第1章
是什么使你之为“你”
想象一下大脑吧,那个光彩照人的生命堆,那个灰白色细胞的宏大集群,那个梦工厂,那个球状颅骨内的小暴君,那一团操控一切的神经元簇,那个无处不达的小不点儿,那个变化无常的快乐穹顶,那个将太多自我纳入颅骨的褶皱衣橱,就好似塞满了衣物的运动包。
——《心灵炼金术》,作者黛安·艾克曼
1992 年,我第一次看到鲜活的人类大脑,对我来说,这是一次强大而改变人生的经历。无论是过去还是现在,我都难以相信,那成就了今天的我们,并将成就未来的我们的力量,以及我们对于这个世界的诠释,竟然都藏身于这一团错综交织的生理组织中。当我在描述神经外科手术过程时,大多数人都试图想象出人类大脑的模样,可惜他们往往都有点儿想偏了。尽管被称作脑灰质,但大脑的外观看起来并不像一个沉闷乏味的灰色团块。其实它更偏粉红色,带有白黄色斑块,大血管在它表面及内部流过。它有很深的裂缝,称为“脑沟”(sulci);有如重峦叠嶂般的隆起,称为脑回(gyri)。深深的裂缝以惊人的一致方式将大脑分为不同的脑叶。在手术中,大脑微微搏动于颅骨边缘,看起来相当有活力。就黏稠度而言,它没有那么有弹性,比较黏糊,更像是凝胶。尽管大脑的功能不可思议,而且丰富多样,但它却是那么脆弱,这总是让我感到惊愕。一看到大脑,你就会情不自禁地想要去保护它、照顾它。
对我来说,大脑一直有点儿神秘。其重量仅 3 磅多一点点,却包含了我们做任何事情所需要的所有回路。仔细想想看,大脑的重量比大多数笔记本电脑都轻,但其性能却是任何电脑现在和将来都无法匹敌的。事实上,人们常说的那个所谓“大脑就像电脑”的比喻,在很多方面都不恰当。我们尽可以拿大脑的处理速度、存储容量、回路、编码、加密等方面来与电脑做比较,但是大脑并没有固定的有待填满的记忆容量,也不像计算机那样运算。甚至连我们每个人对世界的看法和感知——也是对我们所关注的和预期的对象的一种主动的诠释和结果——都不是对信息输入的被动接受。的确,我们眼中看到的世界最初是颠倒的,然后大脑接收这个输入并将其转换成正确的影像。此外,眼睛后部的视网膜为大脑提供了两只眼睛所看到的二维影像,然后大脑将这些影像转换成美丽的、有纹理的三维影像,从而提供深度感知。我们的视觉中都存在盲点,而我们的大脑则不断地用你甚至都没有意识到自己正在收集的数据来填补这些盲点。无论将来人工智能变得多么复杂,也总有一些事情唯有人脑才能做到,而电脑却不行。
与其他哺乳动物相比,我们大脑的体积相对于身体其余部分而言简直大得惊人。以大象为例,其大脑只占其总体重的 1/550,而我们的大脑大约占我们体重的 1/40。但最使我们有别于其他物种的特征是我们惊人的思考能力,并且这种思考能力的存在远不止为了生存。例如,鱼类、两栖动物、爬行动物和鸟类被认为不会进行太多的“思考”,至少我们是这样认为的。但是所有的动物都在所谓的“爬行类大脑”的控制下,只关心日常的进食、睡眠、繁殖和生存这些本能的自动过程。我们也有自己的内部原始爬行类大脑,它为我们执行同样的功能,事实上,它驱动着我们的很多行为(也许比我们愿意承认的还要多)。但正是我们大脑皮层的复杂程度和体积,让我们相较于猫和狗,能执行更复杂的任务。我们可以成功地使用语言,获得复杂的技能,创造工具,生活在社会群体中,这都归功于我们大脑中像树皮一样的皮层。皮层(Cortex)在拉丁语中是“树皮”的意思,但在此处是指大脑的最外层,上面布满了褶皱、隆起和凹处。由于大脑反复自我折叠,其表面积比你想象的要大很多,平均为 2 平方英尺[1]多一点儿,尽管精确计算的结果的确有所不同(如果全部展开能覆盖一两页标准报纸)。1这些褶沟的某个深处也许就是意识的栖身之所。真是令人陶醉之物!
