既然所有的物質都將更新,人體細胞也都會更新,那記憶是如何留存的呢?
更新于:2025-03-26 09:04:08

記憶與神經元個數沒有直接關係,相反你的整個人生都伴隨著神經元的不斷減少。

當你14周在媽媽肚子裡的時候,神經元數目達到了人生巔峰。

從此以後,神經元個數開始做減法,然後持續一生。成年後你的神經元總個數,僅僅只有胎兒時期的一半。

懷胎 10 月,但大腦神經元數目的爆發,卻主要集中在 2~3 月。

雖然此時正是你大腦神經元的巔峰,但你的人生記憶之旅才剛剛開始。

如果把我們的大腦比喻成電腦,那麼感官就是信號接入,有了信息輸入,才有資料儲存在硬碟裡。那麼,對於我們大腦來說,感官資訊儲存在我們的大腦里,我們才有了記憶。

從第 2 個月的時候,你開始出現觸覺,第 3 個月出現味覺,第 5 個月出現聽覺,第 7 個月出現視覺…

總之,大約從 14 周前後,隨著各類感官系統的發育,你接收到媽媽體內的資訊,並開始通過你的神經元傳輸,在你的大腦中留下痕跡,才逐漸產生了記憶。

既然記憶並不和神經元個數直接相關,那和什麼相關呢?

主要是神經元與神經元之間的突觸連接[1]

1949年,唐納德·赫布(Donald Olding Hebb)發現記憶和突觸連接存在關聯,提出著名的赫布理論[2]

也即:突觸前神經元對突觸后神經元進行反覆且持續的刺激,便可以增強突觸之間的連接。

該理論描述了突觸可塑性的原理,反應了突觸的學習和記憶機制。

1962年~1981年,埃裡克·坎德爾(Eric R. Kandel)等人通過海兔記憶的分子機制,證明短期記憶與長期記憶都發生在突觸部位[3]

坎德爾在2000年獲得諾貝爾生理學或醫學獎[4]

突觸可塑性分成短期可塑性和長期可塑性。

短期可塑性影響短時記憶,而長期可塑性影響長期記憶。

短期記憶形成的關鍵一環是蛋白質磷酸化。

而這個過程,是一個複雜的生物化學過程。

首先神經遞質會促進神經元胞體製造環磷酸腺苷(cAMP),然後cAMP活化蛋白質活化酶A(PKA),PKA再使相應的離子通道蛋白質磷酸化,從而造成相應離子通道的失活。

  • 例如,鉀離子管道蛋白質磷酸化后,就會造成鉀離子通道失活。

相應離子通道失活后,就會增加鈣離子(Ca2+)的釋放。現在的大量研究表明,這些鈣離子來源於胞體內質網,它同時決定著鈣離子的數量和分部[5]

鈣離子(Ca2+)是突觸可塑性的核心介質。

它的大量釋放會增加突觸間神經遞質的釋放,從而短期增強突觸連接,形成短時記憶。

以上這段內容,說人話就是:

赫布和坎德爾等人的研究發現,證明了記憶與突觸連接的直接關係。

出生之前我們大腦接收到的資訊非常少,可以說基本上處於原始出廠配置。

然而出生的剎那,一切將隨之不同。

一出生的剎那,光進入你的眼睛,聲音進入你的耳朵,空氣進入你的鼻子、奶水滑過你的舌尖,以及媽媽在你皮膚上的撫摸,無數的感覺轉化成神經電信號,到達你的大腦……

一方面你大腦處理能力低下,眼前任何事物,都足以讓你的感官超載。而另一方面,你的大腦每時每刻,都在不斷記錄這些新奇的資訊,建立你自己的專屬神經網路。

突觸是由這樣的生長錐[6]所產生的:

