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大腦主動(dòng)遺忘背后機(jī)制有兩大觀點(diǎn)碰撞

來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)時(shí)間:2019-10-10 08:51:08

我們一生似乎都在努力提高記憶力,學(xué)生時(shí)代考高分需要增強(qiáng)記憶力,老年后健忘也要補(bǔ)腦提高記憶力。一直以來(lái),科學(xué)家們把遺忘看作是記憶的一個(gè)小故障。不過(guò)日前《自然》增刊《自然展望-大腦》上刊發(fā)的一篇名為《記憶中被遺忘的部分》文章里提出,過(guò)去十年里,越來(lái)越多的證據(jù)表明,記憶的喪失并不是被動(dòng)的過(guò)程,而更像是一種主動(dòng)的過(guò)程,我們的大腦在不停地主動(dòng)遺忘。

不過(guò),目前這些觀點(diǎn)都還只是假說(shuō),還需要進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。而且如果遺忘機(jī)制是主動(dòng)發(fā)生的,那么它在什么情況下會(huì)啟動(dòng),遺忘機(jī)制為何會(huì)出問(wèn)題等,這些目前還都有待科學(xué)研究給出答案。

遺忘是記憶的失敗嗎

一個(gè)多世紀(jì)以來(lái),研究人員一直致力于了解記憶的編碼、整合和喚醒。大約10年前,主流觀點(diǎn)認(rèn)為遺忘是一個(gè)被動(dòng)的過(guò)程,在這個(gè)過(guò)程中,未使用的記憶會(huì)隨著時(shí)間的推移而衰減。但是后來(lái)一些研究記憶的科學(xué)家開(kāi)始遇到似乎與這個(gè)假設(shè)相矛盾的發(fā)現(xiàn),于是開(kāi)始有人提出大腦是用來(lái)遺忘的激進(jìn)觀點(diǎn)。

一些動(dòng)物試驗(yàn)陸續(xù)證實(shí)了這一觀點(diǎn):記憶的喪失不是一個(gè)被動(dòng)的過(guò)程。加拿大科學(xué)家發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元之間的連接強(qiáng)度,取決于一類(lèi)叫做AMPA受體的結(jié)構(gòu)數(shù)量,維持這類(lèi)結(jié)構(gòu)才能保持記憶的完整。但這些受體并不穩(wěn)定,它們被不斷地從突觸中移進(jìn)或移出??茖W(xué)家們猜測(cè),AMPA受體也可以被移除,這將表明遺忘是一個(gè)活躍的過(guò)程。倘若如此,AMPA受體不被移除就可以防止遺忘??茖W(xué)家們阻斷了大鼠海馬體中AMPA受體的移除,正如所料,老鼠沒(méi)有再忘記物體的位置。為了忘記某些事情,老鼠的大腦似乎必須主動(dòng)地破壞突觸的連接。

而另一組科學(xué)家,在研究成年小鼠新的神經(jīng)元產(chǎn)生(神經(jīng)發(fā)生)過(guò)程中發(fā)現(xiàn),增加神經(jīng)發(fā)生,不但沒(méi)有改善動(dòng)物的記憶,反而使老鼠遺忘了更多。這說(shuō)明,當(dāng)神經(jīng)元整合到成年海馬體時(shí),它們就會(huì)整合到一個(gè)現(xiàn)有的、既定的回路中。如果已經(jīng)在這些回路里存儲(chǔ)了信息,然后又重新布線,那這些信息就會(huì)更難獲取。海馬體不是長(zhǎng)期記憶儲(chǔ)存的地方,允許新的信息覆蓋舊的信息,可以幫助動(dòng)物們不斷學(xué)習(xí)適應(yīng)新的環(huán)境。這些實(shí)驗(yàn),讓科學(xué)家們得出“遺忘是記憶的一種功能”這個(gè)結(jié)論。

主動(dòng)遺忘背后機(jī)制有兩大觀點(diǎn)碰撞

如果說(shuō)遺忘是記憶的一種功能,是主動(dòng)的行為,那么我們的大腦在何時(shí)會(huì)進(jìn)行“主動(dòng)遺忘”呢?

“我們?cè)谒邥r(shí)也會(huì)清除內(nèi)存,讓一些記憶消失。”中華醫(yī)學(xué)會(huì)神經(jīng)病學(xué)分會(huì)委員、天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科主任醫(yī)師薛蓉介紹說(shuō),人在清醒時(shí)經(jīng)歷的一切,隨后將會(huì)以記憶的形式儲(chǔ)存起來(lái)。然而,并非所有的經(jīng)歷都“值得記住”。這些經(jīng)歷按照重要程度被篩選劃分,隨后產(chǎn)生了“記憶鞏固”和“遺忘”兩種命運(yùn)。而通過(guò)對(duì)人類(lèi)在睡眠中的監(jiān)測(cè),也有一些觀點(diǎn)可以證實(shí),人在睡眠中會(huì)“主動(dòng)遺忘”。

目前關(guān)于在睡眠中遺忘機(jī)制的啟動(dòng)主要有兩種觀點(diǎn),一種是可能與下丘腦黑色素聚集激素神經(jīng)元有關(guān)。日本學(xué)者發(fā)現(xiàn)一種僅在REM期(快速眼動(dòng)期)激活的一類(lèi)神經(jīng)元可以分泌一種“黑色素聚集激素”的物質(zhì),可映射至海馬區(qū),海馬是大腦中對(duì)于學(xué)習(xí)與記憶非常重要的腦區(qū)。黑色素聚集激素神經(jīng)元的激活在促進(jìn)REM期睡眠的同時(shí),顯著抑制海馬神經(jīng)元活性,導(dǎo)致遺忘,動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了該說(shuō)法的可信性。實(shí)驗(yàn)中,只在REM期抑制小鼠本該激活的黑色素聚集激素細(xì)胞,醒后小鼠的記憶變得更好。