据估计,人类大脑包含(或多或少)1 000 亿个脑细胞、神经元和数十亿根神经纤维(尽管没有人知道确切的数字,因为到目前为止尚不可能进行精确的计算)。2这些神经元由数万亿个被称为“突触”的接点连接在一起。正是通过这些接点,我们能够进行抽象思考、感到愤怒或饥饿、记忆、辩解、做决定、富有创意、形成语言、追忆过去、规划未来、保持道德信念、交流我们的意图、构思复杂的故事、做出判断、应对社交中的微妙线索、协调舞蹈动作、知道哪条路是向上或向下的、解决复杂问题、撒谎或讲笑话、踮起脚尖行走、嗅到空气中的气味、呼吸、感知恐惧或危险、做出被动或主动的攻击行为、学习建造宇宙飞船、晚上睡个好觉并做梦、表达和体验如爱这样的深度情感、以一种异常复杂的方式分析信息和刺激因等。我们还可以同时做很多这样的任务。也许就像你此刻正一边读着这本书,一边喝着饮料,消化着午餐,一边还计划着今年什么时候整理一下杂乱的车库,同时(“在心底里”)思忖着你的周末计划。当然,除了诸如此类的许多事情,你还得呼吸。
大脑的每个部分都有其特定的用途,这些部分相互联系,共同以协调一致的方式发挥作用。最后这一点才是我们最新认识大脑的关键。在我上中学的时候,人们认为大脑是有着不同功能分区的,一个区域负责抽象思维,另一个区域负责在线条内着色,还有一个区域负责形成语言。如果你上过高中生物课,你可能听说过菲尼亚斯·盖奇(Phineas Gage)的故事,他是最著名的严重脑损伤幸存者之一。然而,你可能并不清楚,在我们远没有掌握测量、测试和检查大脑功能的先进技术的当时,他的不幸意外究竟在多大程度上为科学家揭示了大脑的内部工作机制。1848 年,25 岁的盖奇在佛蒙特州卡文迪什一条铁路的建设工地工作。一天,他用一根长 43 英寸[2]、直径 1.25 英寸、重 13.25 磅的大钢钎往一个洞里杵火药,火药突然爆炸了。朝上飞起的钢钎扎进了盖奇的脸,穿透其左脸颊,并一路穿过他的头部(及脑子),最后从头顶上钻出。他的左眼瞎了,但他并没有死,甚至都没有失去知觉,也没有经受剧烈的疼痛,还跟最先抢救他的医生说:“这下可够你忙活的啦!”图 1 左边这张照片(使用被称为达盖尔银版照相法的早期摄影技术)是盖奇从事故中恢复后,拿着肇事钢钎拍摄的。这张照片是在 2009 年才被发现和确认的。照片右边是约翰·哈洛医生画的一幅素描,他治疗过盖奇,并在笔记中画了这幅素描,后由马萨诸塞州医学会发表。3
图 1 菲尼亚斯·盖奇的照片和协助治疗他的镇医约翰·M.哈洛画的素描
然而,盖奇的性格并未完好无损地躲过这次打击。根据一些记载,他从一个模范绅士变成了一个刻薄、暴力、不可靠的人。菲尼亚斯·盖奇离奇的经历是证明大脑特定区域遭受创伤与人格发生改变之间存在联系的首个案例。这种关联性以前从未这么明确。要知道,在19 世纪,颅相学家仍然认为,测量一个人头骨上凸起部位的大小可以评估其性格。那次事故发生十多年后,菲尼亚斯·盖奇在经历了一系列的癫痫抽搐之后去世,年仅 36 岁。从那以后,他的事例就一直记载于医学文献中,令他成为神经科学领域中最著名的病人之一。菲尼亚斯·盖奇还教给我们对本书格外重要的另一些东西。他的一些生活记录表明,在他离世前不久,他又恢复了和蔼可亲的本性,这表明即使是在遭受重创之后,大脑仍有自愈和自我复原的能力。这种在大脑因伤受损的区域重建网络和连接的过程被称为神经可塑性(neuroplasticity),是我们将要探索的一个重要概念。大脑并非像我们过去所认为的那样是静止的。在我们整个的生命周期中,大脑始终充满活力,而且会不断成长、不断学习、不断变化。这种活力给每个想要保持心智健全的人带来了希望。