當受到正向刺激時,生長錐內部的絲狀馬達蛋白就會朝著正向刺激方向延伸,最終和其它神經元形成突觸連接。

僅僅每一秒鐘,你的大腦便可以產生上百萬個突觸連接。

但對於至少需要 100 萬億突觸連接(大腦皮層 140~160 億神經元[7],每個的突觸連接可多達數千)的你,你那點記憶,此時簡直猶如儲存在巨大的黑暗匣子內。

所以,作為新生兒的你,記憶是碎片式的,還沒有連續記憶。一開始主要都是 5~15 秒鐘的短時記憶,超過 2 分鐘以上的記憶還很少很少。

我們的短期記憶,在不斷學習刺激的過程中不斷增強,變成長期記憶。

我們從語言的建立過程來舉例,a、o 等元音是我們最容易也是最先掌握的聲音,我們對此最為熟悉,所以大腦最開始建立的相關神經通路,也最為強壯。隨著,我們從父母的聲音中積累越來越多的元音,隨後能掌握的單字往往也是單元音的,而且是疊詞,例如媽媽、爸爸。

隨著相關神經網路的加強,自然也就有了形成長期記憶的基礎。

2 個月大的嬰兒,一般能有一兩天的記憶,有人認為嬰兒的驅動還沒有裝好(沒有神經基礎),然而早在 1999 年,就有人通過實驗研究發現,2 個月大的嬰兒通過週期性的反覆提醒,便能夠一直保持記憶[8]

這說明,並非大腦沒有相關的記憶機制,而是大腦主動把這些記憶清除了。

大約 6 個月的時候,長期記憶越來越多,少部分能持續 1 個月之久。

到達 1 歲的時候,比起出生時,大腦中的突觸連接已經複雜了很多倍。

人小腦中的浦肯野細胞,隨著你的成長,在你學會爬行、走路、奔跑,以及各種大動作、精細動作的學習之後,最終每個神經細胞會建立多達 10 萬個的突觸連接[9]

簡直猶如鬼斧神工般的驚豔:

突觸連接的增加,也令腦子迅速膨大。

剛出生的時候,你的脑容量只有 350g,一歲便達到 950g,2 歲達到 1100g,3 歲便有了 1260g,達到成年人的 90%。

你正在長大,你的童年記憶也在大量的消失。

你消失的童年記憶正在冷冷的告訴你,所謂的永久記憶,根本就不存在。

還記得一開始,我把記憶比喻成硬碟嗎?

但人類的神經元或者突觸連接,並不像電腦的儲存單元一樣被晶體管數目和佈局限定死的。

儲存空間是隨著神經元個數、以及突觸連接情況而自適應的。

雖然在 14 周的時候,我們會誕生數量最多的神經元,但神經元質量參差不齊。人腦的空間就只有 1400ml 左右,你讓 10 個低質量的神經元建立 1 萬個神經連接,可能還不如一個神經元建立 5000 個神經連接更加的節能高效。

人類的大腦其實已經是一個十分優化的節能系統了,但哪怕如此,也需要消耗人體 20% 的能量。所以,一開始足夠多的神經元儲備,就是為了後續優化的。

而人類童年記憶的消失,同樣在於大腦的優化。

兩三歲之前,記憶信息來者不拒,會形成十分紛亂的神經網路。

兩三歲的孩子基本停不下來,這裡戳一戳,那裡爬一爬。雜亂的神經網路,不僅不能形成穩定的人格,信息之間也會互相爭奪感官資源,造成注意力的不集中。

2 歲的幼兒擁有成年人 2 倍的突觸連接。

每個神經元平均有 7000 個突觸連接到其他神經元。據估計,一個 3 歲兒童的大腦大約有 10^15 突觸(1 千萬億個)。而一個成年人的估計各不相同,從 10^14~5 x 10^14 突觸(100 到 500 萬億)不等[8]。