另一種觀點(diǎn)可能與突觸重整來(lái)達(dá)到突觸穩(wěn)態(tài)有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),覺(jué)醒持續(xù)一定時(shí)間后,與學(xué)習(xí)記憶有關(guān)的通路會(huì)出現(xiàn)突觸數(shù)量增多、體積增大、膜上受體過(guò)多等表現(xiàn),這些變化會(huì)導(dǎo)致進(jìn)一步占據(jù)有限空間,消耗能量,使突觸傳遞效率下降。睡眠可移除覺(jué)醒期細(xì)胞膜上增加的受體,減小一部分并不重要的新突觸,與此同時(shí)它還會(huì)巧妙地加強(qiáng)和保存一小部分比較重要的突觸,恢復(fù)突觸權(quán)重,保證突觸穩(wěn)態(tài),從而提高突觸傳遞效率。

薛蓉表示,遺忘的機(jī)制可能與突觸重整來(lái)達(dá)到突觸穩(wěn)態(tài)有關(guān),也可能與下丘腦黑色素聚集激素神經(jīng)元有關(guān),但仍需我們進(jìn)一步研究。

除此之外,還有科學(xué)家認(rèn)為,大腦的遺忘能力可能會(huì)阻止一種“過(guò)度擬合”的效應(yīng)。在人工智能領(lǐng)域,這種“過(guò)度擬合”效應(yīng)被定義為,當(dāng)一個(gè)數(shù)學(xué)模型過(guò)于擅長(zhǎng)匹配它用來(lái)編程的數(shù)據(jù)時(shí),它無(wú)法預(yù)測(cè)接下來(lái)可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)。比如一個(gè)人受到狗的攻擊,如果記住的不僅是在公園里突然移動(dòng)嚇到了狗,導(dǎo)致它咆哮和咬人,還要記住狗松軟的耳朵、皮毛特點(diǎn)等細(xì)節(jié),很難讓人總結(jié)經(jīng)驗(yàn),防止自己以后再次被咬。大腦完全可能會(huì)有一些受控制的“主動(dòng)遺忘”,以防止我們過(guò)度擬合自己的經(jīng)歷。

這些疾病到底因過(guò)度興奮還是遺忘障礙

“之前的研究都是記憶本身或是記憶過(guò)程出了問(wèn)題,我們認(rèn)為這種‘記不住事’是由記憶障礙造成的。在臨床上常見(jiàn)的疾病也都是以記憶障礙為主,它是由于大腦的神經(jīng)元壞死,出現(xiàn)了一些異常物質(zhì)的沉積導(dǎo)致記憶出現(xiàn)了問(wèn)題,患者無(wú)法想起來(lái)之前的事情,造成遠(yuǎn)期記憶的遺忘。”天津市環(huán)湖醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科朱志中副主任醫(yī)師解釋說(shuō),有些人記不住事,是因?yàn)橛洃涍^(guò)程中出現(xiàn)了bug,記憶的過(guò)程是先認(rèn)知認(rèn)識(shí),然后存儲(chǔ),最后提取。記憶障礙是存儲(chǔ)和提取通道出現(xiàn)了問(wèn)題。打個(gè)形象的比喻,大腦就像我們的U盤(pán),記憶障礙就是我們雖然可以正常往U盤(pán)里拷貝文件,但是U盤(pán)或者是提取文件的路徑出現(xiàn)了故障,表現(xiàn)出來(lái)的就是U盤(pán)不顯示任何信息。

而最新的研究,使我們可以從另一個(gè)角度來(lái)解釋這些和“遺忘”相關(guān)的疾病,它們的發(fā)生,可能是由于遺忘機(jī)制的過(guò)度興奮或遺忘障礙而造成的。比如阿爾茨海默病(老年癡呆),可能就是遺忘機(jī)制的過(guò)度活化,導(dǎo)致一些很重要的信息也被清除了。而創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙則是由于遺忘障礙,不能及時(shí)清除不良記憶,導(dǎo)致持續(xù)出現(xiàn)這種心理問(wèn)題。這種主動(dòng)遺忘,就像我們把文件可以正常的拷貝進(jìn)U盤(pán),但是由于過(guò)度清理或者刪除了,雖然表現(xiàn)出來(lái)的也是U盤(pán)沒(méi)有文件的顯示,但這兩種同樣的表現(xiàn)發(fā)生的原因截然不同。

“記憶和遺忘都是正常的大腦功能,這兩個(gè)功能一起來(lái)維持大腦的平衡。”朱志中表示,大腦里的遞質(zhì)特別多,涉及的區(qū)域、環(huán)路又特別復(fù)雜,記憶和遺忘之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系靠哪些結(jié)構(gòu)和遞質(zhì)維持,目前還沒(méi)有實(shí)驗(yàn)研究來(lái)支持,還需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)。如果遺忘確實(shí)是記憶過(guò)程中能夠被很好地控制、與生俱來(lái)的一部分,那么這個(gè)過(guò)程如果失調(diào),可能會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。過(guò)度遺忘可能會(huì)導(dǎo)致我們抹除一些有用的信息,同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致創(chuàng)傷恢復(fù)困難。“主動(dòng)遺忘”為何會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題,目前這一問(wèn)題也尚未有答案。

標(biāo)簽: 遺忘

責(zé)任編輯:FD31
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