8月28日，在萬眾矚目之下，埃隆·馬斯克(Elon Musk)在YouTube直播上展示了Neuralink公司的腦機接口。 Neuralink的腦機接口裝置長得像一枚硬幣，一側延伸出細細的導線，被嵌入顱骨中。 導線會被嵌入大腦表面幾毫米處，可以檢測神經(jīng)元何時觸發(fā)，或發(fā)出電信號觸發(fā)神經(jīng)元。
Neuralink的腦機接口裝置
一頭名為格特魯?shù)拢℅ertrude）的豬，在兩個月前被植入了腦機接口，與鼻子相連的大腦區(qū)域信號會被記錄下來，通過低耗電藍牙技術發(fā)送到手機。
格特魯?shù)聡恢ЧP嗅來嗅去時，手機接收到的腦部信號
對于為什么要研發(fā)腦機接口，馬斯克表示因為隨著時間流逝，幾乎每個人都會出現(xiàn)某種神經(jīng)系統(tǒng)問題，包括記憶力減退等疾病，他想改變這一切。
馬斯克還提出了對為未來的暢想：“將來，你將能夠保存和恢復記憶?！?/p>
“基本上，你可以把記憶存儲備份，然后恢復這些記憶，還可以把它們下載到新的身體或機器人主體中?！?nbsp;我們的記憶如此神秘復雜，真的可以如馬斯克所說的那樣，通過腦機接口裝置實現(xiàn)復制粘貼嗎？
要回答這個問題，我們必須先了解什么是記憶，記憶如何形成等基本問題。 在進入正文前，讓我們先閉眼回想一下那些讓你印象深刻的事。 第一次贏得比賽的夏天，有蟬鳴、有青草、有熱得燙手的獎杯；
意識到自己墜入愛河的那一天，人山人海都淪為背景，你眼中只有她站在那里朝你淺笑的模樣；
第一次面試失敗，擠不進去的電梯和大雨瓢潑時自己的狼狽樣子；
那年突發(fā)水痘時，媽媽的悉心照料和飯菜的香味；.....
那些年的那些事兒
似乎每一個記憶都不是單一的，當你重新構建它時，你會記起那個味道、那個場景，甚至那句話、那個眼神。 記憶如此美好而深刻，那么你想過這些問題嗎？ 記憶到底是一個信號、神經(jīng)元，還是？
我們能相信自己的記憶嗎？失憶是概率問題還是不可避免的疾?。繛槭裁茨挲g大了記憶力好像就衰退了？那些消失的記憶最終去哪了？
01 記憶是怎么出現(xiàn)的?
顯而易見，我們通過“學習”，可以記住某些東西（也可能很快忘記）。
比如我們在野外碰了某種植物，導致皮膚瘙癢，那么下次再看見這種植物時，我們很自然就會繞開它。 數(shù)百年來，雖然各個領域的科學家們都在試圖尋找能夠解釋記憶的標準答案，但毫不夸張地說，人類的學習和記憶是現(xiàn)存進化程度最高也最復雜的生物加工過程。
人類自身在不斷進化、科學也在迅猛發(fā)展，因此人們對記憶的認知也是一步步被完善和更新的。 在神經(jīng)科學出現(xiàn)之前，記憶似乎是一個玄學，人們只能從心理學、哲學方面去解釋這個現(xiàn)象，直到神經(jīng)生物科學出現(xiàn)。 目前的主流觀點是“神經(jīng)元學說”，認為記憶是在神經(jīng)細胞間聯(lián)結的動態(tài)變化中得到的編碼。
也就是說，記憶的形成是由很多神經(jīng)元互相連接，互相作用而形成的。 研究記憶的奧秘，首先要提到的就是科學家埃里克·坎德爾（Eric Richard Kandel），他成功建立了海兔的學習和記憶行為模型，從而系統(tǒng)地揭示了學習記憶可能的細胞和分子機制，他也因此獲得了2000年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。
科學家埃里克·坎德爾
