关于大脑遗忘机制 目前仍没有标准答案

2019-11-23 20:58:45 2654次浏览

导读:   而且如果遗忘机制是主动发生的,那么它在什么情况下会启动,遗忘机制为何会出问题等,这些目前还都有待科学研究给出答案。目前关于在睡眠中遗忘机制的启动主要有两种观点,一种是可能与下丘脑黑色素聚集激素神经元有

似乎我们一生都在尽力提高记忆力。在我们上学的日子里,考试的高分需要提高我们的记忆力,老年时的健忘也需要得到补充,以提高我们的记忆力。长期以来,科学家们认为遗忘是记忆的一个小错误。然而,最近发表在《自然展望——大脑》(Nature Outlook-Brain)上的一篇题为《记忆中被遗忘的部分》的文章指出,在过去十年中,越来越多的证据表明记忆丧失不是一个被动的过程,而是一个主动的过程,我们的大脑在不断地主动遗忘。

然而,目前这些观点只是假设,需要大量的实验来验证。此外,如果遗忘机制是自愿发生的,那么在什么情况下它会被激活,为什么遗忘机制会有问题,等等。这些问题仍有待科学研究的回答。

遗忘是记忆的失败

一个多世纪以来,研究人员一直致力于理解记忆的编码、整合和觉醒。大约10年前,主流观点认为遗忘是一个被动的过程,未使用的记忆会随着时间的推移而衰退。但是后来一些记忆科学家开始遇到似乎与这一假设相矛盾的发现,一些人开始提出大脑用于遗忘的激进观点。

一些动物实验相继证实了这一观点:记忆丧失不是一个被动的过程。加拿大科学家发现,神经元之间的连接强度取决于称为ampa受体的结构数量,AMPA受体可以保持记忆的完整性。然而,这些受体是不稳定的,它们不断地进出突触。科学家推测ampa受体也可以被移除,这表明遗忘是一个活跃的过程。如果是这样,ampa受体可以在不被移除的情况下防止遗忘。科学家阻止移除大鼠海马中的ampa受体。不出所料,老鼠没有忘记物体的位置。为了忘记一些事情,老鼠的大脑似乎不得不主动破坏突触连接。

然而,另一组科学家在研究成年小鼠的新神经发生(neurogenesis)的过程中发现,增加神经发生不仅不能改善动物的记忆,还会使小鼠忘记更多。这表明,当神经元整合到成年海马体中时,它们会整合到现有的和已建立的电路中。如果信息已经存储在这些电路中,然后重新布线,那么信息将更难获得。海马不是长期记忆储存的地方。允许新信息覆盖旧信息可以帮助动物学会适应新环境。这些实验让科学家得出结论,遗忘是记忆的一个功能。

主动遗忘背后的机制有两个主要观点

如果遗忘是记忆和主动行为的功能,我们的大脑什么时候会“主动遗忘”?

"我们也会在睡眠中抹去记忆,让一些记忆消失."中国医学会神经学分会委员、天津医科大学总医院神经内科主任医师薛荣(音译)表示,一个人清醒时的所有经历都会以记忆的形式存储。然而,并不是所有的经历都“值得回忆”这些经历根据其重要性进行筛选和划分,然后出现了“记忆巩固”和“遗忘”两种命运。然而,通过对人类睡眠的监测,也有一些观点可以证实人们在睡眠中会“自愿遗忘”。

目前,关于睡眠中健忘症机制的激活主要有两种观点。一种可能与下丘脑褪黑激素神经元有关。日本学者发现,一种仅在快速眼动期(rem phase)激活的神经元可以分泌一种叫做“黑色素聚集激素”的物质,这种物质可以映射到海马区,海马区是学习和记忆的重要大脑区域。黑色素聚集激素神经元的激活可显著抑制海马神经元的活动,同时促进快速眼动睡眠,导致健忘症。动物实验也证实了这一说法的可信度。在实验中,本应在小鼠体内激活的黑色素聚集激素细胞仅在快速眼动期被抑制,小鼠醒来后记忆力变得更好。

另一种观点可能与突触重组以实现突触体内平衡有关。研究发现,在觉醒持续一段时间后,与学习和记忆相关的路径会显示出突触数量增加、体积增大和膜上受体过多等迹象。这些变化将进一步占用有限的空间,消耗能量,降低突触传递效率。睡眠可以在觉醒时移除细胞膜上增加的受体,减少一些不重要的新突触。同时,它能巧妙地强化和保留少量相对重要的突触,恢复突触重量,保证突触稳定性,从而提高突触传递效率。

薛荣表示,健忘症的机制可能与突触重组达到突触体内平衡有关,也可能与下丘脑褪黑激素神经元有关,但仍需进一步研究。

此外,一些科学家认为大脑的遗忘能力可能会防止“过度拟合”效应。在人工智能领域,这种“过度拟合”效应被定义为当一个数学模型太擅长匹配它用来编程的数据时,它不能预测接下来可能出现的数据。例如,如果一个人被狗攻击,如果他不仅记得公园里惊吓狗并导致它咆哮和咬人的突然动作,而且还记得狗柔软的耳朵和皮毛特征等细节,就很难总结经验并防止自己再次被咬。大脑可能有一些可控的“主动遗忘”,以防止我们过度适应自己的经历。

这些疾病是由过度兴奋还是健忘症引起的

“以前的研究都集中在记忆本身或记忆过程的问题上。我们认为这种“记忆能力丧失”是由记忆障碍引起的。最常见的临床疾病主要是记忆障碍。它是由于大脑中神经元的坏死和一些异常物质的沉积,导致记忆问题。患者无法记住之前的事件,导致长期记忆遗忘。”天津环湖医院康复医学科副主任医师朱治中解释说,有些人不记得事情,因为记忆过程中有一个错误。记忆的过程是首先识别知识,然后存储知识,最后提取知识。记忆障碍是存储和检索渠道的一个问题。打个比方,大脑就像我们的u盘。记忆障碍(Memory disorder)是指虽然我们通常可以将文件复制到u盘中,但u盘或解压文件的路径出现了故障,这表明u盘不显示任何信息。

然而,最新的研究使我们能够从另一个角度解释这些与“遗忘”相关的疾病。它们的发生可能是由遗忘机制的过度兴奋或遗忘障碍引起的。例如,阿尔茨海默病(老年痴呆症)可能是由于遗忘机制的过度激活,导致一些非常重要的信息被移除。创伤后应激障碍是由遗忘障碍引起的,遗忘障碍不能及时清除不良记忆,导致持续的心理问题。这种主动遗忘就像我们通常可以把文件复制到u盘里一样。然而,由于过度的清理或删除,虽然它显示了u盘没有文件显示,但这两种相同表现的原因却大相径庭。

“记忆和遗忘是正常的大脑功能。这两种功能共同维持大脑平衡。”朱治中说,大脑中有许多神经递质,涉及的区域和回路特别复杂。什么样的结构和神经递质维持记忆和遗忘之间的动态关系,到目前为止还没有实验研究来支持它,还需要进一步的实验来证实它。如果遗忘确实是记忆过程中一个可以很好控制的固有部分,那么如果它失去平衡,这个过程可能会产生负面影响。过度的遗忘可能会导致我们抹去一些有用的信息,同时也可能导致从创伤中恢复的困难。为什么会出现“主动遗忘”的问题没有答案。陈Xi

(编辑:袁翰林、罗宇)

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