到底誰是記憶的“主人”

記憶的基礎(chǔ)——長時程增強現(xiàn)象

科學(xué)家們從不同的角度進(jìn)行研究，取得了一些成果，但對于這個問題的回答只是萬里長征走完了第一步，前面的路還長。

哪些腦區(qū)參與了學(xué)習(xí)與記憶過程，這是研究學(xué)習(xí)與記憶機制的一個重要方面。

短期記憶向長期記憶的轉(zhuǎn)變，可能依賴于不同的腦區(qū)。用條件反射等方法研究一些程序性記憶時，人們發(fā)現(xiàn)，不同的程序性記憶所利用的腦區(qū)是不同的，這和記憶形成過程中所取得的學(xué)習(xí)神經(jīng)途徑不同有關(guān)。

例如，運動技巧類的記憶，與基底神經(jīng)節(jié)、小腦有關(guān)；帶有情緒色彩的記憶，例如，因驚恐而引起的心跳變化的那一類記憶，與杏仁有關(guān)。這是因為杏仁是邊緣系統(tǒng)的一部分，而邊緣系統(tǒng)與情緒有密切關(guān)系。

涉及陳述性記憶的腦區(qū)，可能更廣泛也更復(fù)雜。因為它多半牽涉到認(rèn)知、語言表達(dá)等活動方式?？梢灶A(yù)計，牽涉到記憶機制的腦區(qū)，必定因記憶的形式而有多種。

從神經(jīng)生理方面分析，短時記憶主要與神經(jīng)元活動的后放作用（即刺激停止后，神經(jīng)元仍持續(xù)興奮一段時間）及神經(jīng)元間聯(lián)系的環(huán)路有關(guān)。尤其是海馬的神經(jīng)環(huán)路是短時記憶的基礎(chǔ)。

從突觸水平分析，突觸活動的“長時程增強”是學(xué)習(xí)、記憶的神經(jīng)基礎(chǔ)。新的突觸聯(lián)系的建立，可能與持久性記憶有關(guān)。

從神經(jīng)化學(xué)分析，學(xué)習(xí)和記憶涉及腦內(nèi)蛋白質(zhì)合成及神經(jīng)遞質(zhì)的作用。多種神經(jīng)遞質(zhì)參與學(xué)習(xí)和記憶的過程，如膽堿類、多巴胺類，神經(jīng)肽類。

歸納起來，學(xué)習(xí)、記憶過程是神經(jīng)系統(tǒng)怎樣把活動依賴的變化，轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)元之間效能改變的問題。

神經(jīng)元與神經(jīng)元之間的聯(lián)系是突觸。所以，問題就歸納為經(jīng)過突觸前神經(jīng)元的活動，怎樣在多次重復(fù)之后，改變突觸后反應(yīng)這樣一個問題了。這方面的研究，在最近二三十年來有很大的進(jìn)展，實驗研究都是在簡單的動物標(biāo)本或模型上做出來的。

1973年，在麻醉兔的海馬神經(jīng)元上，發(fā)現(xiàn)了“長時程增強現(xiàn)象”。當(dāng)給予歷時數(shù)分鐘的一串強刺激之后，原來僅能引起弱突觸電位的刺激，現(xiàn)在就可能引起較前大得多的反應(yīng)，其時間可持續(xù)數(shù)十分鐘。因為反應(yīng)增強了，而且時間又很長，所以稱為長時程增強現(xiàn)象。

可以看出來，這是與一個活動（一串刺激）相關(guān)的事件，可以用來對學(xué)習(xí)、記憶的細(xì)胞水平做一些最基礎(chǔ)的解釋。

早在長時程增強現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)30多年之前，我國杰出的生理學(xué)家馮德培教授，就在神經(jīng)肌肉突觸的終板電位研究中，發(fā)現(xiàn)了強直后強化。即在一串強直刺激（即每秒鐘數(shù)十次的重復(fù)刺激）之后，同樣強度的單個刺激，原來只能引起小的終板電位，現(xiàn)在卻可引起很大的終板電位，其現(xiàn)象與長時程增強十分相似，但其機制可能不一樣。

諾貝爾獎獲得者怎樣解釋記憶

2000年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎獲得者是3位科學(xué)家，他們是卡爾松、格林加德和坎德爾。他們的獲獎成就是發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元之間特殊的信號傳導(dǎo)形式，在揭示記憶之謎的研究中，他們又邁出了一大步。其中，坎德爾的工作直接與記憶機制有關(guān)。

坎德爾利用海兔作為實驗動物，研究記憶的神經(jīng)機制。

海兔是一種生活在海洋中的軟體動物。它的神經(jīng)系統(tǒng)有20000多個神經(jīng)元，它的自動保護(hù)腮具有反射作用，即受到傷害時，會作出保護(hù)性反應(yīng)，而且如果它的腮受到刺激，其持續(xù)保護(hù)性反應(yīng)可達(dá)幾天甚至幾周。

坎德爾認(rèn)為，反射性保護(hù)腮是一種學(xué)習(xí)和記憶過程。

后來，坎德爾進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，海兔的短期記憶和長期記憶，都與突觸和神經(jīng)遞質(zhì)有關(guān)。在感覺神經(jīng)與能作出反應(yīng)的肌肉相連接的突觸之間，神經(jīng)遞質(zhì)釋放得越多，海兔的學(xué)習(xí)和記憶保護(hù)（反射性保護(hù)腮）能力就越強。

較弱的刺激可以形成短期記憶，其時間持續(xù)幾分鐘到幾小時。而這種短期記憶的機理是，神經(jīng)細(xì)胞的離子通道發(fā)生變化，由此較多的鈣離子進(jìn)入神經(jīng)末梢，導(dǎo)致突觸釋放更多的遞質(zhì)使記憶加強。

后來坎德爾又發(fā)現(xiàn)，海兔的長期記憶與短期記憶的基礎(chǔ)不同。

長期記憶需要生成新的蛋白質(zhì)。例如，對海免神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行強刺激，可形成幾周的長期記憶。其原理是強刺激可以引起蛋白質(zhì)水平的巨大變化，有些蛋白質(zhì)變得很多，有些蛋白質(zhì)變得很少，因此突觸的結(jié)構(gòu)改變、功能增強，記憶也增強。

長期記憶既然與新蛋白質(zhì)產(chǎn)生有關(guān)，那么新蛋白質(zhì)合成若受阻，長期記憶就不會產(chǎn)生；相反，短期記憶不受新蛋白質(zhì)生成的影響。但是，無論是短期記憶，還是長期記憶，記憶都發(fā)生在神經(jīng)細(xì)胞的突觸部位。

坎德爾的研究為其后和今天的大腦記憶研究奠定了基礎(chǔ)。正是在坎德爾和格林加德研究的基礎(chǔ)上，人們已經(jīng)了解到了大腦記憶的一些分子機制，并提出了一些新的理論。諸如，突觸的結(jié)構(gòu)性變化、突觸的可塑性、突觸改變發(fā)生在大腦何種區(qū)域、神經(jīng)遞質(zhì)的種類和神經(jīng)傳導(dǎo)通路的變化等，這些因素都可以影響記憶。