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2023

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遗忘的记忆从未真正消失:大脑如何再学习


人类拥有的学习能力和记忆能力让我们能够做许多其他生物想都想不到的事情。但是,我们才刚刚开始了解在我们学习或者忘记时,大脑是如何工作的。我们现在所知道的是在神经细胞之间的接触所产生的变化在其中起了重要的作用。但是这些结构上的变化是否能够解释人人皆知的现象——再学习是否比学习新的东西更加容易呢?

  即使不再使用,在学习过程中建立起来的细胞接触还是会保留

  德国马普所(Max Planck Institute)神经生物学分所的科学家们已经能够证明:即使不再使用,在学习过程中建立起来的细胞接触还是会保留。重新激活这些暂时闲置的“存储细胞接触”,能够让我们更快地熟悉那些曾经学习过但被遗忘的事情。

  人类与昆虫不同,即使多次无功而返,昆虫还是会反复不停的朝着窗玻璃撞去,试图获得自由,而人类的大脑能够学习复杂运动的联系和顺序。这种学习能力不但让我们能够避免撞到玻璃门,还让我们能够掌握各种各样的技能,比如骑自行车、滑雪、说不同的语言或者演奏乐器。尽管在我们年轻时,大脑学习得更快,但是我们到了老年还是依然拥有这样的学习能力。长期以来,科学家们都试图准确查明,当我们学习或遗忘的时候,大脑到底是如何工作的。

  弹性联系

  学习,换句话说,就是成功地处理新的信息,是神经细胞之间建立新的联系。面对新信息,大脑中没有任何以前的处理路径存在,蛋白丝附属物(filigree appendage)就会开始生长,从激活的细胞一直延伸到邻近的细胞。当生长到特定的接触点的时候,在蛋白丝附属物(filigree appendage)的末端处会形成特定的接触点,这种接触点又叫做突触,突触一旦形成,信息就可以从一个细胞传到另外一个细胞,我们也就获得了新的信息。一旦接触中止,所学到的东西也就被“忘却”了。

  学习与再学习之间的细微差别

  尽管最近的研究显示,学习和记忆与上文中所提到的大脑中的结构变化有关系,但是还是有许多问题有待进一步去研究。比如,当我们学习、忘记、再学习的时候,大脑是怎么工作?通过一个实例,我们从实验中得知,一旦我们学会了骑自行车,即使很多年都不碰自行车,我们也可以很容易的再次熟悉,类似的例子很多,它们似乎证明了一点:“重新学习”通常比“从头学起”要容易。这些细微差别是否是源于神经细胞的结构呢?

  细胞附加物印证了一句老话“一鸟在手……”

  马普所神经生物学分所的科学家们现在试图想要证明,在获得新信息时产生的细胞接触的数量和二次获得的信息时的数量是有相当大的区别的。比如,我们把一只眼睛暂时遮住,处理视觉信息的神经细胞之间就能产生大量新的细胞接触。差不多五天之后,神经细胞重新调整自己,以便从另外一只眼睛获取信息,大脑让自己适应一只眼状态。一旦我们去除眼睛的遮挡物,让它自由的接受信息,神经细胞又恢复了它们原先的功能,或多或少忽略了一只眼的信号。

  “不过,让我们最惊奇的还是遮挡去除以后,在遮挡时期产生的大部分的细胞丝附加物还依然存在,”项目负责人Mark Hübener解释到。所有的证据都证明了突触只是失灵了,但是没有消失。“已经建立的经历也许随后还会再次发生,很明显,大脑选择了‘未雨绸缪’。” Hübener接着说道。当我们把同一只眼睛再次遮住的时候,神经细胞以快得多的速度重新调整了自己,因为他们可以利用原有的细胞附加物。

  有用的激活

  在大多数神经细胞之间形成的附加物都保留了下来,并且能够促进重新学习。这一观点对于我们理解学习和记忆的基本过程非常重要。即使“金盆洗手”很多年,如果这个冬天我们想要滑雪,也不会是什么大问题。