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李澄宇破解大脑快速记忆之谜

【快速记忆法】 2016-03-19本文已影响

  “人的大脑只开发了10%,海豚的脑力开发达到了20%。如果人的脑力开发达到20%至30%,人的判断力、认知能力、速度和力量等都将获得极大提升。”这是时下热映的科幻影片《超体》提出的一个假设。影片主人公Lucy一目十行、过目不忘的能力,令电影观众们忍不住猜想:我的记忆力能提高到什么程度?

  难以达到的“秒”级研究

  上海市中心的核心地段,“奢侈”地坐落着一组极富特色的建筑群。青砖、红瓦的低层建筑,掩映在至少有着数十年树龄的法式梧桐之间,若隐若现。11月24日上午10点,这里陆陆续续正在进出各式小型面包车,车上卸下一个个大小各异、写满各国文字的箱子。

  几个年轻人小心翼翼地把这些箱子搬上楼,生怕箱子蹭破点儿皮或者产生不必要的晃动。箱子里头,有实验器材,也有实验用小动物。这些东西,都是科学家们的“宝贝”。

  8楼是神经科学研究所办公和实验的场所。李澄宇极不情愿地带记者去实验室看他的“宝贝”——一群头上戴着粉色“小帽子”的褐色小鼠。“你最好不要进去,它们对陌生人气味很敏感。”他说。

  这些小鼠是一群已经被动过手术的实验动物,它们脑袋上的粉色器件是专用材料定制而成的“脑壳”替代物。通过这个粉色“帽子”,实验者可以通过控制“光”的变化,来影响小鼠大脑内侧前额叶的行为反应。

  实际上,大脑内侧前额叶对工作记忆功能可以产生影响,是一个早在79年前就被证明的事实。李澄宇并不需要对此进行什么证明,他的研究更聚焦于内侧前额叶究竟是如何对记忆产生作用的,研究的是一张影响记忆的“路线图”。

  1935年,一个名叫雅各布森(Jacobson)的学者就用猴子实验证明了内侧前额叶的功能。他先在猴子面前放两个盘子,左侧盘子内有食物,右侧盘子内没有食物。然后用一块挡板隔离猴子的视线,在这段时间里让它只能在脑中记着“食物在哪儿”。聪明的猴子会在这段时间之后,直接将手伸向左侧。

  同样的实验,使用同一只猴子,如果把猴子的大脑内侧前额叶部分摘除,那么它就无法做出正确的选择。

  类似直接取走内侧前额叶或者使用药物暂时隔离内侧前额叶功能的做法,在过去数十年间,被科学家们使用了无数次。这样做的一个弊端是,它所研究的“记忆延迟期”只能是较为长期的,而对“短时工作记忆”这项研究几乎没有帮助。

  猴子视线被挡板隔离的这段时间,被称为“记忆延迟期”。对于“短时工作记忆”来说,这段延迟期一般只有几秒钟到十几秒钟的时间,但现有的实验手段,此前尚无法研究精确到“秒”级的记忆。

  79年前的那只猴子,只能证明大脑内侧前额叶能对动物记忆产生影响,但具体到“哪一部分”记忆,则有待研究。因为猴子把手伸向食物盘的这个决定,可能是由多种“记忆模式”带来的——它的大脑在延迟期间记录的,可能是那只盘子,可能是一个把手伸向左侧的动作,也可能是一个往哪里伸手的决定。简单摘除前额叶并不能解决问题。

  后来,科学界研制出一种能暂时“抹去”内侧前额叶功能的药物,但这种药物抹去功能的时长,有时是十几分钟,有时是一个小时。也就是说,可供科学家进行研究的“延迟期”至少要长过药物作用时间,无法进入“秒”级研究。

  正是上述原因,导致数十年来对“短时工作记忆”的研究进展缓慢。“因为科学家们很难找到一种能在几秒钟内影响短时记忆的实验手段,没有‘秒’级的研究。”李澄宇说。

  花了3年来训练小鼠

  2009年,从美国加州大学伯克利分校学成归来的李澄宇找到了一个在他看来“自然而然”的研究方法。一方面用“光遗传”的手段来影响小鼠短时记忆的“延迟期”,另一方面,以小鼠的嗅觉为基础进行短时工作记忆的研究。

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