尽管有关盖奇事故的文献让我们对大脑的复杂性及其与人的行为之间的联系有了初步了解,但我们还是花了一个多世纪才明白,大脑惊人的力量并非简单地源自它的每一个解剖学分区。正是这些部分之间的回路和通信构成了我们复杂的反应与行为。大脑的许多分区在我们生命的不同阶段以不同的速度发育。基于这个原因,成年人解决问题的方式不同于儿童,而且速度快得多。年长者可能在运动技能方面有困难,比如在黑暗中行走和协调动作,而青少年则可能是拥有完美视力的田径明星。
一想到大脑,我们大多数人可能想的就是那个令我们之为我们的大脑元素。我们真正给予沉思的是心灵,即那个包含了我们全部意识的角色,它能反映我们最本质的内在声音,或如某些人所说的,我们整天不绝于耳的内心独白。正是你的那个“你”整天对你呼来唤去,不仅提出重要的问题,也提出愚蠢的问题,偶尔还会影响你的情绪,让你的生活面临一系列的抉择。我一直感到困惑的还有,我们所经历的每一个嫉妒、不安全和恐惧的时刻竟然都存储于大脑的那些褶沟里。另外,大脑总能以某种方式接收数据并创造希望、欢乐和愉悦。
思维是我研究大脑的第一个动力。然而,奇怪的是,我们仍然不真的清楚意识在大脑中的确切位置,甚至不清楚它是否完全存在于大脑中。我认为这是带有根本性的重要一点。那种对自身及周边环境完全清楚的状态,即意识,是论及其他一切事物的基础,而它仍然是难以捉摸的。当然,我可以告诉你,大脑中处理视觉、解数学题、知道如何说一门语言、走路、系鞋带和计划度假的神经网络在哪里。然而,我不能确切地告诉你你的自我意识从何而来,这可能是整个大脑诸多因素汇集起来共同作用的结果,也是元认知的结果,这些活动涉及大脑众多区域的相互联通。
进入大脑是一个高度协调和精心计划的旅程。首先,切开皮肤。顺便说一句,皮肤含有必须被麻醉才能进行脑部手术的痛感纤维,而头盖骨和大脑这个支配整个身体的器官本身却没有自己的传感接收器。这就是为什么在病人保持清醒的状态下进行脑部手术是一种选项(菲尼亚斯·盖奇感觉微痛大概也是出于同样的原因)。覆盖大脑的那一层硬脑膜(“坚强母亲”)也有一些感觉纤维,但大脑本身却没有。用孩子们的话说,这也太“变态”了。
我一旦看到一个人的脑袋内部,通常都有那么一刻会想,这大脑也太容易被操控了。在你溜进那座城堡(颅骨)后,你的行动完全自由。大脑漂浮在清澈的液体中,没有明显的气味。在你解剖、穿刺、探查和切割时,大脑几乎不做任何抵抗。如果大脑某个部位承受的压力过大,病人的一条手臂或腿就有可能丧失功能,而另一个部位的压力则会致使病人出现严重的头晕症状。仅一个简单的剪断动作就可能夺去病人的嗅觉,而更大的剪断动作则可能让人失明,甚至更糟。我常常想,为什么大脑不愿意进行更多的抗争呢?
我知道大脑在手术中暴露在外是多么脆弱,所以我每次做手术都搞得自己像个特战队队员,或者像个训练有素的贼。我的目标就是迅速进入,摘下需要的东西(譬如肿瘤、脓肿块或者动脉瘤),然后不留痕迹地赶紧撤出。我想尽最大可能不去干扰大脑。
大脑或许因为被包裹在坚硬的骨骼中,所以经常被人当作一个黑匣子。之所以这样是因为人们只能看到它接受输入和输出的情形,却对其内部运作机制一无所知。无从深入其中,也无法破解。或许这就是为什么医疗机构都会无奈地顺嘴一说:“凡是对心脏有益的,对大脑也有益。”然而,事实是,这句话之所以流行,很大程度上是因为心脏和大脑都有血管。当然,大脑的复杂程度是指数级的。更重要的是,心脏虽然是一个光环耀眼的泵,一个当之无愧的工程奇迹,但仍然是可以在工程师的实验室里进行复制的泵。从来就没有真正适合大脑的比喻。假如你因为一些可怕的头部损伤而脑死亡,那就找不到替代品了。大脑不仅是我们身体的指挥中枢,也是我们生存的指挥中枢。不管我们已经花了多大力气对它进行测绘,加以探究,并将化学物质注入其中,我们都不能十分确定是什么让它如此运转,或者有什么能放慢它的运转。这一点无疑加重了我们在努力理解和治疗神经退行性衰退、各种复杂的病程及大脑功能障碍(从自闭症到阿尔茨海默病)方面的挫败感。
