為了幾天后考試，最近高度用腦，大腦的運轉(zhuǎn)實在是太神奇了，不同的刺激獲得的體驗完全不同（記憶的程度也參差不一）。如果我給自己強調(diào)說這部分內(nèi)容對我很有用（考 試一定會考到），記憶就變得很容易；如果我給自己暗示這些內(nèi)容無關緊要（其實是瞎判斷），那么就算我看了很多遍還是非常模糊。哈，大腦，我們到底能把你怎么樣？
讓我們一起看看“
那些推動大腦運轉(zhuǎn)的魔手”吧?。▉碜裕?a target="_blank">科學松鼠會）
哺 乳動物的大腦，無一例外都是極端復 雜的結構。人類大腦中千億神經(jīng)元和萬億神經(jīng)膠質(zhì)細胞更是搭建出讓人難以想象的網(wǎng)絡系統(tǒng)?？墒牵屓顺３Ｏ氩坏降氖?，像任何一架極度精密的儀器一樣，大腦里 也往往有一些特別關鍵的樞紐物質(zhì)，它們中任何一種一旦消失，我們，將不復現(xiàn)在的模樣。
忘情水 電影《東邪西毒》里，桃花臨死前托黃藥師給歐陽鋒捎去一壇“醉生夢死”，希望他能忘掉自己?？墒?，喝掉半壇酒的西毒，依舊記得往事。這壇已成為文藝 片經(jīng)典暗喻的酒，對于西毒，“只不過是她跟我開的一個玩笑”而已。
可是，一些美國科學家在兩年前卻發(fā)現(xiàn)一種奇妙的蛋白，它在記憶儲存中至關重要，只要用簡單的方法阻礙它的正常功用，就能讓大鼠遺忘過去。這，可不是一個玩笑。
儲 存長期記憶的大腦區(qū)域，好比電腦的硬盤。不過，這個硬盤的儲存介質(zhì)，是由數(shù)以萬計的神經(jīng)細胞組成錯綜復雜的神經(jīng)網(wǎng)絡。而儲存的方式，靠的是對這個 網(wǎng)絡的特應“節(jié)點”的增強。做個比方，今天的作業(yè)是溫習背誦《靜夜思》，如果你是個乖學生，回家專心背書，第二天老師提一句“床前明月光——”，這句話順 著你的耳朵傳進大腦，激活了那個已經(jīng)在你反復背誦時變得異常高效的節(jié)點，一句自信高昂的“疑是地上霜”自然脫口而出。但如果你昨天跟隔壁小馬哥打了一下午 電子游戲，甚至沒有把語文書從書包里拿出來，老師的這句詩傳入大腦之后，只能在許多面目相似的低效節(jié)點之間困惑地尋找，疑……疑……疑什么來著？
這 看起來不難理解。但進一步想一想，我們七歲背誦《靜夜思》，為什么這么多年以后我們還能記得這么清楚呢？難道當時被兇神惡煞的老爸關在書房里的那 半個下午有這么大的功效嗎？不完全是這樣。要長時間地記得一件事情，還需要我們大腦里有些物質(zhì)不斷地對這些增強的節(jié)點進行維護，否則，記憶就會丟失。
科 學家發(fā)現(xiàn)，一種叫做
PKM-zeta的蛋白酶，正承擔著這項無比重要的工作。2006年，美國紐約的兩位科學家，薩科特和芬頓博士（Todd Charlton Sacktor, André Antonio Fenton）在實驗室里培養(yǎng)了一群老鼠。這些老鼠在一個緩慢旋轉(zhuǎn)的圓臺上活動，而這個圓臺上有一扇60度的區(qū)域是“禁區(qū)”，只要老鼠一跑到這個區(qū)域里， 就會被微弱的電流刺一下，過一會兒老鼠就學乖了，只在禁區(qū)外的地方玩耍。它們對疼痛的記憶是如此牢固，以至于離開圓臺一整天以后，再被放回去，哪怕并沒有 電擊，他們還是拒絕進入禁區(qū)。因為這個時候，它們大腦里面一塊叫做“海馬”的區(qū)域記錄了他們吃過的苦頭，不斷提醒老鼠“別進去！會疼的！”可是如果給這些 已經(jīng)學乖的老鼠的海馬里注射阻止PKM-zeta維修功能的物質(zhì)，這些老鼠就徹底忘掉它們一天以前在禁區(qū)里吃過的苦頭，又開始在圓臺各處亂跑了！這說明， 沒了PKM-zeta的維修，神經(jīng)節(jié)點的效率降低，本已生成的記憶又消失了。
不過，似乎阻礙PKM-zeta并不影響新記憶的生成。如果對這些因為失去PKM-zeta功能而亂跑的老鼠重新加以電擊，它們會重新學乖，對禁區(qū) 重新產(chǎn)生畏懼之心。
