脑 与 记 忆

李荣宝

    “春花秋月几时了，往事知多少？”这不只是南唐李后主在国破家亡之后的感慨，也是我们一般人常有的在回忆往事时的感叹。可以说，我们对人生的一切体验都建立在对往事回忆的基础之上。有些往事给我们带来无限美妙的体验，有些往事则令人哀伤和痛苦，然而，无论是让我们愉悦还是让我们酸楚的记忆都是不可抹去的人生的印记。正是这些印记才使我们的生活有了深度和广度，使我们的人生变得丰富多彩，使我们的一切行为具有理性和情感的意义。也就是说，记忆建构了我们的心灵世界并使我们能在这个世界里自由地遨游。正如俄国生理学家所说的那样：“记忆是整个心理活动的基本条件，是一切智慧的源泉。如果没有记忆，我们的感觉就不会留下任何痕迹而随即消失，人类将永远处于新生儿的状态。”

　　的确，我们不难想象，一个人如果丧失了对过去或现在的记忆能力会是一种怎样的境地：他既没有痛苦，也没有欢乐，既没有怨恨也没有亲情，既没有希望，也没有失望，更不会有智慧。对于这个人来说，他只有目前的一刻。人情世事不过是过目烟云。１９５３年有一位叫Ｈ．Ｍ的加拿大人，由于严重的癫痫病而做了脑手术，切除了大脑两半球的内侧颞叶和海马。虽然，术后他的一般智力并没有受到破坏（用韦氏智力量表测得的智商为１１８）；但是他不但丧失了对术前三年的往事忘记，而且丧失了对现事形成记忆的能力。因此，他表情淡漠，行为异常。眼前发生的一切事情，对他来说都是新鲜的，他会天天不厌其烦地玩同样一种游戏，阅读同样一篇文章，术前三年以后“认识”的任何人，对他来说永远是陌生人。术后６个月他搬了家，他怎么也记不住新的住处，外出时它总是找不到归途，因而时常回到旧住处。他的母亲病重住院，带他去看望多次，但之后问他母亲去哪里了，他却全无印象。父亲去世时，他虽然显得很伤心，但之后他便完全忘记了父亲去世这件事。象Ｈ．Ｍ这样的人，虽然具有良好的智商，但是，由于记忆能力的缺失，他的智力便变得毫无意义。他在描述自己的处境时，曾经这样说：“每天我的内心是寂寞的，有过什么欢乐？有过什么悲伤？此刻我在自问，我曾做过什么错事或者说过什么错话吗？你们看，此刻一切事情在我看来都是明明白白的，但刚才发生了什么？这就是我所忧虑的。就象从梦中醒来一样，我就是记不得。”这说明，正常的记忆能力对我们的生活是何等的重要。

　　因为我们绝大部分人都具有正常的记忆能力，所以我们很少去关心记忆的本质问题。在漫长的人类发展历史过程中，一般人只把记忆看成一种象吃饭、睡觉一样的很自然的现象。古代的医学家和哲学家们，在考察记忆现象的时候，只把它作为心的一种功能。古典中医学，把记忆当作一种智慧，而这种智慧的本源在心。因而，在探讨智力机制时所运用的基本概念是“心神”。在中医药方中不乏“养心安神”之剂。在我们的语言中也有大量关于“心”与记忆关联的词汇和用语，如“铭心刻骨”，“把这事情记在心中”等等。不但中国文化中可以找到人们对于记忆的这种表达，在西方文化中也同样也可以找到这样的表达，如“Learn it by heart”(即把它记在心里)。

　　随着医学的发展和解剖学的诞生，人们对记忆的本质便有了新的认识。当然，在此之前也有人把记忆和脑的功能相联系，但是这种认识带有极大的主观性。柏拉图认为理性是人类本质的最高标志，它的物质基础是头脑。他的理由是，头脑处于人体的最高位置，它要支配人体的一切行为，而又不致受其沾污。记忆就是对头脑中生来就有的理念的回忆。也就是说，人的头脑中有一个理念世界，感觉经验使人看到这个世界中存贮的关于现实世界的摹本或影子。柏拉图之后的许多哲学家都从不同的角度考察了脑与记忆的关系。17世纪法国哲学家笛卡尔认为，记忆和人类其它智慧行为源于大脑的松果腺。他认为人体的各个部分是通过许许多多细线与大脑的通道口开关相联接，当外物刺激人体感官时，细线便拉开相应通道口的开关，脑内便有一种神秘的“精气”流向感官，记忆和其它行为便得以实现。

　　关于记忆与脑功能相联系的另一种认识是19世纪盛行欧美的颅相学。这种由施普尔茨海姆首创的学说认为，脑由许多相互独立的部分组成，每个部分控制一个独立的先天心理能力；脑器官的不同发育程度，必然在颅脑的外在部分表现出来，如隆起或凹陷。记忆被列为理智部分，它的颅相外在部位在前额。颅相学是以脑解剖为基础的，由于其包含了许多主观臆想的成分，而显得十分神秘，因而也未能得到科学科的承认。然而，它对脑是心理器这一认识的确立却起了很大的促进作用。

　　在颅相学盛行的同时，科学家并没有停止对大脑记忆功能的其它方面的研究。他们不但进一步认识了大脑神经的宏观结构，而且对中枢神经的微观结构也进行了更为深入的探索。尤其是在１８３０年以后，显微技术带来了脑研究的革命性进展。研究发现大脑是由数百亿高度联系的神经细胞组成的。

    现在，我们已经知道了记忆和大脑中的这些神细胞有着密切的联系，但是联系的方式究竟是怎样的呢？在这个问题上长期存在着争论。争论的焦点主要集中在两个方面：一是记忆的定位问题，一是记忆的脑变化问题。

    记忆的定位问题主要体现在对于记忆功能是否由大脑某一特定部位实现的这一认识上。比较早期的一些研究，由于发现了某些记忆与脑的特殊部相联系，如左侧颞叶皮层损伤的病人有语言记忆缺陷，右侧颞叶皮层损伤的病人对外语记忆的任务有缺陷，海马的损伤对空间记忆有影响，等等。这似乎说明大脑不同部位的神细胞控制不同任务的记忆。加拿大神经外科医生彭菲尔德在给一位６０多岁癫痫病人做手术时，曾做过这样一种实验：用微弱的电流刺激病人的某些大脑皮层区域，并发现刺激的区域不同病人的记忆反应也不同。有些刺激只能使病人发出“噢，噢”的呻吟，有些刺激则使他追忆在起远久的往事甚至某些生活锁事。例如病竟能稚声稚气地唱出三、四十年前的一首久已失传的儿童歌谣，并说起他童年时代住处的情境。但当刺激一结束，歌声便消失。通过对癫痫病人病灶观察所积累的大量资料，彭菲尔德在１９５４年提出了“中央脑系统学说”。这一学说认为：颞叶和间脑的环路是人类记忆的主要区域。这一区域象一个录音录象装置，把人的全部经历毫无遗漏地记录下来，这种记录虽然在大多数情况下未被人主观意识到，但它的确是客观地实现了。因此，对这一区域施加特殊的刺激时，一些在通常情况下根本无法回忆的往便被回忆起来。

    对于动物的实验也似乎证明了这一学说。实验者向猴呈一些图形，会引起猴脑中某些颞下神经细胞的电位敏感变化，但是，有一小部分细胞却只有在呈现特殊图形时才发生电位变化，如呈现猴爪的图形。这使研究者相信，记忆是与特定区域的特定细胞相联系的。

    然而，美国行为主义心理学家拉施里在动物记忆实验中所提供的证据否定了记忆的定位假说。他让小白鼠先学习某种记忆任务，如走迷津，然后切除部分大脑皮层。实验结果证明，影响记忆的关键因素不是切除皮层的部位，而是皮层的面积。当皮层切除面积达到有效皮层总而积的５０％时，动物便完全丧失学习和记忆能力。俄国心理学家巴浦洛夫一直认为，大脑皮层是动物形成条件反射的必要物质基础，但后来的许多实验证明，即使是没有大脑皮层的动物也能形成条件反射。当然，这些简单的动物实验还不足以说明人类记忆的脑功能问题。不过，对人类大脑的某些部分的切除也有不影响忘记的情况。根据这些证据，很多研究者认为，记忆是中枢神经系统的普遍功能。

    对记忆功能是定位的还是等势的这个问题，我们应该用辩证的方法去考察。如果我们把人脑当成一部复杂的记忆机器，并想象它在不同程度损坏的状态下工作，我们就会很容易地理解，在机器只损坏一些无关紧要的部件时，机器完全可以照常运转，但是，如果机器的损害出现在某在某关键部件上，机器的运转肯定会出现异常。我们不能因此就说机器的某些部件是多余的。另外，我们还应该考虑到生物机体的强大的代偿能力，即当脑的某些部位受到损伤时，其它部位就会代替损伤部位完成相关功能。因此，我们应当认识到，脑记忆功能的等势与定位是对立的统一。等势强调脑各部分功能的合作，而定位则强调其分工。大量的研究已经表明分工的存在：简单运动条件反射最必要的中枢位于小脑，简单空间记忆中枢位于杏仁核；复杂空间记忆由下颞叶或颞顶枕联络皮层实现；复杂时间和空间   综合记忆由前额叶皮层完成，海马和杏仁粒有促进记忆的形成与存贮的功能；左脑额叶皮层的布洛卡区有特殊的语言记忆功能……。如果切除或损伤了某一部分，而又未对某种功能造成质的破坏时，人体的代偿能力将使缺陷不产生病理性的外在表现。