现在还有一线希望:我们可能永远都不会了解有关人类大脑的所有神秘的困惑,然后像我父母操控汽车那样控制它,但这没关系。也许我们本就不应该知道意识的栖身之所,或者我们个人的认知和观点是如何在神经元中产生的。对,我们不能像触摸皮肤或鼻子那样触摸大脑,但我们知道它就在那里,就像我们呼吸的空气和吹在脸上的风一样。我们还知道,大脑是让人百思不得其解的另一大奇迹的家园,而这奇迹是我们既看不见、摸不到,也感觉不到的,但它却与大脑紧密相连,它就是记忆,是记住的过程。不过,正如你即将了解到的,它可远不止于此。它使我们人类举世无双,也是我们拥有一颗敏锐、思维迅疾、韧性强的大脑的第一支柱。
● 与大脑相关的数据
○ 正常的人类大脑占身体总重量的 2%至 2.5%,消耗身体总能量和氧气摄入量的 20%。
○ 大脑约有 73%是水(心脏也是如此),因此仅脱水 2%就会影响你的注意力、记忆力和其他认知能力,而喝几盎司[3]的水就可以扭转这一情况。
○ 你的大脑重 3 磅多一点儿。60%的干重为脂肪,这使得大脑成为人体中脂肪含量最高的器官。
○ 所有的脑细胞都不一样。大脑中有许多不同类型的神经元,每一种都有重要的功能。
○ 大脑是最后成熟的一个器官。任何家长都可以证明,儿童和青少年的大脑尚未完全发育成熟,这就是为什么他们会做出危险的行为,很难控制自己的情绪。直到 25 岁左右,人类的大脑才完全成熟。
○ 大脑信息的传播速度比某些赛车还要快,高达每小时 250 英里[4]。
○ 大脑所产生的电足以点亮一盏低瓦数的LED(发光二极管)灯。
○ 一般人的大脑每天会产生成千上万个想法。
○ 每分钟有 750~1000 毫升的血液流经大脑。这足以装满一个酒瓶,甚至不止。每一分钟哦!
○ 大脑处理视觉图像的时间比你眨眼的时间要短。
○ 海马体被认为是大脑的记忆中心,且已有记录证明,与普通人相比,那些从事有极高认知需求的工作的从业者脑中的海马体要大得多。例如,伦敦的出租车司机在伦敦 25 000 条街道上穿梭往来,每一单出车都是一次心力锻炼。然而,由于GPS(全球定位系统)的存在,他们的记忆中心可能会变得越来越小。
○ 大脑的生长在 24 岁这个年轻得令人惊讶的年龄开始减速,这正好是大脑即将完全成熟之前,但其不同的认知技能可以在不同的年龄达到顶峰。无论你年龄多大,你都有可能在某些事情上做得更好。一个极端的例子就是词汇技能,你有可能在 70 岁出头的年龄才达到巅峰状态!4
记忆、思考和高心智功能的本质
记忆正如古希腊剧作家埃斯库罗斯所说,是一切智慧之母。但它也是与我们有关的一切之母。你祖母烹饪的饭菜散发的香味、你孩子的稚嫩童音、你过世的老爸的音容笑貌、你 20 年前那次度假的美好点滴,都是构成我们持续不断的人生经历及赋予我们自我意识和身份的记忆。记忆让我们感觉自己活着,有能力,有价值。记忆还有助于我们同特定的人和环境融洽相处,将过去与现在联系起来,并为未来勾勒出框架。即便是不好的记忆也可能有用,因为它可以帮助我们避免某些情况,并提示我们做出更好的决定。
记忆是得到最普遍公认的认知功能,是大脑的一种高级功能。除了记忆,认知还包括注意力、写作、阅读、抽象思维、做决策、解决问题和执行日常任务,比如开车时把握行车路线、在餐馆里计算小费、评判你所吃食物的优劣或欣赏不同艺术家的作品。记忆是一切学习的基石,因为它是我们存储和处理知识的地方。我们的记忆必须决定哪些信息值得保存,以及按照它与我们业已储备的先前知识的关系决定其最适合的位置。我们存储在记忆中的东西能帮助我们处理新情况。
