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人的大脑记忆原理_我们是如何记忆的(2)如今他们的这项发现，就如同为人们观察大脑活动搭建了一个直观的“平台”，即通过检测大脑编码单元的活动状态直接解读大脑在学习过程中记忆的形成。96根微电极插入小鼠“海马”林龙年问记者，你知道“海马”吗?这是一个与记忆密切相关的大脑结构，因其形似海马而得名;它负责将人们新的经历转化为长期的记忆。海马受损的病人会日复一日津津有味地阅读同一张报纸，还总觉得自己是在看新闻(这一研究的另一位主持者钱卓，于1999年率研究小组，正是通过调节小鼠的海马和前脑中的NR2B基因，在普林斯顿大学制造了著名的“聪明鼠”，揭示了学习与记忆过程中的重要分子机制)。那么，记忆在神经网络的层次上又是如何编码的呢?换句话说，记忆在大脑中的物理形式是怎样的呢?为了获得这个对揭示大脑工作原理至关重要的答案，林龙年与钱卓一起，花了整整两年，运用最新的高密度多通道在体记录技术，以小鼠为对象进行了一系列的研究。小鼠海马脑区只有半粒米大小，为了尽可能多地观测到单个神经元的活动情况，研究小组研制了世界上最轻巧的精细微电极推进器，把96根比头发还细得多的微电极插入小鼠的海马区域，成功地记录到了多达几百个神经元的活动情况??传统的方法在小鼠上只能记录到几个至二十几个神经元。“这一步非常重要，”林龙年博士介绍说，“假如只能观察到几个神经元，就谈不上对神经元群体的编码进行分析了。”记忆如何“刻骨铭心”接下来，研究人员设计了几种新颖的行为模式来研究小鼠的神经编码，一种是在特定环境中给小鼠背部突然吹上一阵冷风，就像武侠小说中描写的在月黑风高之夜，一阵突如其来的嗖嗖阴风会使人顿感毛骨悚然一样，小鼠对这样的刺激会感到惊恐。另一种有趣的模式是，把小鼠放在特制的小电梯中做自由落体下降，如同人们在乘坐的电梯突然失控坠落的过程中所获得的记忆会刻骨铭心一样，小鼠对这种极其刺激的经验也会印象深刻。“由于这些经历能够产生令人难忘的记忆，我们猜想大脑中会有许多神经元参与这些记忆的编码，因此我们希望通过巧妙的实验设计与新记录技术的结合，来探索和破译大脑编码的奥秘。”其后的实验观察发现，小鼠的海马区对这种惊吓刺激果然有着各种各样的放电反应，根据它们的反应特征，研究人员发现这些神经元组成了记忆编码的神经网络单元。更有意义的是，这些编码单元通过它们的激活状态可以把任何一种惊吓经历转化成一串二进制数字，这种数字化的编码形式使得科学家们能够对不同的个体乃至不同种群动物的大脑编码活动进行直接的比较和分析。在观察到了这一有趣的编码方式后，钱卓教授曾感慨地说:“大脑记忆系统这种精美的操作设计真令人叹服!”人类大脑的记忆容量有多少人类的大脑是一个真正非凡的器官，而人类的记忆亦是如此。即使你认为你的记忆力很差，但你还是拥有一个天生的奇迹：这个器官系统能够很容易地在一瞬间存储事情以及回忆往事。那么，人类的大脑的记忆容量有多少呢?它是否能以常见的计算机计数法来衡量吗?试图估计头骨中那1.5千克大脑的存储容量可以追溯到至少半个世纪前，那时电子计算机的发展激起了对人类相对较弱的记忆力与其远远较大的脑容量(人们推测人类脑容量肯定很大)之间的比较。在1956年于美国耶鲁大学(YaleUniversity)的一次演讲中，计算机科学家约翰·冯·诺依曼(JohnvonNeumann，计算机之父)提出了一个人类大脑容量的估计，约为【三千五百万亿兆字节】简直就是天文数字，甚至以当今计算机的标准而言亦是一个庞大的数字。后来的估计是基于一个假设：脑细胞之间一亿亿个联系的信息存储容量，其结果是大约【四千万兆字节】，这也是很巨大的，但没法与冯·诺依曼的数据相比。在检阅了各种估计之后，佐治亚理工学院(GeorgiaInstituteofTechnology)的计算机科学家RalphMerkle教授指出，此前这些结果都或多或少对大脑如何存储信息作出了不靠谱的假设。他认为更好的估计可能是来自更直接地测量大脑存储容量的实验。作为一个例子，他引用了在1980年代中期由来自贝尔实验室(BellLabs)的ThomasLandauer和他的同事所进行的研究的结果，在这项研究中，受试者被要求在不同时间回忆不同形式的信息。结果，回忆的水平是出奇的一致，而当把这转换成一生大脑可以存储的数据总量时，其结果为【200兆字节】。▲这个数字要远少于冯·诺依曼给出的估计，但这个结果却是更为精确的。当然，这也可能会令人失望，因为个人电脑通常有比这更多的存储容量。正如Merkle教授所说：“虽然这个结果可能会打击我们的自我价值感，但它能表明，我们只需要稍多于我们现在有的硬件就可以创造出一种有着人类技能和能力的设备如果我们知道正确的方式来组织硬件的话。”人类大脑是如何记忆的大脑如何储存记忆?可以想象的出，这个过程非常复杂，涉及多种分子、途径。现在，一项新