    关于大脑的分工与合作的最有力例证是脑功能侧化优势，即大脑左右两半球记忆活动的非对称性。对动物的实验研究表明，大脑半球侧化优势是人脑功能独有的现象。我们知道，大脑两半球是由胼胝体连接起来的，在记忆的形成和提取过程中这条连接线路起着重要作用。用脑肿瘤，脑血管意外和癫痫病人的治疗时常需要部分或全部切除胼胝体。胼胝体切除后，病人最明显的认知变化是只能对单侧感受野（视觉和听觉）里的呈现信息作选择性的认知。如只对左侧感受野（与右脑半球相联）呈现图片，语词（包括言语声音）时，其识别率极低，而只向右侧感受野（与左脑半球相联）呈现相同的材料时，则识别率不亚于正常人。对胼胝体切除的病人的其它研究已经证实，语言符号记忆具有左半球优势，知觉和空间记忆具有右半球优势。

    大脑的各个区域分工与合作的统一，使记忆存贮与提取过程能有效地实现。然而，记忆的存贮与提取是一个相当复杂的过程，而且，这方面的研究资料主要来源于对动物记忆实验研究。

    记忆对于大脑究竟意味着什么呢？小时候，老师告诉我们，记住一件事情就是在脑子里刻下一道痕迹。这种说法虽然过于简单，但它却通俗地说明了记忆的性质。６０－７０年代关于记忆的科学研究中一种十分流行的理论就是“痕迹理论”。这种理论从许多方面解释了记忆过程脑的变化问题。

    为了更清楚地理解记忆过程的脑变化问题，我们首先必须了解记忆的类型，因为不同类型的记忆所引起的大脑神经生理和化学变化是不同的。记忆的类型涉及到形式，容量和时间三个方面：从形式上说记忆分为情景记忆和语义论；从容量方面看，记忆具有一定的度量；从时间上说记忆可分为短时记忆和长时记忆。因为记忆过程主要和时间发生关系，所以，我们必须在时间的维度上讨形式与容量。

    短时记忆和长时记忆是记忆研究中的两个重要概念。这两个概念运用信息学的原理说明了记忆的编码与存贮的不同阶段。我们每个人都有这么一种体验：我们每天都会看到许多东西，听到各种声音，但对我们所看到的或听到的大部分内容，我们只有当时瞬间或片刻的印象，有些内容在一定的时限之内，我们有可能回忆起来，但是，大多数内容在我们的脑子里已经烟消云散。通常我们把只留在我们脑子里片刻的记忆叫做短时记忆。它包括对外在刺激的各种感觉特征的存贮与辨别。比如，当听到一种声时，我们首先会感觉到声波的刺激，并试图辨别它是什么声音，来自何方（其实，很多情况下，我们对周围的声音“置若罔闻”）。这个感觉存贮的持续时间大约在250毫秒到4秒钟之间。存贮的容量在12－20项目之间。所谓项目就是我们的视觉或听觉能同时注意到的，具有一定独立意义的内容。比如，我们能一眼看清楚一串数字，或个矩形内的字母。如果我们对感觉到的刺激，即暂时存贮下来的感觉信息，进行进一步的辨认，我们就有可能让这信息在脑子里保留得更久一些，其保持时间约在１５秒左右，其容量为７±２个项目，也就是说５－９个项目之间。这是心理学家米勒经过反复实验研究提出来的结论。米勒认为人类的短时记忆与“七”神奇地联系在一起：七种基本颜色，七个音阶，一个星期七天，……。的确，短时记忆的容量是有限的。当我们向１１４查询电话号码时，我们可以很容易地记下７位左右的号码，但我们大多数人都习惯于把查询到的号码写下来。为什么呢？因为，如果在１５秒钟以内没有用这个号码拨电话的话，我们就可能完全忘记了这个号码，除非不断地在嘴里复述。短时记忆这种有限时程和容量，仿佛是造物主为了使人类免遭心灵劳疫而给予的特别关照。试想一下，如果我们把从小学起，把所有老师的每一句话都记下来了，或把我们所经历的每一件事都留在印象中，我们的大脑会出现怎样一种状态？它将会变成一个杂酱缸。而我们的行为也必定是“事无巨细”，“面面具到。”

    幸好，我们没有也不可能记下老师们对我们讲的每一句话，而是记下了他们教给我们的系统知识。我们何以能如此简便有效地把重要的东西留在记忆中而舍去细枝末节的内容呢？这主要归功于短时记忆的编码功能。这种编码是对感觉信息进行归纳和整理，并有选择地把它们输入到长时记忆中去。长时记忆具有无限的容量，而时程却是不确定的。从理论上说，我们的大脑可以记下无数的东西，而实际上，因为，我们的学习和生活的内容是有限的，精力也是有限的，所以，我们没能记下我们所想记下的所有东西。但是，只要我们的脑机能是正常的，从任何时候开始认识我们的智力所能及的任何东西，我们都能理解它并把它记住。然而，记忆并不象书面文字那样，白纸黑字写在那里，一成不变。人的长时记忆，受各种因素的干扰和影响，如，后来记忆的东西会干扰前面记忆的东西；对一种知识没有很好地理解就不能有效地编码并把它记住，等等。这就是我们为什么会遗忘的基本原因。尽管我们每天都在遗忘，我们每天都在记忆新的东西，而这些记忆又和我们原有的记忆不断的联系在一起，在不断地申延，直至生命的结束。

    以上我们讨论的是记忆的类型。那么，短时记忆和长时记忆的脑机制又是怎样的呢？要回答这个问题，我们有必要对脑神经的有关结构知识作一下简要回顾：头脑中的基本物质为神经细胞（神经元）和神经胶质细胞。神经胶质细胞是神经元的营养物质，它们构塑起脑内神经细胞网络的框架，但不直接参与神经活动。神经细胞由细胞体，轴突和树突组成。细胞体内含有细胞核，细胞核内含有染色体，染色体带有遗传信息(基因)。在细胞体中有几百万个蛋白分子，数十亿个脂类分子，数千亿个ＲＮＡ分子和数百亿个钾离子，在新陈代谢过程中，这些分子能迅速地分解与合成。脑神经活动与这些分子的代谢有密切的关系。在每个神经细胞上长有一条细线样，常带有节结的东西，叫轴突，它长短不一，短至几微米，长至一米以上。其最小直径约为０．５μｍ最大直径约为２０μｍ。在轴突的另一端有许多带有多级分枝的结构，每个分枝的末端又带有一个特殊的结构。这个结构和另一个细胞体上长出  来的树突相联接。每个神经细胞体上都长有树突，它们在造形和数量上都是不一样的。其主要的造型有如树枝状。在大脑皮质的锥体细胞中，树突占了细胞整个体积的９５％。一个神经细胞的树突和另一个神经细胞的轴突末梢接触点叫做突触。突触由三个部分组成：突触前神经末梢终扣、突触后膜和前后之间大约２０－５０纳米的突触间隙。其实，神经元与神经元之间的联接不只是树突和轴突的联接，它还包括轴突与轴突的联接，轴突与细胞体联接。这三种联接方式分别被称为轴突－－树突式突触，轴突－－轴突式突触和轴突一胞体式突触。数以百亿计的神经细胞就是以这些方式高度地组织起来，形成一个庞大的网络，并构成诸多神经回路。每一个神经元都与几百个其它神经元有成千上万个突触联系。神经信息的传递以一系列连续不断的电化学变化面实现。

    记忆的痕迹理论认为，短时记忆就是外在刺激通过视觉神经元或听觉神经元的兴奋产生的电活动引起的。神经元的电活动的声波引起神经回路的反响振荡。这种反响振荡可能很快平息，也有可能由于外界刺激的持续使其继续进行，从而引起神经细胞膜渗透各种离子并形成电位差。当电位差达到某一限度时便形成电脉冲。这种电脉冲沿着轴突不断往前传导，引起突触前或突触后（或同时）的兴奋并释放出某种神经介质（如去甲肾上腺等）。这些介质释放到突触间隙之后，引起一系列的化学变化。这种化学变化有可能促使下一个神经细胞继续兴奋，也有可能对其起抑制作用。前者使神经元放电，形成新的脉冲，后者使脉冲在特定的神经元终止。这种神经元之间的物理和化学的变化使短时记忆发展为长时记忆。也就是说，感官所接受的信息刺激经过神经元的电脉冲得以传递，而这种传递又要经过突触的中转，每一次中转都是一次不同程度的信息加工。痕迹理论认为，任何一次从短时记忆到长时记忆的存贮都意味着突触的不同程度的生理化学变化和结构改变，即所谓痕迹的形成。有关短时记忆的神经元反响振荡（或反响回路）假说曾经得到许多实验的证明，其中一个是伯恩斯１９５８年做的动物大脑皮层孤立电刺激实验：对动物大脑皮层进行环切手术，即切断环内的皮层与周围神经元的任何联系，只保持其血液循环。用微电极记录这块皮层细胞的电活动，没有发现单位放电现象。当对孤立皮层施以一串脉冲电刺激时，便可诱发单位神经元放电，如果刺激达到足够的强度，神经元的单位放电现象甚至可以持续３０分钟之久。这说明，孤立皮层内存在回路振荡现象，即一个神经元的电脉冲会扩散到网络内的其它神经元并反复回旋。但是，如果施以强大的电击，则神经元单位放电立即停止，反响振荡现象立即消失。因为强电击使孤立皮层的各个神经细胞同时兴奋，随后兴奋同时消失，无法形成回路振荡现象。这就是说回路振荡现象的确是存在。