然而,我们许多人都错误地把记忆理解为单纯的“记住”。我们将记忆视作一座仓库,当我们不用知识的时候,我们就将之存储于此,但这个比喻是不正确的,因为记忆并不像实体建筑那样是静态的。由于我们不停地接收新的信息并对其进行解读,我们的记忆也在不断的变化之中。从大脑的角度来看,未来的新信息和新经历可以改变我们对过去的记忆。借用进化论的语汇来说,能够回忆起某一特定事件的所有细节,并不一定是一种生存优势。我们记忆的功能更多的是帮助建立和维持一种连贯一致的生命叙事,这种叙事不仅符合我们自身的情况,还会随着新的经历而不断变化。这种动态就是我们的记忆虽不是对过去的准确而客观的记录,但依然是真实的部分原因。记忆很容易被污染或改变,即使对记忆力没有问题的人来说也是如此。几年前,我做过一篇关于兔八哥和迪士尼乐园的报道,主要基于心理学教授伊丽莎白·洛夫特斯(Elizabeth Loftus)的一项研究。在这项研究中,她在迪士尼主题公园里向游客展示了以迪士尼卡通人物形象为特征的广告。其中有些广告的主角是兔八哥,看过这些广告的人往往相信他们确实在迪士尼公园邂逅过兔八哥,甚至还和他握过手。他们有时还会描述说他嘴里含着根胡萝卜,一对大耳朵支棱着,还学他说过的话,比如,“怎么啦,医生?”问题是,兔八哥是华纳兄弟公司的电影角色,你永远不可能在迪士尼公园里看到他。洛夫特斯以此证明了记忆是多么容易被植入或被操纵。
现在,想象一下,当你在杂志、报纸或网上读到一篇文章时,会发生什么情形。你在汲取新信息的同时,也会使用先前已经存储在记忆中的信息。新的信息还会唤起你内心某些根深蒂固的信念、价值观和想法,这些对你来说都是独一无二的,也有助于你解读新获得的信息,理解其意义,将其融入你的世界观,然后决定是要保留它(同时改变先前已存储的信息)还是忘记它。因此,当你读这篇文章的时候,你的记忆实际上已经发生了改变,方式就是添加新信息并为新信息找到新的储存位置。与此同时,你也给了自己一个不同的途径来将新信息同现已稍加修改的旧信息联结起来。这一点很复杂,或许跟你以前对于记忆的想法完全不同。但重要的是要知道,记忆的过程从根本上来说是一个学习的过程,是不断解读和分析新信息的结果。每次你使用你的记忆,你就会改变它。这一点非常重要。当谈到改善或保存记忆时,我们首先应当了解记忆到底是什么,它对于任何特定的人来说又意味着什么。
我们一般都会担心自己记不住别人的名字或者忘记钥匙放在了哪里,但我们也应该担心自己是否拥有所需的记忆力来担当好任何角色,如专业人士、父母、兄弟姐妹、朋友、创新者、导师等。无论我们谈论的是保证我们的认知能力终身不打折并避开痴呆所需的那种记忆力,还是以巅峰状态出演我们的日常角色并尽职尽责所需的那种记忆力,我们说的都是这同一种记忆力。我之所以如此详细地描述这一点,是因为你对自己的记忆力理解得越多,你就越有动力去改善它。
就在不久以前,神经科学家们还在用文件柜之类的比喻描述记忆,说它就好像是存储着个人记忆文件的文件柜。但今天我们知道,记忆是不能用如此具体的术语来描述的。记忆要复杂得多,而且是多变的。我们还知道,记忆并非真的仅局限或产生于大脑的某个特定位置。记忆是一种全脑范围的主动协同,在全速运转时几乎涉及大脑的每个部分。正是因为这一点,新的研究才显示出获得能够调协记忆的那种能力还是大有希望的。因为记忆会通过一个分布很广的网络以低频调协那些互动,并发出被称为塞塔脑波(theta waves)的韵律,神经学家正尝试以无创电流刺激大脑内部的关键区域,以便与大脑神经回路实现物理同步,这类似于一个管弦乐队指挥在演出中微调弦乐部分的演奏。这类研究及由此产生的潜在疗法还处于起步阶段,但人们相信,有一天我们也许能够将一位 70 岁的人的记忆力调整为比其年轻几十岁的人的记忆力。
如果我让你回忆一下你昨晚吃了什么,你脑海里就会浮现一个画面,也许是一份马沙拉酒炖鸡或者一碗辣椒。这个记忆片段并非就待在某个神经通道里等着被检索。你脑海里的晚餐画面是一种极为复杂的多过程处理的结果,这些过程分散在整个大脑中,涉及多个神经网络。构建记忆是将大脑中的网格状细胞的不同记忆“快照”或印象重新组合起来。换句话说,你的记忆并不是一个单一的系统,而是由众多系统构成的网络,其中的每个系统在创造、存储和回忆方面都扮演着独特的角色。当你的大脑正常处理信息时,所有系统会同步工作,以提供连贯的思想。