激動的科學家又把目光投入記憶的更加長期的儲存區(qū)域——新皮層，大腦的長期備用硬盤，許多事件和記憶的最終倉庫。這一次，薩科特博士和以色列的科學 家杜戴(Yadin Dudai)博士的實驗室合作。他們先給老鼠飲用含有糖精的水，四十分鐘以后，給老鼠注射金屬鋰制劑，讓老鼠惡心?？蓱z的老鼠在經(jīng)歷了嘔吐之后，牢牢地記 住了“糖精水讓我發(fā)吐”這樣的錯誤概念，在隨后許多禮拜里，它們都避免喝這種水?？墒?，當二十多天以后，阻礙PKM-zeta的藥物被注入老鼠新皮層以 后，它們再次“好了傷疤忘了疼”，失去了對糖精水的憎惡心理。這表明，PKM-zeta在維持不同程度的長時記憶上都起著關鍵作用。
更有意思的是，一位米拉醫(yī)生（Suzanne Mirra）發(fā)現(xiàn)在老年癡呆病人的大腦中，這種PKM-zeta蛋白與糾結絞纏的神經(jīng)纖維裹在一起。而糾結的神經(jīng)纖維，正是老年癡呆的大腦中的常見癥狀， 被認為與病人喪失記憶有很大關系。也許PKM-zeta在這些老年人的大腦中產(chǎn)生了變化，導致了癡呆癥狀。
不過，科學家們現(xiàn)在還不清楚，阻礙PKM-zeta的藥物，是對所有的長時記憶都起到刪除作用，還是只刪除那些不愉快地回憶。如果是后者的話，薩科 特博士認為，也許今后真的能據(jù)此開發(fā)出一種新藥，讓受到巨大心理創(chuàng)傷的患者忘記過去的痛苦，重新振作起來。
老板們的福音 “兒子，把這十道數(shù)學題做好，我下個月帶你去吃火鍋！”
“兒子，把這十道數(shù)學題做好，我今晚上帶你去吃火鍋！”
叮叮叮，有獎征答：以上哪個老爸的獎勵機制比較容易激發(fā)兒子的學習動力呢？
恭喜你答對了，是第二個！獎勵嘛？猴頭牌勤奮勞工劑一支！
科學家們早就發(fā)現(xiàn)了這個現(xiàn)象：當獎勵唾手可得的時候，執(zhí)行任務的人和動物都會更加積極地完成任務。在實驗中，美國科學家里士滿博士（Barry Richmond）實驗室里的研究人員鍛練猴子觀察電腦屏幕上的一個小紅點。一旦小紅點變成小綠點，猴子如果能迅速釋放手中的一支控制棒，就可以得到果汁 作為獎勵。這對于猴子來不太難，經(jīng)過一段時間的培訓，猴子的錯誤率降到5%左右。此時，科學家們稍微改進了一下實驗設計，這一次，這些被訓練好的猴子需要 連續(xù)完成三次“看色丟棒”的任務，才能得到果汁。與此同時，在屏幕上的小紅點旁邊會出現(xiàn)一個長方形的區(qū)域，在第一次任務時這個區(qū)域是淺灰的，第二次是深灰 色，第三次則是黑色。隨著這個實驗的進行，猴子慢慢有了積累經(jīng)驗：淺灰色——還有好久才有果汁喝；深灰色——快了；黑色——啊哈哈，果汁就在眼前啦！學會 了 這套新知識的猴子有什么變化呢？他們變懶了！本來已經(jīng)降到5%左右的錯誤率，在第一次任務時飆升到20-15%，第二次時也在15-10%左右盤旋，唯有 到了最后一次任務的時候，猴子才又恢復了原先的高水平。可見猴子也有小聰明，只有把獎勵放在它眼前，才能激發(fā)它的全部效能，不然就消極怠工。
不 過，科學家并不滿足于發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象，他們更感興趣的是大腦的什么區(qū)域，什么物質(zhì)導致了這種現(xiàn)象——那個長方形區(qū)域引發(fā)的視覺信號如何能決定猴子的工作動力強 弱。一些實驗表明，當猴子在做這些實驗時，大腦的嗅皮層區(qū)域活動增強。于是他們摘除了猴子的嗅皮層，再給猴子做這套實驗，此時他們發(fā)現(xiàn)，猴子變“勤 快”了，無論是第幾次任務，他們都努力完成，保持了低錯誤率。摘除實驗雖然效果顯著，卻是一種充滿爭議的實驗方法，因為摘除一整片腦區(qū)，會引發(fā)許多復雜效 應，讓實驗結果難以解釋。所以科學家們進行了更加精細的實驗。他們發(fā)現(xiàn)一種叫做“多巴胺D2受體”的蛋白質(zhì)有可能在猴子的學習過程中起到關鍵作用，如果給 猴子的嗅皮層注射阻礙這種蛋白質(zhì)表達的物質(zhì)，猴子也會像嗅皮層被摘除以后一樣，變得異常勤快。更有趣的是，由于這種被注射的物質(zhì)不會一直存在，當它慢慢消 失以后，猴子又固態(tài)重萌，耍起了小聰明，不樂意在第一、二項任務上花心思了！