    那么，回路振荡现象和记忆过程存在着什么关系呢？在治疗精神分裂症时（精神分裂症是一种常见的精神病，主要表现为思维障碍，情感失调）发现了一种奇怪的现象：如果一个人同时患有精神分裂症和癫痫症（一种慢性脑部疾病，反复发作，发作时精神意识及运动感觉，植物神经障碍，发作前兆为精神紧张，烦躁，持续数小时或数日，发作时全身抽搐〕，当出现癫痫前兆时，其精神分裂症症状会明显好转。因为癫痫发作的病理机制是脑神经元异常过度放电造成，所以，医生们就用模拟癫痫脑状态的方法（药物或电击休克使病人全身抽搐）治疗精神分裂症并得到了较好的疗效。但是，这种疗法有一个非常明显的副作用，即逆行性遗忘。即病人对早年发生过的事情记忆良好，而对休克前一段时间的近事却全然遗忘。研究者们由这种现象中推论：电击或药物造成的休克和抽搐，是一种脑神经元放电现象，这种放电现象会破坏短时记忆而不影响长时记忆。后来的动物实验进一步证明了这种推论：先让动物（如大白鼠完成记忆任务，比如训练其主动躲避电击的条件反射或学习食物强化的条件反射活动。当条件反射形成之后,在不同的间隔时间里对同一组动物分别进行电抽搐实验。实验证明，随着条件反射形成和电抽搐时间间隔的延长，电抽搐对短时记忆的干扰作用明显变弱。间隔在一小时以上者，其记忆就不受电击的破坏。这说明，短时记忆在一小时之间仍处于反响振荡状态，尚未形成稳定痕迹，而易受电击的干扰。一小时之后,长时记忆痕迹已经形成和巩固，因而不再受电击的干扰。另外还有一些实验揭示，如果让动物学习不同的记忆内容，并在完成学习任务之后的不同时间里施行电击，那么，与短时记忆的性质和内容相同的长时记忆也会随着短时记忆的破坏而受到影响。这说明相同性质和内容的长时记忆与短时记忆之间存在着一种链索式的联系。当然，关于电抽搐对短时记忆的干扰还有另一种理解,即电抽搐不是消除回路振荡所产生的短时记忆的微弱痕迹，而只是对它施加了一种“噪音”,使振荡无法继续传导，致使短时记忆无法形成和巩固。

　　如前所述，短时记忆过程中的回路振荡会引起脑内的生化和结构变化。在化学方面的变化，情况非常复杂，科学家们发现，人脑里每秒钟至少产生十万种以上的化学反应。在这些反应中，那些反应与记忆有关呢？这是永远也无法用实验来验证的。但是现在研究者已发现，大脑在执行记忆任务时核糖核酸（ＲＮＡ）含量会显著增加，而且ＲＮＡ分子的化学组成成分也发生改变。海登的研究认为，每一种长时记忆都对应于脑内相应结构的ＲＮＡ。因为，ＲＮＡ的主要功能就是合成蛋白质，所以，研究者们采用蛋白质合成抑制剂干扰蛋白质合成，或者在记忆形成时分析脑中蛋白质的性质等方法来探索长时记忆与ＲＮＡ的关系。结果发现，蛋白质合成抑制剂使用的剂量越大，次数越多，则长时记忆的干扰就越大（而对短时记忆没有干扰）。另一方面在长时记忆的形成过程中，一些分子量较小的糖蛋白，如Ｓ１００和１４－３－２，起着明显的作用。在生理方面的变化主要表在长时记忆的形成过程中，回路振荡的电脉冲（神经冲动）使突触前的兴奋的程度越来越高，因为其释放的神经递质的分子数量也不断增高，促使突触后对突触前的兴奋性反应增强。神经递质也叫神经介质，是由突触前膜因电化学变化而分泌出来的一种物质。结构方面的变化主要表现在树突和轴突末稍分枝（也称树突刺或轴突刺）的增多增大，从而使突触的数目增多，质量提高。关于学习记忆所引起脑神经细胞结构的变化这一假说已经被大量的实验所证实。

    对疾呆和正常人的尸体解剖显示，正常的大脑与痴呆病人的大脑的最显著差别就是单位面积皮层的突触数量和质量的不同。后者的突触细弱而稀疏。对新生儿的尸体解剖还发现，其神经细胞的树突分枝比成人的少得多。脑神经细胞的树突分枝和树突刺变构差异的动物实验主要是比较丰富环境和贫乏环境下长大的大白鼠的脑解剖学变化。实验的设计非常简单，把一些具有相同遗传基因的大白鼠，分别置于三种不同的环境，一是丰富环境，二是中等环境，三是贫乏环境。丰富环境包括宽阔的空间，充足的食物和各式各样的场地装饰。尽管各种环境下生长的白鼠都给予足够的食物，一定时间后对它们的解剖却发现它们的皮层厚度，树突分枝树突刺的数量，突触的大小等方面，存在着明显的差异。丰富环境下长大的白鼠优于中性环境的，中性环境者优于贫乏环境。

　　简而言之，无论人或动物，经过学习和训练，各条神经线路都受到了不同程度的刺激，因而形成了相应的反应。随着刺激与反应联结的加强，有关神经线路中的每一个神经冲动都能引起更多的神经传递分子的释放，突触后电位增高，突触后受体膜也发生变化，使它对同等数量的神经递质分子产生更大的反应；在学习和训练过程中，突触的连接面逐渐增大；在通常的神经线路中突触的连接数目也增加；常用的神经线路夺取了不常用的线路原先所占的位置。这种记忆机制已被普遍接受。

    近年来的研究还发现了另一种神经细胞的记忆现象：记忆不只是突触的生理化学变化，而且是神经细胞体的生理化学变化。实验者将离体的人脑或动物神经元置于培养基中，使其保持兴奋性和自发活动。在细胞体外的不同位置施以不同的电脉冲或化学刺激，胞体内就产生相应的电位变化。当一种刺激重复几次之后，就会产生胞体内一种固定的动作电位。这种情况完全符合经典条件反应的特性，也似乎说明单个神经元内也有记忆存在。但是这种局部实验所揭示的现象可能和人脑的真实的记忆机制相去甚远。

    在研究人脑的记忆机制时，研究者们不但对脑的生化和结构变化进行考察，而且还对各个脑部位和联结个部位的各条神经通路考察。他们发现，除了大脑皮层外，还有许多脑部件参与记忆活动，其中海马是一个不可忽视的部件。海马是一个位于端脑内的特殊古皮层结构，形似海马鱼，故而得名。临床观察发现，海马损伤的病人常有顺行性遗忘症状，即对久远的事情记忆得很清楚，但对损伤前不久和损伤之后发生的事记忆不清，甚至对近事完全不能形成记忆。就象前面提到的那位Ｍ．Ｈ病例。对现事记忆产生影响的程度取决于海马受损的部位和面积。海马和其周围的联络区形成一个记忆的环路结构，即海马→穹窿→乳头体→乳头丘脑束→丘脑前核→扣带回→海马。在这个被称为帕帕兹环的环路中，海马是中心环节。近几年又发现一个记忆回路，叫三突触回路。这个回路是海马齿状回，内嗅区与海马之间的联系，具有特殊的记忆机能。

    １９６６年，罗莫发现了海马三突触回路的长时程增强效应（ＬＴＰ）。这种效应现象大体是这样的：以一定的电脉冲刺激三突触回路的第一段能够诱发第二段的细胞外电活动，并且在５－２５分钟之后，这种电活动会增２．５倍。这种长时程增强效应甚至可以持续数月之久。研究者们认为，这种长时程增强效应是短时记忆转化为长时记忆的基本的脑神经信息加工过程。我们可以简单地想象，如果外界的刺激只在大脑的神经线路中引起了一阵电波，之后便慢慢消失了，那么，这阵电波对神经细胞所产生的刺激必然是有限的。但是，如果这一阵电波被放大，其振动的强度将会增大，对脑神经的刺激效果自然就会更强烈。因此，海马三突触回路好象是一个放大器。