因此,单个的记忆都是复杂构建的结果。试想一下你最喜欢的宠物。让我们假设它是一条名叫博斯科的狗。当你的大脑给狗狗画像时,你并非仅从某一个地方截取关于博斯科模样的记忆。大脑要检索狗的名字、外观、行为和叫声,而你对它的感情也会参与其中。一切跟博斯科有关的记忆都来自大脑的不同区域,因此你对博斯科的完整形象是由许多区域主动重建的。研究大脑的科学家才刚刚开始了解记忆的各部分是如何组合成一个连贯的整体的。你可以这样想:当你要唤起一段记忆时,就和拼成一幅巨大的拼图似的,你必定要从一个个记忆碎片开始。当这些碎片聚集在一起,相互连接并构建成一个影像时,它们就开始讲故事、传图像或分享知识。拼图变得越来越大,也就越来越显示出其意义。当你放上最后一块碎片时,你已经收集到一段完整“记忆”所需的所有信息。通过这个类比,你就会明白,为了能让记忆正常工作,首先要有对的拼图碎片,然后要各归其位地将它们拼合,这就类似于将源自大脑不同部分的信息统合成有意义的东西。如果碎片有缺失或没有按照设计拼接,那记忆就不会完美地连接在一起,就会出现偏差、漏洞和未被定义的结果。
音乐是一个颇能说明问题的例子。如果你想唱一首歌,你必须先想起歌词并能够说出来。这通常涉及大脑的左侧,具体而言就是颞叶(temporal lobe)。但把这些歌词唱出来所要用到的大脑部位,比单单说出来要多,即还需要同时调用右顶叶(right parietal)和颞叶。这两个分区负责处理音高、音调等非语言记忆。这些信息必须在大脑左右两边来回移动,才能同步和整合数据。如果你想在音乐中加入韵律或节拍,那通常来自大脑的后部,也就是我们所说的小脑(cerebellum)。你懂的。用功能性磁共振成像(fMRI)扫描仪观察一个正在唱歌的人的大脑就像观看晴朗夜空中的灯光秀。然而我们知道,即使是患有中晚期痴呆的人,他们也可以毫无问题地唱从小就会的那些歌。总而言之,他们大脑中互不相干的地方仍然能够协调一致共同工作,即使记忆系统中独立分散的部分开始失效。
当你做一个看似单一的动作,比如驾驶汽车时,你也会经历同样复杂精密的过程。你脑海中有关如何驾驶车辆的记忆来自一组脑细胞;有关如何穿街走巷到达目的地的记忆来自另一组神经元;对遵守交通规则和指路标识的记忆源于另一类脑细胞;而你对驾驶体验本身的想法和感受,包括任何与其他车辆的往来交错,则都来自另一组细胞。你不会自觉地意识到所有独立的心理活动和认知神经活动,然而它们却以某种完美和谐的方式相互配合来组成你的整体体验。事实上,我们甚至不知道我们如何记忆和我们如何思考之间的真正区别。但是,我们知道它们紧密地交织在一起。这就是为什么真正提高记忆力绝不是利用记忆技巧这么简单,尽管它们可以帮助增强记忆力的某些成分。这里有一条底线,即要在认知水平上改善和保存记忆,就必须努力使大脑的所有功能都发挥作用。
科学家们还没有完全弄清大脑如何思考、组织记忆和回想信息背后的确切生理学原理,但他们已经提供了足够的实用知识,可以用来陈述与此惊人壮举相关的一些可靠事实。
我们可以分三个阶段来考虑建立记忆:编码、存储和检索。
● 构建记忆(编码)
构建记忆要从编码开始,编码要从你的感官对某段体验的感知开始。追忆一下你遇见你爱上甚至后来与之结婚的那个人的情形。首次见面时,你的眼睛、耳朵和鼻子都会注意到那个人的体貌特征、声音和气味。或许你也打动了那个人。这些单独的感知都会被传送到海马体,这个大脑区域将这些感知或印象整合成一种单一的体验,在此例中,就是对这个人的体验。
