
記憶是大腦的基礎之一。它可以幫助我們確保安全 - 紅爐燃燒器很熱,不要觸摸它! - 並構成了我們對生活的身份和敘事的基礎。
那麼,大腦如何存儲記憶並取回它們?
最簡單的答案是人腦每個新內存都會重塑自身。這是通過突觸的作用或腦細胞之間的微小間隙發生的。腦細胞或神經元通過優雅的電化學系統相互通信。一個細胞的電荷變化會觸發突觸跨突觸的化學物質的釋放。然後,神經遞質在間隙的另一側被神經元吸收,在那裡它們會觸發該細胞中的電氣變化。
南加州大學神經科學家唐·阿諾德(Don Arnold)說:“最終,記憶是在電路中編碼的,突觸只是蝕刻這些電路的一種手段。” “這就是在製作內存時在大腦中改變的原因,您擁有編碼內存的新電路。”
當一個神經元不斷刺激另一個神經元時,它們的聯繫就會加強,這意味著他們隨著時間的流逝而變得越來越容易互相刺激。當他們很少交流時,他們的債券會減弱,有時他們停止完全交流。在最基本的層面上,大腦可以通過加強神經元網絡之間的連接來存儲記憶。
大腦中存儲在哪裡?
人的記憶存儲在幾個大腦區域。最重要的是海馬,它實際上是一對塞在大腦深處並像海馬一樣捲入自己的區域。這些配對區域對於初始記憶形成很重要,並在從短期存儲到長期存儲的記憶轉移中起關鍵作用。
短期記憶僅持續20或30秒,然後消失。例如,您可能會記住一個新的電話號碼來撥打它,但是除非您一次又一次地排練數字,否則形成短期內存的神經電路將停止一起激活,並且內存將消失。
當您排練信息或嘗試記住它時,海馬啟動以加強電路。隨著時間的流逝,長期記憶被轉移到新皮層,這是大腦的外部皺紋部分,負責我們許多有意識的經歷。 (儘管大腦中沒有任何簡單,但2017年發表在《期刊》上科學發現這些長期記憶的一些殘留物也留在海馬中。 )
杏仁核是人腦的杏仁形區域,有助於處理諸如恐懼之類的情緒,在記憶中也起著作用。在三月份發表在《期刊》上的一項研究中 國家科學院論文集,阿諾德和同事研究人員發現,當Fish學會將光與痛苦的感覺聯繫起來時,他們在一個名為Pallium的大腦區域的一部分中開發了新的突觸,並在Pallium的另一部分中丟失了突觸。 Arnold說,pallium類似於杏仁核,在研究中加強突觸的魚類pallium的一部分充滿了參與處理疼痛刺激的神經元,而魚類的神經元之間的突觸失去了陽性或中性刺激的神經元。
洛杉磯分校的神經科學家Avishek Adhikari說,情感是記憶創造的重要組成部分。積極的情緒狀況和負面情緒狀況都比中立事件更好,這可能是出於生存的原因:記住對您非常有益或非常糟糕的事物可能很重要。
Adhikari告訴Live Science,大腦釋放了較高的某些神經遞質濃度,並且這些神經遞質的存在可以增強海馬中的記憶電路。
記憶中涉及的其他區域是基底神經節和小腦,它們處理所需的電機記憶,例如,彈奏鋼琴件和前額葉皮層,這有助於“工作記憶”,當您需要在腦海中持有足夠長時間的信息以操縱它,例如在解決數學問題時涉及它,這些記憶涉及這些記憶。根據昆士蘭大學的說法。
記憶的奧秘
新神經元的形成也在記憶存儲中也起著重要作用,即使在成年大腦中也是如此。科學家曾經認為大腦在青春期後停止產生新的神經元,但是在過去的二十年中,研究表明 成人大腦使新神經元,但是這些神經元是學習和記憶的關鍵。 2019年期刊的一項研究 細胞幹細胞發現即使在80年代和90年代的人們中,海馬仍會繼續產生新的神經元。
很難觀察到工作大腦中的記憶形成和處理。 Arnold告訴Live Science,突觸很小且眾多(成年人的大腦中大約有一萬億美元),很難對大腦表面的成像進行成像。成像方法還需要能夠避免干擾大腦功能。不過,新技術正在實現新發現。例如,為了凝視斑馬魚的大腦,它在學會將閃光燈與不愉快的感覺相關聯時,阿諾德和他的同事改變了魚類基因組,以便它在其突觸上顯示熒光蛋白。然後,研究人員可以使用專門的顯微鏡拍攝這些突觸的圖像,並監視它們以進行更改。
了解記憶的工作原理對於朝著像阿爾茨海默氏病這樣的疾病的治療邁進,這會導致記憶喪失。了解一些內存的怪癖也可以幫助改善內存。例如,海馬不僅參與了鞏固記憶的涉及,而且還參與了導航的地方 - 考慮到記住自己的位置以及試圖到處時的重要性。他們將在精神上將他們想記住的每個項目與一個想像的位置相關聯 - 一個稱為A的技巧記憶宮。通過在他們的腦海中想像這個地方,在這種技術中實踐的人可以回想起大量信息。
阿迪卡里說:“這是一件非常奇怪的事情,但起作用的原因是海馬特別擅長繪製空間路線。”最初發表在現場科學上。
最初發表在現場科學上。