　　海马在短时记忆过渡到长时记忆的过程中起着重要作用。除了前面提到的Ｈ．Ｍ病人的例子之外，还有许多动物实验证明了海马的这种重要作用；如大白鼠在穿梭箱（一种特制的实验箱）内建立暗回避条件反应，即一种刺激之后(如电击），大白鼠要通过一条通道进入一个暗处，这条通道有许多叉道，走进叉道后会遭电击。实验者用电击的方法，训练大白鼠只走一条通道进入暗室。经一日训练后条件反应率为４０％者，被称为条件反应未形成组；经４－５日训练后条件反应率达８０％以上者为不巩固组；经２０日训练后条件反应率达８０％以上者为巩固组。各组动物均在其训练期之后施行海马切除手术，手术后一至两周，检查它们的暗回避反应率并再次进行训练使其达到８０％的反应率，记录训练天数。结果发现，术前条件反射未形成组训练天数为２１天，未巩固组为９天，巩固组为５天。此实验证明，海马损毁前记忆越巩固，海马损毁后的影响就越小。

    至此，我们对大脑的记忆机制有了最基本的了解。但是我们所谈到的多种脑机制对增进我们的记忆能力和提高记忆效率究竟有什么意义呢？回答这个问题是本章讨论的真正意义所在。因为，我们每一个人都希望自己有良好的记忆。有时我们甚至希望在读书学习时能够过目不忘。诚然，这只是一种理想而已，而实际的情况是，我们无法超越自己的生理极限。无论我们的记忆能力有多好，它总是和遗忘相对立而同时存在的。

　　之所以说记忆和遗忘是相对立而存在，一方面是由于记忆过程中神经活动的系列过程，引起神经细胞的生理化学和物理变化，这一种变化体现了某种细胞生理化学性质和神经线路联系相对稳定状态，另一方面是由于神经细胞这种状态的绝对动态变化。状态的相对的固定反映了记忆的稳定性，绝对的动态变化则反映了不稳定性－－遗忘。也就是说，变化既有积极方面的意义，也有消极方面的意义。就拿学习外语来说，在初中一年级开头的时候，我们发现外语很容易学，书本上的那些生词和语法规则，我们可以毫不费力地把它们背下来。因此，我们的外语成绩大多是满分。但是，慢慢地，我们发现记住外语单词和语法规则越来越难，常常有记了这个忘了那个的现象，真所谓“首尾不能相顾”。对“happy”和“surprise”有一个”p”还是两个“p”常感到犹豫，常把receive”写成“recieve”。等等。这到底是怎么回事呢? 如果我们把记住“happy”和“receive”的脑神经联结和生理化学性状作为一个局部状态，把后来学习“surprise”和“believe”的联结和性状当作另一种状态的话，那么，中间肯定会存在着一种过度，这个过渡有可能是一种叠加，即后来的状态取代了先前的状态; 也有可能是一种分化，即在原有的基础发展一种新的建构。前者使我们原有的记忆痕迹被复盖，后者使我的记忆提取，因增加了新的线路而变得更为复杂。前者属于存贮的问题，后者属于提取的问题。这两种现象都给我们的记忆带来影响。遗忘也就由此而产生。

    为了尽可能地减少遗忘，我们只有从外部输入方面去寻找有效记忆的方法。千百年来，我们的祖先在这方面做了各种各样的尝试。比如，为了更好地记住中药的配方，人们把方中的药物和其可治的病症对应起来编成歌诀。如四君子汤是这么写的: “四君子汤中和义，参术茯苓甘草比。益以夏陈名六君，祛谈补气阳虚饵。” 这首歌诀把药方的基本药理性质，药物的组成及其加减方法以高度组织的形式表达出来。歌诀说，四君子汤的药性中和，补益中气，它的药物组成是人参，白术，获苓和甘草。如果再加半夏和陈皮它便是六君子汤，可以治疗中气不足肠胃气滞和痰湿内生。可以想象，如果要零散地记住这些中药，特别是同时还要记住其它许多方剂的时候，记忆的编码就会困难得多。用歌诀的形式提高记忆的效果是古人最常用的方法，象一些历法，数学运算规则常都采用这种方法。大脑对于有韵律的东西为什么记忆得更牢固呢? 解释是非常复杂的，一种可能是听觉输入的有规律的音韵，能引起规律的回路振荡，使突触的联接变得更容易，同样的刺激使突触前的兴奋保持衡定水平，因而其分泌的神经递质也是衡定的，继而突触后膜的感受和传导也是衡定的。这样就更容易形成模式化的生理化学和物理结构性能。因为歌诀的音韵具有模式化的性质，因此，其所产生的刺激效应，不容易被别的东西所取代。我们小时候背下的儿歌，唐诗，宋词和其具有鲜艳音韵性的短文，可以终生不忘。这里除了年龄因素之外(一个人越年青其脑细胞的可塑性越大)，可能就是音韵的效果。

    除了音韵的记忆效应以外，人们发现记忆的规则效应和系统化效应。音韵的记忆效应主要反映在一定的脑神经结构的稳定性方面; 规则效应反映在固定的脑神经结构结所占的空间方面; 系统化效应则反映在固定的脑神经结构的联系方面。这方面的例子不胜枚举：学习英语过去时的时候，开始我们只把“－ed”结尾的动词与句子中的意义联系在一起，如“He worked late last night”(他们昨晚工作得很迟)，我们知道worked 对于work来说是一种变化形式,它表示“过去工作”这一概念，我们把它作为一个独立的单元，但随着学习的深入,我们又学习了“He played (talked，danced) late last night”(他们昨晚玩(谈，跳)得很迟)，老师就告诉我们(或者我们自己归纳出来): 大部分的动词，在表示过去某一时间发生的动作时，必须在词尾加“ed”。这样我们便立即从分别地记忆加了“ed”动词的负担中解放出来。我们知道，动词过去时加“ed”是一条规律，记忆中所有零散的加了“ed”的动词都被这一规则所取代，因而，脑中就只需要一种结构来存贮这一个项目，而无需分别地存贮所有的加“ed”动词的结构，记忆的空间就得以变化--自由空变大。在记忆规规动词和不规则动词的学习中，我们就足以体验到规律的强大效应。这就提示我们，在学习中一定要不断地进行归纳和总结，不断地抽象出支配各种现象的规律。当我们掌握了数学的运算规则之后，我们就可以自如地计算各种各样的数据，而无须记住各种运算的具体细节。当我们知道了鸟类的各种基本特征之后，我们就无须记住企鹅的各个特征，而只要记住它的特殊的特征。如关于它行走的特征，因为我们已经知道，所有的乌类都有羽毛和肢翼，有的鸟类肢翼退化，不能飞行，只要记住了一类动物的基本特征，我们在记忆同类事物时，就会运用特征规则减轻记的负担。

    系统化效应指的是因对所记忆的零散的知识进行重新编码整合而产生的更高的记忆效率。大量的研究都证明了这一事实：  当记忆离散的字母时，我们能记住的字母数量和持续时间都是相当有限的。比如，当要求我们记住ａ，ｃ，ｅ，ｈ，ｉ，ｍ，ｎ，ｒ，ｊ，ｎ这些零散的字母时，我们先得把它母看好几遍，然后才能不遗漏地把它们回忆起来，回忆效率随着时间间隔的延长而降低。这就是大家所熟知的爱宾浩斯遗忘曲线所揭示的记忆与遗忘的关系。但是如果我们把上面的一系列字母整合成一个有意义的词，如Chairmen记的效率就会大大提高。这种整合的过程就是简单的系统化过程。系统化是学习记忆的一个重要模式。这种记忆模式最常见于知识的记，如语义记忆方面有概念和范畴的系统化。我们所处的这个世界，一切事物都是有序的，但是，这种秩序不是能轻易地被直觉感知，而要经过学习才能了解事物之间的客观联系。在我们开始一门学科知识的学习时，我们的相关知识一般是凌乱的，而且这些凌乱的知识是很容易被遗忘的。比如，我们可能零散地学到了有一些中医治病的知识；知道银化，菊花可治感冒，人参，鹿茸可以壮补；别人可能告诉我们更多的药方。且不说我们很难准确地使用这些药方，就连听说的这些药方也常会忘记。但是，如果我们系统地学习了辨证施治，知道了阴阳，表里，寒热，虚实的辩证方法，而且知道了在药理方面的清热解毒表，补中益气，破实泻导等基本理论，我们就不必要把一种具体的病和一些具体的药联系起来，而是，把一类病症和一类药物联系起来。这种联系是巩固记忆的根本方法。

    有人说，记忆能力是智力的一个重要标志。这种说法虽然失之偏颇，但如果从记忆的系统化来看，这话也不无道理。尚若我们的知识象一盘散沙，即便是我们能把它保持在头脑中，我们也很难有效地提取并使用它。一个专家所记忆的专业知识是高度系统化的。让一个棋师看一眼合符常规的棋局，然后打乱，他可以毫不费力地按原样把棋子摆回去，这在一般人是不可思议的，但其实并没有什么太深的奥密，只不过棋手在运用他的系统化了的知识罢了。