虽然记忆功能的实现得益于大脑的所有分区,但海马体却是大脑的记忆中心。(研究表明,随着海马体萎缩,你的记忆力也会萎缩;研究还表明,腰臀比越高,体重越重,海马体就越小。后面我还会论及。)在大脑额叶皮层的帮助下,你的海马体负责分析这些不同的感知输入,并评估它们是否值得记忆。那么,理解记忆和学习如何在生化水平上发生就非常重要,这将有助于你理解为什么我提出的策略会对你有效。所有对感知的分析和过滤都是通过大脑的电流语言和化学信使进行的。如你所知,神经细胞与其他细胞在称作“突触”的端点相连。在这里,携带信息的电脉冲跨越细胞之间的超小空间或“间隙”,触发了被称为神经递质(neurotransmitters)的化学信使的释放。常见的神经递质有多巴胺(dopamine)、去甲肾上腺素(norepinephrine)和肾上腺素(epinephrine)。当穿过这些细胞间隙时,它们就会附着在相邻的细胞上。一个典型的大脑有数万亿个突触。接收这些电脉冲的脑细胞片段被称为树突(dendrites),字面意思是“树状的”,因为它们是神经细胞延伸到附近脑细胞的短分支。
脑细胞之间的附着物在本质上是极度动态的。换句话说,它们不像电缆那样被固定住。它们会不断地变化和增长(或缩小)。大脑细胞在一个网络中一起工作,将自己组织成一个个专门的小组,以服务于不同类型的信息处理。当一个脑细胞向另一个脑细胞发送信号时,两者之间的突触就会增强,而且这两者之间的特定信号发送得越频繁,相互的连接也就越强,正所谓“熟能生巧”。每次有新体验时,你的大脑就会稍微重新连接以适应新的体验。新的体验和学习会导致新的树突形成,而重复的行为和学习会导致已有的树突变得更加根深蒂固。当然,这两者都很重要。新产生的树突,即使是较弱的树突,也称作可塑性(plasticity)。这种可塑性可以帮助你的大脑在受损时自我修复。它也是韧性的核心成分,对构建一个更好的大脑至关重要(详见第3 章)。所以,当你行走于大千世界并学习新事物时,突触和树突发生着变化,从而产生更多的连接,与此同时,有些连接可能会被削弱。大脑永远会根据你的经历、你的受教育情况、你所面临的挑战和你留下的记忆不断地组织和重塑自己。
这些神经变化会随着使用而加强。当你获取新信息和练习新技能时,大脑会建立错综复杂的知识和记忆回路(正所谓“连在一起也一起激活”)。如果你在钢琴上一遍又一遍地弹奏贝多芬的《月光奏鸣曲》,特定的脑细胞就会以特定的顺序被反复激活,也使以后的再激活变得更容易。其结果是,你会更加轻松地弹奏这首曲子。你甚至连想都不用想就可以逐段、逐音符地将其弹奏出来。只要反复练习,并且练习时间足够长,那你最终就可以“凭记忆”完美无瑕地演奏这首钢琴曲。但是如果你中断练习几个星期,然后想试着弹这首乐曲,你也许就不能像以前那样完美地演奏了。你的大脑已经开始“忘记”你曾经那样熟悉的东西。轮廓分明的树突开始很快地萎缩。幸运的是,即使在多年之后,读懂乐谱并再次建立这些神经连接也不难。
然而,对于所有创建记忆的行为,有一点需要注意,即你必须注意恰当地将记忆编码。还要再读一遍吗?简单地说,你必须明白你正在经历的是什么。由于你不可能面面俱到地关注你遇到的每一件事,因而有很多潜在的刺激因子会被自动过滤。在现实中,只有经过选择的刺激因子才能到达你的自主意识层面。如果大脑要记住它注意到的每一件事,其记忆系统就会不堪重负,直至连发挥基本功能都变得困难。科学家们尚不能确定,刺激因子到底是在大脑处理其意义之后,还是在感知输入阶段被过滤的。然而,你对输入数据的重视程度,或许就是影响你能记住多少信息的最重要因素。
我应该指出,遗忘确实有其重要的价值。就像我提到的,如果你记住进入大脑的所有东西,你的大脑也就不能正常工作了,你进行创造性思考和想象的能力也会减弱。每天的生活都不容易。的确,你能够回忆起一长串的清单,也能引用挽歌般的爱情诗,但你却很难理解抽象的概念,甚至难以辨认人脸。大脑中有一组神经元专门负责协助大脑去遗忘,它们在夜间人入睡时最为活跃,此时大脑正在进行自我重组,为第二天接收的信息做准备。科学家在2019年发现了这些“遗忘”神经元,这有助于我们进一步理解睡眠的重要性和遗忘的好处。这是一个美丽的悖论:为了记住,我们必须在某种程度上遗忘。
● 短期记忆与长期记忆(存储)