坎德爾堅信生命具有統(tǒng)一性，所以學習和記憶的最基本形式對于人、其他哺乳動物乃至無脊椎動物都是一樣的。
經(jīng)過慎重考慮，他選擇了頭腦簡單、神經(jīng)大條、明顯有縮鰓反射的“海兔”來著手研究記憶存儲最簡單的形式。
海兔及海兔神經(jīng)元
實驗發(fā)現(xiàn)海兔有短期記憶和長期記憶，其發(fā)生的地點都在神經(jīng)突觸，而神經(jīng)遞質(zhì)在其中發(fā)揮了重要作用。（想要了解更多關于海兔與學習記憶的機制，點擊跳轉(zhuǎn)▽《只要大腦的奧秘尚未大白于天下，宇宙將仍是一個謎》）
兩者最大的不同是，由于刺激時間、強度的不同導致細胞核是否會再合成新的蛋白質(zhì)。
假如再次合成了，它就會導致突觸的形狀和功能發(fā)生改變，也就是所謂的“突觸可塑性”，形成長期記憶。
從這個實驗我們看出，人腦之所以能記憶，其根本原因就是因為腦中存儲了特定的蛋白質(zhì)分子，也就是所謂的“記憶蛋白”，它是什么，又存在于哪里呢？ "記憶蛋白"是人腦中專門存儲信息的物質(zhì)基礎，也就是說我們腦海中的知識、經(jīng)驗等都是以“記憶蛋白”的方式存在的。 20世紀60～80年代，神經(jīng)科學家們在人腦的海馬體中發(fā)現(xiàn)了長時程增強效應（LTP），也就是兩個神經(jīng)元信號傳輸中的一種持久的增強現(xiàn)象。
于是很多人認為海馬體可能就是大腦中的記憶中樞，科學界也因此出現(xiàn)了研究海馬體的熱潮。 但后來的研究卻發(fā)現(xiàn)，在許多神經(jīng)結構中都存在長時程增強效應，所以到了90年代，科學家們不再把海馬體看成專職的“記憶中樞”了。
海馬體：記憶神經(jīng)系統(tǒng)的管理員
如果說海馬體不是專門的“記憶中樞”，那么記憶又定位于腦的什么部位呢？ 中科院生物物理所“腦與認知科學國家重點實驗室”研究組長李巖博士表示，從宏觀上講，記憶存在于大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡中。神經(jīng)元之間通過千絲萬縷的聯(lián)系形成一張動態(tài)振蕩的網(wǎng)絡。
學習過程是外界信息對這個網(wǎng)絡的擾動，當某個擾動嵌入到網(wǎng)絡中，微乎其微但確實地改變了原有的振蕩模式和反應特征，這就是記憶。 那這個擾動如何改變了網(wǎng)絡呢？
這就談到了記憶的物質(zhì)基礎，也就是當學習發(fā)生時究竟是什么東西改變了。 從微觀角度來看，神經(jīng)元不僅具有響應刺激并傳導信號的能力，它還具有把這個過程記錄下來的能力。
神經(jīng)元合成了一些新蛋白，改變了一些精密的結構，讓一些受體和通道蛋白內(nèi)吞或在細胞膜上重新定位，或是產(chǎn)生蛋白修飾等，進而引起突觸聯(lián)系的增強或減弱，乃至調(diào)整神經(jīng)投射的生長和分支。 這樣的改變不只發(fā)生在一個神經(jīng)元或是幾個突觸上，是網(wǎng)絡中一個大范圍內(nèi)的神經(jīng)元和突觸的協(xié)調(diào)性的變化，共同參與了網(wǎng)絡振蕩特質(zhì)的調(diào)制，這就是為什么記憶是廣泛存儲的。 02 自己深以為真的記憶可靠嗎？ 最早意識到自己記憶不可靠的科學家之一是德國心理學家雨果·芒斯特伯格(Hugo Munsterberg)。