    知识的系统化对于大脑来说是各个神经线路联结系统化的基本条件。而内在神经线路联结的系统化是记忆有效提取的物质基础。无论是长时记忆还是短时记忆，有条理，有组织的记忆，会给回忆带来极大的方便。有的人听完报告能轻而易举地复述。而有的人则复述得语无伦次、除了别的原因以外（如报告本身结构混乱，听者情绪不好或注意力不集中），最主要的就是因为听者没有有效地整合报告的内容并使之系统化。

    近几十年来，世界各国对记忆的研究方兴未艾，各种类型的记忆训练班也应运而生。然而，许多训练，从方法上说是根本不科学的。首先，对于记忆力是否可以训练这一点，许多研究者提出了质疑。一种广为流行的观点认为，记忆力也象人类的其技能一样可以经过训练而加强。就象运动能使肌肉更发达，反应更敏捷，记忆操作的反复进行也能让记忆能力得以提高。许多著名的心理学家曾相信记忆能力可以迁移，即训练人的某方面的记忆能力，可以提高其其它方面的记忆能力。欧洲许多学校在相当长的一段历史时期里，一直沿用背诵经典著作以操练学生的心智，提高他们的记忆能力的方法，学生们被要求背诵大量的用拉丁文写的著作。为了验证记忆能力是否可以迁移，１８９０年美国心理学家威廉·詹姆斯进行了一系列实验。他试图证明对某些类型的诗歌的记忆活动会普遍地增进对诗歌的记忆。他花了８天时间背诵维克托·雨果的诗《山妖》中的１５８行，他记住每行诗的平均时间是５０秒钟。之后，他花了３８天时间背诵密尔顿的《失乐园》第一卷中全部的７９８行。按理，这么长间的记忆训练应该提高他对诗歌的记忆能力，但是，当他回过头继续背诵《山妖》中的另外1５８行诗时，他记住每行诗的平均时间反而增加了７秒钟。因此，他得出结论，一般的记忆能力不能由训练而提高。那么怎样的记忆训练才算是科学的训练呢？答案只有一个－－技巧的训练。

    所谓记忆技巧，就是让记忆操作完全符合人脑的神经生理机制的运行规律。前面所讲的音韵化，规则化和系统化的记忆输入就符合脑机制运行规律的方法，但至此，我们只考虑到了脑神经细胞突触联结的建构和有关生化状态的形成过程。假设一组神经细胞的突触联结及其所处的化学性状和分子水平代表一个记忆单元并且这一些神经细胞和另一组或几组不同生化性状的神经细胞的联结表示一种或几种记忆的相关单元，那么，通达这一组神经细胞所携带的记忆信息以及和它相关的记忆信息必然要有一个相应的刺激和传导过程。用行为主义的刺激－－反应学说来解释，似乎是合理的，但又有过于简单之嫌。然而，有关记忆提取的研究，由于受到方法和伦理学等因素的制约，尚停留在假设水平上。我们可以通过人的尸体解剖及脑损伤和脑肿瘤的观察研究，发现人脑记忆存贮的某些机制，尤其是脑的某种固定状态。而记忆的提取是一个操作过程，我们无法用解剖学方法来观察和证实。不过，现代的脑成像和脑电磁记录技术以及认知心理学的诸多研究，都为记忆的提取过程的揭示提供了一定的方法。这些研究又为记忆技巧的训练提供了更新的方法。

    脑成像和脑电检测的资料告诉我们，不同的外在刺激可以在脑内产生不同的生理化学变化和电磁波变化。脑电磁波的研究还发现，相同的刺激可以产生不同的电磁波。比如，当我们接受某个语句的书面语言刺激时，在相应的脑区（如布洛卡区）会产生脑血流和化学物质的特定变化。但在脑电磁波检测中，情况则不是这样：相同的语句对不同的人产生的电磁波（尤其是一种叫Ｐ３波的电磁波）是不同的，或者说是有差异的。我们可以从两个方面来理解上述现象：从宏观上看，不同的刺激引起脑的特定部位的特定反应；从微观上看，每一种特定的反应是有个体差异的。这就证明，我们每一个人都遵循记忆的一般规律，以一种具有普遍性的方式存贮和提取信息。而记忆的存贮又因各人不同经历，不同性格等因素产生了各个记忆单元之间的不同联结线路。这一点并不难理解，一个经历了“文化大革命”的人，看到戴红袖章的管理人员，可能很自然地联想到“文化大革命”中“红卫兵”的形象，如果这个人在文革中被批斗过，他可能对红戴章会产生一种过敏性反应，因为他不自觉地提取了文革中被拳打脚踢的情境的记忆。而对没有经历文革的人来说，这种反应是不可能出现的。Ｐ３波的差异性可能就是由于个体经验的差异而引起的。

    在心理学研究中，把记忆的存贮状态看成一个网络，在这个网络之间每个记忆单元为一个节点，节点与节点之间按一定的关系性质相互联系，形成一个有层次性的网络。对于不同的个体来说，记忆的这种层次网络具有普遍的相似性，又有个体的差异性。相似是由于外在世界的规律性所产生的。比如果子总是长在枝条上，鱼总是生活在水中，生物总是有雌雄之分，等等。然而，对各种果子及其枝条的形态的一般印象则是不同的。说到果子时，有的人可能联想到，大红苹果，有的人可能想到酸梅。心理学家们认为，记忆的提取过程常具有联想的性质。这种联想是一种激活扩散现象。所谓激活扩散就是当一个记忆单元（节点）被外在或内在刺激（内在刺激为一种自发的兴奋）激活之后，就会沿着节点的连线扩散，如从水果这个节点扩散到苹果，从苹果扩散到梨或苹果馅饼或别的什么，从而引起一连串的联想。这种激活扩散一旦被有意识的控制就会沿着特定的方向发展。这种理论，用现代的脑神经网络结构学说是可以解释的。

    既然，记忆存贮是一种有序的状态，而记忆的提取又是在这个有序状态下的操作。那么，我们在记忆训练中除了训练信息输入的系统化技巧，还要训练记忆单元的特殊联系技训。在生活中我们常常运用特殊联系的技巧去记住一些难记住的东西。如初学英语的人，因为记不住读音，常用方言或汉字来注音作提示。比如“See you tomorrow，” 在福州方言中有一个这样的语音联系“酱油都没有”。当然，这只是一个笑话。但人们的确用一些更熟悉的东西作为一个新的需要记忆的东西的联系。这种技巧在短时记忆中运用得更为广泛。这种联系的脑神经学基础是把一种新的刺激和原有的某种突触联结或者生化状态“强制”地联系在一起。这样，原有的记忆状态就象是一个临时寄存处，一个物品寄存一段时间之后便被取走了。在形成短时的联结时可以用许多的方法：如与表象的联结，与空间位置的联结等等。但这一切都只能是一种应付非常态的记忆任务的一种技巧。有了这些方法，我们可能更容易地在短时间内记住某人的电话号码，某种操作的复杂过程。这种技巧的一个关键是作为被联结的记忆单元应该是非常牢固的，而且是很容易被提取的。象记住“５４３４５７４”这个电话号码是，一个南方人可能把它跟“无事生事我气死，”这样一个语义联系在一起，但对北方人来说，这种联结就显得很勉强，因为这些数字和表达语义的这些词没有语音上的联系。又如，当我们同时被介绍给几位陌生的外国人时，我试图记住每一个人的名字并把这些名字准确无误地和各个人对应起来。这并不是一件很容易的事，因为，外国人的脸像对我们来说好象没有多大差别，况且还要背下一连串的拗口的名字。这时我们可能会自然地把名字和中文字音，甚至字义联系起来，并把这些具有中文音义的名字和这些外国人的年龄特征，衣着穿戴风格联系起来--Anderson(汉语译为安德森)，老家伙，安乐的生活; Smith(汉语译为史密斯，英语意为铁匠)壮小伙，象个铁匠…。用这种方法就能更有效地记忆这些人的名字。 

    记忆的关联的技巧很多，但是，对某个人很有效的技巧不一定适用于另一个人。有的人学外语时习惯于把同义词不断地归类以加强词汇网络之间的联系，有的人喜欢以读音来归类，另一些人可能喜欢用构词法中的词根、词缀分解与联结的方法。这些技巧并无好坏高低之分，只有对某个人是否适合的问题。

    以上是从记忆的存贮与提取两个方面讨论记忆的效率问题，并分析了记忆效率与脑神经功能之间的关系。不过，记忆的效率还涉及到与脑神功能有关的其它许多方面。其一是记忆对象，其二是个体的心理和生理状态。

   前面我们谈到脑功能的分工合作机制。我们已经知道，记忆作为一个整体过程，是大脑各个部分合作加工的产物。从刺激的输入所产生的感觉记忆，到短时记忆，然后到长时记忆，经过了各个神经回路的振荡，突触前的兴性，神经递质的分泌，突触后敏感度的提高，乃至突触的变构等等。但是，记忆作为一个局部过程，它所涉及的脑区域是不同的，其神经生物化学变化的程度也是有差异的。记下北京城的地理布局和交通线路与记下英语的句法结构和词汇在脑神经的操作方面是不一样的。前面我们谈到大脑两半球的分工问题，我们知道，左半球主要负责语言，符号，规律和逻辑定律等方面的记忆，右半球负责形象，图画，音乐，节奏等方面的记忆，小脑负责动作和其它机械操作的记忆，海马负责空间记忆……每一个人的记忆能都有偏态现象，这种偏态现象除了遗传因素之外，主要是由后天的学习与训练决定的。

