B点的“高速公路”。“高速公路”存在于白质中,它们由神经细胞突起——轴突组成。轴突由髓磷脂隔绝开来,这使电信号传递速度很快,也是白质是白色的原因。生成髓磷脂的那些细胞会“厚待”那些格外重要的信号通路,将其额外多隔几层。多重绝缘物意味着路上能够高速行驶,出现发动机故障的可能性很小。换句话说,重要的神经细胞网络不仅会有更高效的突触,还会有更高效的信息通道。

      髓磷脂和突触都需要营养和氧气,这些是由血管提供的。因此,学习也会导致更多血管的生成,以满足能量需求。

      尽管我们知道了突触的再生、髓磷脂的增厚、新血管的生成和LTP效应,但无论对学习还是记忆,我们还是没有完全了解。我们知道的是,这些发现就像一块块拼图碎片,将帮助我们朝着理解之路迈进。

      记忆存储从来都不是一劳永逸的事

      我们只使用了10%的大脑,这是一个难以摆脱的迷思。纵使好莱坞不断让这一迷思在影片中占据中心位置也没有用。2014年的电影《超体》(Lucy)中,斯嘉丽·约翰逊(Scarlett Johansson)饰演的25岁的露西,把一种新式毒品缝入了身体。后来随着毒品包装破裂,毒品渗入她的体内,观众可以看到她是如何不断发挥大脑尚未开发的潜力的。从神经科学的角度来看,这完全是异端邪说。好在我们的大脑90%都没闲着。我们把大脑用到了100%,如果不是这样的话,由于其能耗高,进化几乎不可能让大脑得到发展。不过,我们动用了所有的神经细胞,并不意味着大脑没有更多潜能可供挖掘了。

      在目前已使用的神经网络之外,我们的神经细胞还可以用于数以千计的网络中。神经突触也可以更有效率。通过这种方式,大脑可以根据新的经验和新的知识不断重组自己,并把我们通过体验、训练或教育获得的信息存储下来。

      我不善于在新的地方辨别方向。现在还不善于。总得加个“现在还”。大脑不是一个你出生时就已完备的硬盘。大脑是不断变化中的约860亿个神经细胞。你永远可以学到更多,变得更好。

      记忆存储从来都不是一劳永逸的事,而是一个持续的过程,在这个过程中,新的经历和记忆与我们的旧记忆交织在一起。如果不集中注意力,几乎什么也无法存储下来。而我们考试前因为好几天长时间集中注意力而烦透了的时候,那感觉就像脑袋已经满了似的,说白了就是没有多余的地方来存储别的东西了。

      与之相反,许多脑科学家认为,我们大脑的存储容量几乎是无限的。如果我们忘记了什么,并不是因为它被从硬盘上删除了,原因只在于我们很难再把它找出来。你是否曾试图记起一个名字,却一时怎么也想不起来,然后,过了几个小时,这个名字突然又在你做一件毫不相干的事时冒了出来。这就是科学家用来证明记忆不会被删除,但有可能难以提取的论据之一。虽说如此,我们也知道,我们的大脑有意无意地通过评估什么重要、什么不重要来分拣信息,那些被视作无关紧要的细节,很少会被存储。

      不过,干我们这行话说得太绝对是有风险的。永远也不要说“永不”。毕竟,记忆是一个灵活的过程。某些无关紧要的细节似乎也会暂时被储存起来,万一事实证明它们并非无足轻重呢。举个例子,你可能会惊讶于自己居然能想起遇劫警报响起之前是哪辆车从你身边驶过的。

     

    

    (责任编辑:岳权利 HN152)