是時候建立比較穩定的人格了。

來自基因里的龐大力量,驅動著大腦前所未有的變化——一場盛況空前的突觸修剪[9]開始了。

對於長期不用的記憶,神經連接會減弱,大腦判定相關信息沒用了,就會直接刪掉。

雖然你覺得幼稚園初戀的面孔是你珍貴的記憶,但基因里的祖傳密碼卻告訴大腦,這些垃圾記憶如果不刪,這腦子以後就不好使了。

最終,你的大腦留下主要的神經網路,開始刪除絕大多數的雜亂連結。

這個過程很像磁碟整理+垃圾清理+智慧反覆運算升級。

隨著你大腦變得越來越高效節能,你的人格越來越穩定,但同時你的童年記憶也正在消失。

兩三歲以前的記憶流失速度,比大多數成年人想像中的快得多。

有研究統計,5 歲的時候,你往往還能記住 3 歲前 80% 的重要事件。到了 7 歲時,便只剩下了 40%[10]。

隨著年齡的增長,童年記憶流失得越來越多。

到了 8-9 歲的時候,就已經只能回憶到 3 歲左右,成年人通常只能回憶到 4-5 歲,年老之後,甚至只能回憶到 6-7 歲。

總的來說,正常人的最早的記憶能追溯到 3~4 歲,只有極少數人能追溯到 1 歲。

以付出童年記憶為代價,進入青春期之前,我們的注意力變得前所未有的集中起來,從而有了學習更多人類知識和社會經驗的基礎。

研究表明,12 歲以後,大多數人可以輕鬆集中注意力 30 分鐘以上。但 5-7 歲的小兒,能集中注意的平均時間只有 15 分鐘左右。

除此之外,我們在嬰幼兒時期,還把更多的記憶用在了視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺等感官體驗,花了更多的記憶學習語言,以及概念記憶,事件記憶部分就是很單薄的。甚至在吃飯、走路、游泳、騎自行車等活動中,形成的是程式性記憶,大腦主動把紛雜的場景給刪除了。

不要以為生活中忘掉的細節,就一定鎖在深層記憶中。

某一些細節大腦是真的徹徹底底刪除了,永遠找不回來了。

但唯一的好處,是讓程式性記憶轉化成我們幾乎本能的行為,讓我們終生受用,儘管我們可能永遠回憶不起學習它的細節了。

在青春期,前額葉還會經歷一場盛況空前的突觸修剪,導致你“性情大變”,伴隨著中二人格,一直到成年,你的大腦才最終成熟,變得理性和睿智。

而你的記憶,何嘗不是在不斷更新變化。

雖然成年之後,我們的記憶變得越來越穩定,然而我們依舊不得不接受一個最基本的事實:

我們的記憶依舊在隨著時間不斷發生著變化,而且是我們的大腦不斷主動改變著我們的記憶。

在我們正常認知活動的過程中,大腦暫時加工和儲存的記憶被成為工作記憶(working memory[10] [11]

這個過程大腦不僅會處理全新接入的資訊,還會調用我們與感官相關的長期記憶來進行再加工,這個加工過程形成的短期記憶會再次啟動相關的初級感覺皮層,從而產生相應的感官體驗[12]

這也是為什麼,當我們進行積極的想像時,大腦內可以不僅僅有聲音,還可以有場景,有味道,有觸覺等其它的感官、運動體驗。諾貝爾生理學獎得主傑拉爾德·埃德爾曼認為,這個過程,可以在我們大腦中產生一個穩定的世界表像[13]

當大腦處理完成,短期記憶會經過海馬體的處理,轉變成長期記憶,儲存在前額葉皮層中。

這個過程,雖然長期記憶的主體構成沒有什麼變化,甚至可能得到強化。

20年前的事情,你覺得好像在昨天發生的一樣,其實就是長期不斷被不斷鞏固的結果。

然而,經過工作記憶加工后,會對一些細節進行補充和篡改。所以與別人聊起同樣的事情,你會發現你們記憶的一些細節不一樣了。

甚至可以說,你的每一次回憶,都是對過去回憶的全新加工。

所以,在這樣的機制下,即便一件足以刻骨銘心的事情,經過十多二十年,長達數十次甚至上百次的回憶加工,回憶中的過去事件的細節,是有可能和真實細節發生巨大差異的。

雖然我們往往認為一些記憶,甚至固執的認為,我們銘記了一輩子,但何嘗不是被我們的大腦反覆加工了一輩子。甚至,我們永遠不知道,這個拷貝了N次的副本,與最初的記憶究竟哪裡相同,哪裡不同。

我們不得不接受這樣一個基本的事實:

記憶是健康人大腦的基本生理功能之一,遺忘同樣也不例外。

我們的大腦就是這樣,當我們銘記一件事情,總是伴隨著某些東西被遺忘。

最終留下的將貫穿我們的一生,被稱為自傳體記憶。

在我們整個一生,我們總是情不自禁地回溯自傳體記憶。

似乎,我們總是害怕我們的身體里,無法銘刻下我們自己。