    我们当中有些人具有对某种对象记忆的超凡能力。有的人可以毫不费劲地记下一连串毫无意义联系的数字，如圆周律３．１４以后的几百位小数；有的人可以熟练地记下几十年的公历日期与星期和农历日期的对应关系；有的人可以听一遍音乐就能全部记下来……，这些人被称为奇才或怪才。当然，这些人中有的根本就无“才”可言，因为，他们除了特异的记忆能力之外，无任何超人之处。所谓的“白 痴学者”就属于这一类型的人。他们在某一方面具有超常的记忆能力，如对古典诗歌能倒背如流，但他们除了记住了这些诗歌的形式之外，对诗歌的其它方面一无所知，如诗歌的意境与思想内容，艺术风术与作家的精神世界等等。他们并不能象那些只背下少量的作品，却能分析所有作品的真正的学者那样，具有自身的创造力。

    另一些人的记忆偏态表现在对某种对象的特别强的记忆能，而对另一些对象则表现出绝对的记忆无能。牛顿能记下大量的物理学公式，但却常常连自己是否吃过了饭都记不住。大发明家爱迪生对空间结构和机械操作具有超常的记忆能力，他几乎每天发明一件东西，他要想象出这些东西的结构并把它们记在脑子里，然后转化为具体的作品，但是，他的语言记忆能力就显得比较低下，以致于上小学时，学校老师认为他是一个有能力障碍的儿童，把他冷落在校门之外。象这样的例子实在比比皆是。

    如果我们排除了个体的遗传和学习因素来讨论记忆对象，我们会发现有些对象比另一些对象更容易记忆。记住一个人的相貌或一所房子的基本结构要比记住外语单词或者数学公式要容易得多，前者看一两次以后就可以在记忆中保持很久，后者如不采取特别的技巧，要在记忆中保持同样的时间是不太可能的。一般地说来，越是形象的，具体的东西越容易记住。这可能与记忆存贮的脑域有关，或者与信息输入的方式有关，或者与记忆单元的联结方式有关，也有可能与这几个因素都有关系，这方面的研究还没有明确的结论。但是，一个具体而且形象的东西，往往是我们经常接的东西。虽然陌生人的面孔对我们来是全新的，但是，在我们的记忆中已经有了各种类型人的面孔的表象，这样我们就可能排除这张面孔与我们记忆的各类面孔的共同特征，而只注意其特别的特征，并把它联结到记忆中的某一类型相貌中去。在我们学习语言符号时，同样有形象与抽象记忆的差异现象。记住“hand”“face”“fun”比记住“happiness”“logic”“misery”要容易一些，这里除了这些词汇的使用频率因素之外，主要是由于前面一类词更为具体形象，形象的东西易于联想，联想就是突触的一种暂时联接。

    无论是一般人还是具有特异记忆功能的人，对于不同记忆任务所表现出的不同记忆效率，都从反面证实了记忆的局部结构的可分离性（分工）。即不同的区域负责不同的任务。因为记忆的脑结构分工使我们可以同时完成双重或多重记忆任务。当我们在阅读一篇文章的时候，外面传来音乐声和嘈杂声，我们不一定对这些音乐声和嘈杂会有特别的注意，但是如果音乐是我们熟悉的，我可能说得出它的名称，我们甚至还可以分辨出嘈声中的某种特殊的声音。这表明，记忆信息输入的不同通道及其存贮的区域之不存在冲击现象。多重记忆之间的效率差异主要是由于注意力的分配所产生的。注意力是记忆输入的动力或能量。我们平时说的“眼观四面，耳听八方”说的就是注意的广度问题。一个具有宽阔的注意力广度的人，能够有效地在同一时间执行多重记忆任务，因而，他表现得更为机敏。但是，无论一个人多么机敏，他不可能在同一时间内执行多重性质的记忆任务。比如，当几台钢琴同时演奏不同的曲子时，我们是无法记下每台钢琴所弹奏的曲子的。当然，在这种情况下我们可能会把注意力转向某一台钢琴，而忽视其它的钢琴。但是，即便是在这种情况下，也有可能对其它钢琴的曲子产生一定的内隐记忆。内隐记忆指的是，虽然记下了某件事，但我们自己并未意识到。也就是说某种刺激虽然在脑内留下了“痕迹”。但是，在没有特殊的线索是无法提取这些记忆的内容。在我们注意听钢琴Ａ的音乐的情况下，钢琴Ｂ的声音也传进了我们的耳朵，并在大脑皮层的某个区域产生了一定的反应，但是由于注意力的分配问题，使这种传入刺激没有足够的动力，即无法有效地编码，而只暂时地，被动地寄存于大脑中。尽管我们无法主动地回忆起钢琴Ｂ的音乐，不过，如果听完音乐后做一个判断性测试，比如，在四首音乐中有一首是在钢琴Ｂ上弹奏过的，要求作出是否听过的判断。实验将会显示：对Ｂ作正确判断的概率会明显高于其它的。当然，内隐记忆的脑机制非常复杂，是心理学研究的一个尖端课题。

    心理学把这些记忆的形态学分类归为三个子系统：期待式记忆系统，概念驱动记忆系统和数据驱动记忆系统。期望式记忆系统专门记忆各种情绪体验，情感经历。这种记忆包括从一般的情绪刺激反应联系到强烈的瘾癖的刺激反应联系。如听到哀乐，一种悲哀的情绪便不自主地产生；吸毒者对毒品能带来的强烈快感所产生的期待都是源于这种记忆。这种记忆由脑的边缘系统实现、边缘系统包括海马、杏仁粒、扣带回等大脑和小脑的周边结构。概念驱动的记忆系统由复杂的联络区皮层实现，这一皮层区包括额叶、颞叶皮层，基底神经节和间脑某些结构间的复杂网络。概念驱动记忆系统的主要功能是存贮和提取语言的概念，范畴和规则。它是一个和思维密切相关的记忆系统。资料驱动的记忆系统由相应的感觉运动皮层和小脑等有部分组成。以经典的条件反射方式实现存取功能。即以简单的物理刺激的输入，在脑内形成固有的联结。这种物理刺激被称为数据，其输入后的联结被称为编码。整个操作过程是：海马将刺激所形成的短时记忆转化为长时记忆，存贮在前额叶皮层和相应的感觉运动皮层之间。如果输入的信息是一些精细复杂的视、听觉信息，则为一种非经验式的认知学习机制（经过抽象或系统化的编码过程）经视、听信息加工的神经通路，由联络区皮层实现认知信息的存取；他物中心体的空间位置（即以某物为中心所建立的空关系）的信息由海马和后顶叶存贮和提取，以自我为中心的空间位置资料的输入，由尾状核一额叶皮层存贮和提取。如果输入资料具有多种形态而且数量又大的话，则各个脑结构对输入信息同时进行加工（称为并行加工）或者以输入的时间次序按层次进行线性加工（称为串行加工）。其结果是一定的信息以一定的脑神经细胞产生联结。大量的资料可能集中于同一组脑细胞，也可能分布于不同的脑细胞。这种可能性取决于输入信息的形态和方式。

    那么，各种形态的记忆能力的个体差异是由遗传产生还是由学习因素产生的呢？如前所述，各种形态的记忆是由不同的脑神经结构实现的，记忆的形成过程也有不同，因此，我们就不难想象，一个人如果在某一方面从小开始就进行了特别的训练的话，那么，相应脑区的神经细胞一定更为发达，如树突更为丰满多枝，因而突触数目增多而且更为壮实肥大。相反，某一方面的能力，由于缺乏学习训练，其相关的脑区神经细胞就得不到刺激，长期处于抑制状态，久而久之便退化，尤其超过了一定的年龄，神经细胞的可塑变小。在这种情况下，施加以相关的学习任务，则使学者表现得记忆困难。前面提到的威廉.詹姆斯记忆能力训练的失败可能与年龄因素有关。从这个角度看，在儿童发展过程中，对其进行全方位的学习训练，或者说，培养其对各门学科的兴趣，将使其终生受益。因为，如果他儿童时期受过更多的训练，当他步入成人阶段之后，他的专业取向就会有更大的自由度。毛泽东所说的，要使受教育者在德育，智育，体育等几方面都得到发展，如果不考虑其政治色彩的话，还是很有道理的。一个从小在充满自由民主气氛的家庭长大的人，具有较好的语言记忆能力，他能够运用丰富的词汇表达自己的感情和思想。相反，在一个刻板专制的家庭里成长起来的人，在运用语言时可能会措辞贫乏。研究者们在对语文学习障碍的儿童进行调查时，发现了儿童的成长环境与语文学习成绩的关系。语言学习涉及到词汇，语法规则和语用规则的记忆。在丰富的语言环境里长大的儿童，从小就记忆了大量的词汇（口头的或书面的），各种语用情境与表达的规则。因而，当他进入学校，接受正规的语言训练时对记忆语言的形式（词汇和句法形式）已经有了较好的脑机能基础。这种人无论学习母语还是外语都具有较强的能力。