众所周知,我们的记忆分为两种不同的层次:短期记忆和长期记忆。但一种经历在成为我们短期记忆的一部分之前,会有一个持续不到一秒的感知阶段,其中便包含你此刻的关注重点,即吸引你注意力的东西。在这个初始阶段,当你记下你所看到、感觉到和听到的输入信息时,你对此段经历的感知就会被录入大脑。虽然只是暂时的,但感知记忆允许这种感知在刺激结束后继续留存。之后,这种感知就变成了短期记忆。
我们大多数人在任何特定的时间内只能记住大约 7 条信息,比如写了 7 样东西的杂货清单或者 7 位数的电话号码。你可以通过不同的记忆技巧或策略来稍微增强这种记忆能力。例如,像 6224751288 这样的十位数可能太长了,难以一次全部记住,但如果将其按顺序分成几段,就像用连字符连接的电话号码 622—475—1288 那样,你就会更容易地把它存储在短期记忆中,也更容易回想起它(你的社会保险号也是用连字符连接的,所以更好记)。自己反复默诵这个数字也有助于将相关信息打包到短期记忆中。为了获得某种信息,你必须把它由短期记忆转移为长期记忆,这样便能够记住和回忆它。短期记忆与海马体的功能密切相关,而长期记忆则与大脑外皮层的功能密切相关(见图 2)。
图 2 大脑的短期记忆区与长期记忆区
长期记忆包括所有你真正知晓和能够回忆起来的信息。在许多方面,长期记忆都会成为你自身的一部分。这是你回忆上周、去年或童年所发生往事的途径。一旦信息进入你的长期记忆,你就能够在很长的时间里取用它。与有限制并迅速衰退的感知记忆和短期记忆不同,长期记忆允许我们发挥各种大脑功能来无限期存储无限量的信息。然而,某些事情会打断将记忆由短期转为长期的过程。例如,酒精会给这一过程加入一个小故障。对于一个喝醉了的人来说,将信息转入长期记忆的编码往往不会顺利出现,或者根本就不会出现。这就是为什么时隔仅几天,某人却怎么也想不起来稍早还那么鲜活的记忆,因为那时的记忆还处于短期存储状态。在这样的例子中,醉酒者无法从长期存储桶中检索到相关记忆,因为这段记忆压根就不存在。睡眠不足也会干扰记忆从短期向长期的转换。在睡眠过程中,你的身体会巩固短期记忆,并将其转化为长期记忆,这种记忆将伴随你余生的大部分时间。
● 检索提取
当然,没有检索,上述行为就都不会起作用。当你唤起一段记忆时,你首先是在无意识层面上获取信息,然后才有意地将它抛入你的意识头脑。大多数人要么认为自己的记忆力“好”,要么认为自己的记忆力“差”,但事实是,我们每个人都很擅长记住某些类型的东西,而不太擅长记住其他类型的东西。假如你总是怎么也想不起别人的名字,而你又没有患上什么内科疾病或痴呆,那通常不是你的整个记忆系统出了问题。这有可能是因为在你被介绍给别人并头一回听到对方的名字时,你并没有那么专心。这也有可能是你的检索系统效率低。在这种情况下,人们通常会有名字“就在嘴边”却说不出来的感觉。有时,这种情况比较容易纠正,只需强化针对这一特定弱点的记忆技巧,即编码或提取。在花时间练习专注于记忆的某个特定成分的技巧之前,许多记忆冠军起初都以为自己的记忆力很差。
然而,对一些人来说,随着年龄的增长,记忆方面的问题确实会增加。人到了二十几岁,记忆的速度和准确性就很自然地开始下滑,尤其是那些工作性记忆,而正是由于这些记忆将信息暂存于大脑,我们才能顺利度过每一天,并做出各种好的决定。但正如我在本书中反复强调的那样,记忆问题并不会因为年龄的增长而不可避免。只要我们活着,就总是可以做一些事情来保持、增强和提高我们对信息进行记忆、保留和检索的能力。现在,让我们来看看继续往下读会有哪些术语让你感到有用。如何定义认知衰退?什么样的情况被认为是正常和不正常的?它是可逆的吗?
[1] 1 平方英尺约为 0.09 平方米。——编者注
[2] 1 英寸等于 2.54 厘米。——编者注
[3] 1 美制液体盎司约等于 29.57 毫升。——编者注
[4] 1 英里约为 1.6 千米。——编者注