本圖根據(jù)杰米?西蒙原圖（《自然?神經(jīng)科學》2004年11月刊）修改。
不過小心，如果這門技術被剝削勞動人民血汗的老板們盜用，很可能造成嚴重后果。當然，要從猴子身上移植到人身上，還有很長的道路要走。至于目前，既然要下個月才交報告，今晚還是和朋友出去喝酒吧！
這個危險的世界 每 個饑腸轆轆的晚上，我都會出門買東西。開門走進黑夜，會讓我有些小小的緊張。如果門口的那盞路燈壞了，只剩下新月微弱的幽光，我會裹緊衣服，快步 走過。要是鄰樓的拐角陰影里站著個看不清面貌的人影，我會感到異常害怕。要是這個人影向我走過來……天哪，還等什么，尖叫著跑回家吧！餓一晚上也比被暴徒 搶劫強！
在不同的情景下，人對“是否要發(fā)生可怕的事情”的判斷不同，進而引發(fā)的恐懼程度也不同。如果沒有這種自動調(diào)節(jié)的機制，無論面對什么樣的情景都感到萬 分恐懼的話，可以想見這樣的生活該是多么痛苦?？墒牵幸蝗嚎蓱z的老鼠，它們就生活在這樣的高強度恐懼之中。
在意大利，格羅斯（Cornelius Gross）博士的實驗室里就住著這么一群老鼠。它們從一生下來，就缺乏一種叫做血清素1A受體的蛋白。這種蛋白早就被證明在哺乳動物的神經(jīng)活動中非常重 要，如果這種蛋白不能正常工作，患上焦慮癥或者抑郁癥的可能性將大大提高。
在 格羅斯的實驗室里，老鼠們常常經(jīng)歷這樣的實驗：它們先聽到一聲怪響，再看到一束光，然后被電擊一下。所不同的是，每五次怪響之后，只有三次會出現(xiàn) 光和伴隨著電擊，但是每次出現(xiàn)光之后，老鼠都會受到電擊。也就是說，聽到響聲，只有60%的情況下老鼠會受罪，但如果看到光，那就百分之百在劫難逃。而老 鼠有一種特殊的方式來展示他們“準備受罪了”——整個身體僵住，一動不動。科學家發(fā)現(xiàn)，對于普通的老鼠，經(jīng)歷訓練之后，如果給它們投射一束光線，大約有一 半的老鼠都會嚇得立刻僵?。欢绻懦鲆宦曧?，則只有四分之一的老鼠會這么做?？梢娎鲜笠仓朗裁辞闆r非常可怕，什么情況只是一般可怕而已。
可 是，缺乏血清素1A受體蛋白的老鼠不一樣。它們經(jīng)過聲-〉光-〉電擊的訓練之后，即便只聽到響聲，也有一半的老鼠會全身僵直，準備受擊，與他們已 經(jīng)看到了那道恐怖之光的反應水平一樣。可見，這些可憐的老鼠已經(jīng)不再具有對各種不同情況的區(qū)別能力，變得格外“膽小”。格羅斯和同事們還發(fā)現(xiàn)，不需要從先 天就剝奪老鼠的血清素1A受體，如果給正常老鼠喂上一種阻斷這種蛋白功能的藥，它們一樣會變成怯懦鼠。
本圖根據(jù)安?湯普森的原圖（《自然?神經(jīng)科學》2007年10月）修改。
有意思的是，在上一個猴子實驗中提到的多巴胺D2受體，主管動物的“獎勵神經(jīng)中心”，正好與主管“恐懼神經(jīng)中心”的血清素1A受體功能相反?？墒牵?它們的工作機制卻很可能相似——都是計算某一情形下得到獎勵和發(fā)生不好事件的概率，然后根據(jù)概率高低決定動物應該作出多么強烈的反應。已經(jīng)有研究為這個猜 想提供了證據(jù)：通常來說，身患帕金森綜合癥的病人常常服用能增強多巴胺D2受體活動的藥，這可以讓他們的肢體運動變得協(xié)調(diào)?？上?，這種藥卻有著一種不幸的 副作用——它會讓一部分病人染上賭癮。這是因為活動增強以后，多巴胺D2受體會對賭博中可能性極小的那點預期回報，賦予極大的“期待”，讓病人難以自拔。 一面是治病的良藥，一面卻是未曾料到的后果。在了解我們自己的大腦的路上，還需要很多怯懦鼠或者勤奮猴來告訴我們該往哪里走。