    不但语言记忆的脑神经细胞的可塑性有年龄期限，其它方面的记忆也存在可塑性期限问题。一个从未接受过音乐教育，或者他从小就没有唱歌的机会的儿童，成人之后，要使其学好音乐具有很大困难。因为他简直无法记下稍微复杂一点旋律或节奏。在北京城长大的人，具有比山区长大的人更强的方向感。方向感是间记忆的一种表现形式，在山区生活的人，很少需要方向的记忆，他们常以某座山某座房屋或某条河流作为参照系建立座标，但在平坦而广阔的北京城，要以这种方式建立方向座标的话，就必须记下很多很多的公共参照物，这实际是不现实的，因为，北京太大了，因此，人们从小就养成了以方向来提示所在的习惯。当然，我们强调记忆的学习与训练的重要关系并不否定个体的先天素质对于记忆的影响。

    我们讨论遗传对记忆的影响问题，必须以正常的智力素质为基础。因为一个由于遗传因素造成的智力低下的人，不但记忆能差，而且其它方面的能力也差。把这些人的记忆能力与正常人的记忆能力放在同一水平上去讨论是毫无意义的。在承认记忆力强弱与智力的高低存在着一定的关系的前提下，我们还应指出，记忆力不等于智力。一个智力好的人记忆力一定是好的，但是，递定理并不成立。因为，我们不会把“白疾学者”也当作高智者来看待。另外，在讨论遗传问题时，我们还应看到，环境因素和遗传因素常常产生交互作用。比如，一个出身于音乐世家的人，如果他对音乐表现出了特殊的记忆能力，我们可以把这种记忆的特异能力归结遗传，也可以把它归结于环境因素的影响，因为，身处音乐世家的家庭环境，很难说他不受音乐的熏陶。因此，在同质的智力水平上去考察记忆能力的遗传因素时，我们只能考察遗传与记忆的特异能力之间的关系。遗传决定智力是一个大前提，而智力又影响记忆力。在这个前提下讨论特异性，其理论范围实际是很小的。这方面的研究仍停留在假设水平，我们很难确定把几年的日期和星期对应地记下来的能力是由遗传决定的还是由后天的“变异”所造成的。我们只能假设，特异的记忆能是由于先天造成的某一脑区域的特异性能所决定的。这种特异性表现为某一脑区的神经细胞具有超强的可塑性。那些非世家的音乐天才可能就属于这一类型。另外，个体的性格可能也是遗传因素中影响记忆的一个重要成分。有的人天性活泼，有的人天生内向。不同类型的性格，影响记忆的主要方式可能表现在对输入信息的选择和加工方面。一个活泼好动的人，大脑的某个区域，如运动皮层，具有较强的可塑性，他学习跳舞可能比内向的人学得更快。而内向者的情绪体验方面的记忆可能具特异性，对涉及情绪的事件的细节都记忆得很牢固。

    其实，影响记忆的因素远不止遗传和学习因素，其它因素，如身体素质，内分泌水平，情绪与注意状态，都不同程度地影响着记忆的效率。因为，上述因素直接影响大脑的化学物质的变化，蛋白蛋的合成以及神经细胞的兴奋程度和突触变构的速度和方式。

    身体素质指的由遗传决定的体能和健康状况。有的人生来就有强壮的体魄，有的人生来就瀛弱不堪。不同的身体素质影响记忆的方式体现在神经细胞的活性水平和蛋白质的合成速度。身体素质好的人，可以长时间地保持大脑神经的兴奋状态，因为，他的循环系统能及时地充分地为脑细胞提供能量，保证其蛋白质的代谢。从而使记忆的存贮能不间断地连续地进行。而且，在记忆的存贮过程中由于脑能量的充足，神经细胞的活动也显得富于力度和秩序。记忆自然更为牢固。相反，一个体质虚弱的人，在面临记忆任务时，他最大的问题是脑能量不足，比如血液循环无法充分的保证大脑工作所需要的养料，因而无法进行信息的深工，如对一些问题的抽象，归纳和系统化。他时常觉得头晕脑胀，刚刚记下的东西不久便忘得一干二净。丢三落四是这种人的最大特征。这种人为了克服记忆的困难，常常采用重复学习的办法。为了更好地记忆，重复学习对每一个人来说都是必要的。但是一味的重复旧的学习内容无疑是对时间和精力的无谓的浪费。当然，有时候由于过度疲劳，即使是身体素质再好的人，也会出现记忆效率低下的情况。当今中国的学校教育的一个最大弊病就是“疲劳战”。学生要无休止地背诵教科书中的内容，重复地做练习题。学生们每天都处于疲劳的状态，这种状态医学上称之为“亚健康”状态。在这种状态下，当然记忆的效率是可想而知的。

    人体的退行性变化，如衰老，也影响记忆的功能。在这种情况下，记忆能力的减退是由多方面的因素引起的。首先，体力的衰弱影响脑能量的供给，其次是脑神经细胞自身的退化和变性，这种变性严重者又出现大脑皮质和海马中的神经原纤维的缠结和皮层的斑块，导致老年性痴呆症。老年痴呆症的最明显特征就是记忆衰退，而且其衰退的速度很快，一，两年中患者丧失记忆，生活不能自理。老年人记忆力的正常减退速度是非常缓慢的，而且不同身体素质的人，减退的速度也不一样。有的老人八、九十岁仍然记忆清晰，也反映了身体素质与记忆的一种正相关关系。当然，身体素质的保持与后天的营养和锻炼有密切关系，但这不是本章要讨论的内容。

    近十多年来，人们对内分泌水平影响记忆的种种机制作了大量的研究。内分泌是人体内腺体分泌的各类激素，这种激素不经过导管直接到某个器官，而是通过血液循环输送到全身各个部分。激素对于脑的生长发育及其各种功能的实现起着举足轻重的作用，在激素中又以类固醇，甲状腺素和肾上腺素最为关键。类固醇这个名字可能大家都比较熟悉，因为大型体育项目比赛都要检查运动员尿中是否含有类固醇。一般的中枢兴剂中都含有这种物质。类固醇是来源于胆固醇的一族分子，它包含雌激和睾丸激素以及一类影响葡萄糖代谢的糖皮质激素。而甲状腺素（类型很多，如Ｔ３和Ｔ４〕却不是来源于胆固醇，而是由碘和酪氨酸合成的。尽管类固醇和甲状腺素的合成方式不同，不过它们都是亲脂性的。它们作为遗传物质的调节器和维生Ａ和Ｄ一起，以同样的方式，吸附于调节基因表达的原子接收器。这些接收器又吸附于遗传物质ＤＮＡ（脱氧核糖核酸），在大脑发育的过程中太少或太多的类固醇和甲状腺素都会严重地影响脑神经元的联结及其功能。

    早在１８５０年，科尔林就发现儿童呆小病与甲状腺有关，因为他在对两例呆小病儿童作尸解剖时发现，他们都没有甲状腺。４０年以后的１８９１年，马瑞报道了他用从羊的甲状腺提取物治疗甲状腺机能减退的患者时取得的满意效。后来的研究进一步证实，甲状腺素在脑细胞骨架蛋白合成过程中起着调节作用，而细胞骨架蛋白与神经元的发育密切相关。甲状腺素还影响成熟的神经系统的功能。成人甲状腺素不足者，常出现记忆障碍，同时伴有耳聋和共济失调（即无法保持人体动作的协调）。动物实验揭示甲状腺的接收器主要在海马和大脑皮层。成鼠在甲状腺切除之后，脑神经细胞的树突刺明显减少，因而突触也随之减少。相反，如果给手术过的成鼠注射甲状腺素，树突刺就会明显增多。另外，甲状腺还调节大脑酶类的活动，对神经元的结构蛋白质合成起着至关重要的作用。总之，甲状腺素的调节，最终是以神经细胞的树突刺的密度为标志，密度越高，神经信息的传递量就越大，存贮能力以越强。

    近年在全国范围内推行食盐加碘的措施就与甲状腺素有关。缺碘会影响甲状腺的发育（大脖子），甲状腺的发育不良，就会出现甲状腺素的不正常分泌。类固醇影响记忆的原因比较复杂。类固醇是从肾上腺（附属于肾的一个腺体组织）分泌的一种激素，它包含性激素，糖皮质激素以及其它激素。虽然，对性激性影响记忆的研究还不够深入，但是，已有报道说，雌性激性对治疗女性老年痴呆症有疗效，经雌激素治疗的患者，４３％都有不同程度的认知状态改善。后来的试验结果说明，８６％女患者都有认知改善。其作用机制大体是这样的：雌激素能增加乙酰胆碱转移酶在大脑中的活性、这种转移酶对合成乙酰胆碱起着很大的作用。乙酰胆碱是一种促进（也能抑制）记忆的化学物质，它分布于大脑皮层，海马以及其它淋巴结构。实验证明雌性激素还影响神经细胞的发育，尤其是海马神经细胞。用显微录像技术观察发现，在注射雌性激性半小时，甚至更少的时间内，海马ＣＡ1区（海马的一个部分）锥体细胞的树突密度和形状都发生改变。同样，雄性激性对于男性也有改善记忆的效果。

