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电影中的记忆天才

在《哈利波特与混血王子》里,邓不利多教授将收集到的记忆仔细的标上记号封存在小玻璃瓶里,需要用时,滴上几滴,过往的记忆就如小电影般在冥想盆中播放起来。这一幕在很多神话童话电影中似曾相识,只不过播放这记忆小电影的荧幕变了,可以是法海的金钵,也可以是女巫的魔镜和水晶球。层出不穷的“记忆再现”镜头反映的是大家对于记忆的一个美好梦想。还记得刚读神经生物研究生时,老爸语重心长的拍着我的肩膀说;儿子,你的任务就是要研究怎么样将我们的记忆像放电影一样的播出来。

可是,记忆是什么呢?记忆真的可以再现吗?

童话里的冥想盆或是水晶球看起来都太玄乎,施瓦辛格的科幻电影《第六日》给记忆的提取和再现增添了一点科学的色彩。我们的壮汉施大哥看着一个显微镜样的设备,只见过往一幕幕的画面从他眼睛经过镜筒传到了存储盘里,就这样,记忆的提取就完成了。这些存储的记忆还能再复制回新的生物体中,从而间接实现了人类的永生。科幻就是科学加幻想,我们不能以严谨的科学态度来推敲其中的科学道理。但是,它为我们开启了一扇思考的窗,记忆是怎么形成、怎么存储的呢?

古希腊哲学家亚里士多德在公元前4世纪提出,记忆在我们的心里,以血液的流动为基础,而在今天,恐怕已经不会再有人怀疑记忆是在我们的脑中。那大脑如何存储记忆,是否也有着一张一张的存储盘呢?牛人爱因斯坦留给了我们一系列深奥的理论,逝去后也留下了他的大脑,恐怕也在期待我们有朝一日可以解读他的记忆。为了看看爱因斯坦的大脑里到底有什么,科学家们将他的大脑切成了一张一张的薄片。我们当然看不到所谓的存储盘,能看到的只是一个一个的神经细胞,我们称之为神经元。神经元就像计算机里的二极管,是大脑活动的基本单位。

然而,神经元比只知道0和1的二极管要活泼的多,它伸展出无数的树突接受外界的输入,同时又把这些接收到的信息整合后通过轴突传递出去。这些信息通过轴突树突间形成的突触以电信号的方式传递。我们的大脑中有上百亿个神经元和上万亿个突触,互相交错形成了一个难以想象的复杂网络。神经生物学家发现生物体学习记忆的过程中突触之间传递的电信号会增强、突触会不断的新生和消亡、突触的大小也会发生变化,这一系列的改变被认为是记忆的基础,然而,目前的实验证据仍然只能表明突触活动和记忆之间具有相关性,却不能将突触活动和特定的记忆直接联系起来。也许,我们可以通过爱因斯坦的大脑了解他有什么异于常人的地方,却仍然没有办法通过那一张一张的脑片再现他那了不起的记忆。

电影中的记忆不只是出现在科幻和童话故事中,《记忆碎片》给我们展示了另一个有关记忆的故事。一对年轻夫妇收到歹徒的袭击,妻子当场身亡,丈夫脑部受到重创,出现了一种很奇怪的“短期记忆丧失症”,他对于受伤前的记忆都是完好的,可是新记忆却只能维持几分钟。为了给妻子报仇,小伙子开始调查,每当有新的发现,他就会立即将线索记录在纸片上,因为他怕很快会忘记。这不再是科学的幻想,在现实生活中就有这样一位著名的病人Henry Molaison。H.M.在9岁时脑部意外受伤,导致了非常严重的癫痫症状,在27岁时经其父母同意进行了脑部手术,切除了部分海马组织,希望能控制癫痫。然而,手术后,H.M.可以记住过去的事情,却对于眼前的事情只能记住20到30秒。作为神经生物学研究中最重要的病人,H.M.得到和爱因斯坦一样的待遇,他去世后大脑保留了下来,并于去年通过网路直播了大脑的切片过程。这个例子告诉我们大脑中记忆的形成和储存是两个独立的过程,在不同的脑区完成,现在一般认为记忆在海马形成,在大脑皮层储存。

和H.M.不同,电影《雨人》给我们讲述了一个记忆天才,准确的说是一个“白痴天才”。片中的主人公“雨人”雷蒙是一个孤独症患者,却有着惊人的记忆力。“雨人”的原型,现实版“雨人”吉姆·皮克于2009年去世,医生发现他的大脑异常,左右脑半球间缺乏胼胝体,没有正常分开,形成了一个超大的大脑。皮克因此表现出了很多生理缺陷,但却拥有了惊人的记忆力。这是因为我们的大脑是一个高度可塑的结构,负责某些功能的神经元被削弱,往往伴随着会有负责另一功能的神经元活动的增强。一个简单的例子是盲人虽然视觉功能丧失,但是其听觉和触觉却远远高于常人,在大脑结构中的体现就是其相对于正常人视皮层的严重萎缩和听皮层感觉皮层的增强。大脑的这种高度的可塑性是我们学习和记忆的基础,但也使得大脑结构具有极大的不确定性,想再现记忆也就更像是天方夜谭了。

虽然科学家对记忆进行了大量的研究,但至今为止,人们对记忆的机理了解仍然十分有限,记忆的再现仍然是一件遥不可及的事情。但是,越来越多的证据表明,记忆是可以进行干预的。科学家们发现的大量和学习记忆有关的基因为干预记忆提供了潜在的靶点。华人科学家钱卓利用转基因的手段培育出了“聪明鼠”,也许不久的将来我们也能养一只《精灵鼠小弟》。科学家还发现干预某些靶点可以只影响某段时间内的记忆,却不影响新记忆的产生,而另一些药物则具有干预某些特定记忆的潜力,比如心理创伤病人的部分记忆。可以期待《哈利波特》里的失忆药水也许有一天就会出现在我们这些“麻瓜“的世界里,又或者影视剧里已经陈芝麻烂谷子的“忘情水”真的成为现实。

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