    内分泌水平的变化引起脑化学物质的变化，从而引起蛋白质合成速度或神经细胞兴奋或抑制程度的变化。因此，在改善记忆的疗法中常使用改善内分泌水平疗法，或者直接使用由激素或酶类所能产生或合成的化学物质制剂。这些化学物质包括兴奋剂（如咖啡咽），镇静静（如巴比妥），神经肽，儿茶酚胺类神经递质和一些影响儿茶酚胺或乙酰胆碱递质的化学制剂。在市面上流行的一些记忆促进剂都是根据激素对蛋白质合成，对胆碱能和其它神经递质的作用原理而制成的。当然，有些药物改善记忆的作用机制是非直接作用于内分泌。如中药的人参，鹿茸就是比较典型的中枢兴奋药，它们能调节人体内分泌，加强人体的各项机能。因而，从整体上改善了记忆。而茶，咖啡由于其含有咖啡因，也能对中枢神经产生兴奋作用，但这种兴奋是暂时，因此，它对记忆的改善也只是暂时的。我们可能都有这样的体验：当我们面对需要记忆的学习任务时，而身体又处于疲惫状态，我们常常会以喝浓茶或咖啡方法，让自己暂时兴奋起来，达到更好的记忆效果。研究认为，学习中的兴奋水平对记忆形成时的脑内蛋白质合成的速度起着重要作用。但是，无论是哪一类型的兴奋剂，在使用时超过了一定的量度时，都会给记忆带来负面影响。因为，兴奋剂的作用是强化胆碱能系统的活力。乙酰胆碱是新皮质、海马和其它许多脑区的突触递质。加强胆碱能系统的功能能促进长时记忆，但是过量的乙酰胆碱会使突触后膜长久地处于兴奋状态，从而影响记忆的效率。在短时性的兴奋剂中还有肾上腺素，它能改变中枢去甲肾上腺能的突触的活动，从而改变儿茶酚递质的分泌水平以促进记忆。

    正常机体的内分泌大多处于平衡状态，即既不亢进也抑制，在这种情况下，服用所谓增进记忆的药物，只能对记忆系统产生破坏作用。有的人认为，整天用脑，一定会使大脑疲劳，因此服用补品必然是有益无损的。但是，要知道，人体的各个部分的代偿能力是很强的。健康人只要注意休息和运动，不可能造成大脑的过分疲劳，导致记忆能力减退。只有当疾病或衰老，或其它破坏性因素（如中毒）导致内分泌失调时，药物调治才是必要的。

    情绪和注意状态对记忆的影响主要体现在对记忆对象的指向性，选择性和集中性方面。注意和情绪与记忆的关系非常复杂，但是我们可以用大脑皮层的不同兴奋程度对记忆所产生的效应来解释。情绪反应导致植物神经系统的交感和副交感神经活动的亢进。这种亢进引起脑内许多神经－－体液，如神经递质，神经调质，激素，血液成分，和能量代谢的变化。这种变化对记忆产生强化或抑制的效果。情绪与记忆效果的关系在现实生活中可以找到大量的例证，当教师强迫学生学习他们不喜欢，甚至厌恶的学习内容时，学生产生一种痛苦的或愤怒的或厌恶的情绪，这种情绪引起的大脑中记忆所需的各种化学物质偏离正常水平，从而导致记忆效率低下。相反，如果学生所学习的东西正是他们所喜欢的，记忆的效率就会大大提高。

    情绪的作用还表现在它对注意力的影响。不过注意是生理心理学的另一个范畴。注意根据自主性的程度分为非自主意和自主注意。非自主性注意被看成是一种非选择性的注意过程。它是由外部刺激的强度，新异性和突然性所引起的机体的朝向性反射活动。例如，当我们在在专心读书或者做作业时，周围虽然有一些噪音，但是，我们并不在意。当噪音以特别的强度，或者奇特的方式发出时，才会引起我们的注意，如突然的暴炸声或某人凄惨的呼叫声等。非自主性注意的脑神经基础是中脑网状结构的兴奋使丘脑网状核抑制。或者我们把丘脑网状核看成是自主注意的神经通路，当新异的刺激呈现时，这条通道突然被关闭，同时中脑的网状结构兴奋起来。这种兴奋引起更多的荷尔蒙的分泌，以致在兴奋区的突触的神经递质分泌水平提高。这就是为什么新异的刺更能给我留下深刻的记忆。额叶－－内侧丘脑系统的兴奋引起丘脑网状核兴奋，是自主性注意的脑神经学基础。研究者们认为，丘脑网状结构在非自主性注意与自主性注意的作业中，起着控制阀的作用。即自主性注意与非自主性注意是由不同脑区在不同时间分别操作的。

    注意力对记忆的作用历来引起教师的重视。教师们总是要学生专听讲，但是却常常忽视教学内容及其呈现方式的新颖性。学生对教学内容不感兴趣，自然注意力涣散，学习的记忆效率也必然低下。如果学生没有自主性注意，任何学习记忆任务也是无法完成的。有一类被称为“多动症”的儿童，其最突出的问题就是注意缺陷。这类儿童的自主性注意能力极差，而非自主性注意过程又极为活跃，外界的任何新异刺都能引起他的注意。另外，这种儿童不易安静下来学习，即使在课堂上，他们的手脚在不停的做小动作。由于注意力不能集中，记忆就出现困难，记忆的困难又导致学习成绩落后。这种儿童大多是由于轻度脑损伤引起的（有的脑外伤根本不会引起父母的注意，如分娩时用助产钳夹婴儿的脑袋，用力过度），另一种可能是铅中毒或微量元素代谢失调（如锌，铜代谢）。

    我们已经谈到了记忆与脑神经器质的关系，而且还谈到记忆与外在记忆形态以及注意与情绪等因素的关系。因此，我们知道，要想具有良好的记忆首先必须具有良好的脑生理基础，其次要有科学记忆技巧，还要有良好的身体素质和稳定情绪和能够自主的注意力。

    不幸的是人类常会因为这样或那样的脑疾病或外伤而产生记忆障碍，如脑肿瘤，脑血管溢外，老年性痴呆，慢性酒精中毒，脑震荡等。这里应该引起我们特别重视的是慢性酒精中毒，因为，我们当中不乏一些“唯有杜康”之辈。慢性酒精中毒引起的记忆障碍又被称为柯萨可夫氏记忆障碍，它是柯萨可夫于１８8７年发现并报道的。这种病起初只有轻微的顺行性遗忘，即对刚刚发生的事情不能形成记忆，继之出现逆行性遗忘，即对病前近期的事情发生选择性遗忘。只记忆某些事而不是所有的事，但对早年的记忆仍然清楚。有此期间常妄想倾向，而且把妄想当成真实的记忆，让人觉得他在明目张胆地撒谎。随着病情的发展，病人连远事的记忆也消失，脑子变得一片空白，因而，表情淡漠，麻木不仁。对病人的尸体解剖发现，脑内突出的病变是在下丘脑乳头体和内侧丘脑，８０％的病人额叶皮层委缩。乳头体是海马与间脑等其它脑组织的中继站。它的损伤不但造成对近事记忆的影响，而且远事记忆也遭破坏。所以，如果我们希望拥有良好的记忆，我们最好不要有喝酒的豪气。

    另外，脑震荡也是应该引起我们注意的一种威胁，这种威胁对小孩尤为严重，如导致失语症，成人可导致暂时的逆行性遗忘症。除了脑损伤和脑疾病之外，还有一类心因性和原因不明性遗忘。心因性遗忘指的是突然出现记忆障碍，但脑检查又未能发现器质性病变。这种遗忘症大体可以分为两种，一种叫做癔病性遗忘证，另一种是反应性遗忘症，前者多是由于不良的个性特质引起的，如神经过敏，歇斯底里或内心充满矛盾和痛苦；后者多是由于重大的精神创伤所引起的。从这些心因性遗忘症，我们看到，良好的记忆不但跟脑的素质有关，而且与心理素质有关。

    原因不明性遗忘症是斐雪和亚丹斯医生在１９５８年最先报道的，这种遗忘症的特点是，突然丧失记忆能力，脑子变得一片空，连自己的身份，姓名也一无所知。而病人自己却并不觉察自己有毛病。

    大脑为我们的记忆提供了物质基础，而记忆又建构了我们的精神世界。人生一切美好的记忆伴随着偶尔的酸楚与痛苦，使我们理解了真善美的真正含义，面对浩如烟海的知识的记忆，使我们学会了创造。脑的潜能是巨大的，记忆的能力是无限的，但这一切都必须由于学习来实现。