他在旅途中得知家中失竊，趕緊回家檢查，之后被警察要求提供在家中發(fā)現(xiàn)的證據(jù)。 他向法院提供了詳細的敘述，包括在二樓看見蠟燭的痕跡，被竊賊用紙包好以便運輸卻被遺忘在餐桌上的大壁爐鐘，而且證據(jù)表明，竊賊是通過地下室的窗子進入的。
芒斯特伯格肯定地寫了一份詳細的證詞，因為作為心理學家，他習慣性地養(yǎng)成了細致的觀察力，且引以為傲。
但結果證明，他的證詞充滿了錯誤。
我們的記憶100%保真嗎？
不能相信自己記憶的原因在于“記憶是一回事，回憶又是另一回事”。
人將某一個場景保存到大腦形成記憶，但當你回憶這段記憶時，卻不像打開文件一樣簡單。
因為人們在回憶的同時也在記憶，這就導致了知識的更新，大腦自動用回憶把原來的記憶覆蓋掉了。 一旦在回憶的某一刻發(fā)生了偏差，記憶就錯亂了，大腦為了讓你自己以為正確的，甚至會自己想象出一些沒有的場景加以修飾，融合到記憶里。 你也許會驚訝，為什么自己從來沒有注意到記憶曾經(jīng)出現(xiàn)過錯誤呢？ 答案是，我們幾乎沒有一份精準的記錄可以用來做對比。因為沒有參照物，所以沒有理由懷疑自己記憶中的細節(jié)。 03 每個人都會遇到記憶問題嗎？ 未來有一天，你會遇到記憶問題嗎？
或者此刻看文章的你，正在遭受記憶問題的困擾嗎？ 很多人認為記憶力出問題只是疾病的結果，或者是老了才會有的問題。但，事實上很多人從二十幾歲開始記憶衰退。 目前學術界比較公認的研究結果來自腦科學家丹尼斯·帕克（Denise C. Park）之前做的一項實驗，結果顯示從20多歲～90歲之間，各種記憶和信息處理的速度均幾乎呈線性下降。
20多歲～90歲之間各種記憶和信息處理的速度均幾乎呈線性下降
為什么很多年輕人不會感覺記憶發(fā)生了變化？ 帕克的解釋是，年輕人雖然記憶力下降，但完全能夠應付日常生活。打個比方，假如你每個月消費4000元，20歲時月薪10000，30歲時月薪8000，雖然金額下降了，但仍然完全夠花。
當然，并不是所有記憶能力都隨著年齡增長而下降，比如個人知識是難以被遺忘的。 研究表示，伴隨著年齡增大出現(xiàn)的記憶困難，是因為那些向我們大腦輸送信息的路徑隨著時間退化了。 也就是說，記憶的整個過程 “學習或者經(jīng)歷、以記憶蛋白的形式存在大腦中、提取記憶”需要調(diào)動大腦內(nèi)部的眾多神經(jīng)遞質(zhì)。
而人的年齡慢慢上去，大腦內(nèi)部不同程度地會發(fā)生了一些腦改變，嚴重的還有腦萎縮，這就導致記憶存儲、提取的物質(zhì)基礎發(fā)生了改變，因此回憶過去很簡單，但要記住剛剛發(fā)生的事情卻很難。
隨著年齡增大，記憶力越來越不好
這樣看起來，我們每個人似乎都會遇到記憶問題，或早或晚，這是正常的生理現(xiàn)象，不必過于恐慌，我們可以通過不斷思考，調(diào)動大腦運動，同時保持健康的生活方式來延長問題到來的時間。
但有一種疾病跟記憶力相關，破環(huán)性極強，且不斷惡化，那就是阿爾茲海默癥（AD）。
對于絕大多數(shù)人而言，告別是一種短暫的、甚至有時很突然。
但對他們來說，告別是漫長且未知的，從彼此相識、相知……再到漠然而視、不知面前是何人。
阿爾茨海默癥，又稱老年癡呆，它不是自然衰老的正常表現(xiàn)，而是一種影響記憶和心智的腦部疾病，從記憶喪失發(fā)展到喪失推理、語言、決策、判斷力和其他關鍵技能，最終無法正常生活。
慢綜藝《忘不了餐廳》劇照，關注認知障礙公益節(jié)目
| 為什么有的人會得阿爾茲海默癥呢？ 大腦神經(jīng)網(wǎng)絡本身是一個非常復雜、實時運作、磨損率高的器官。
同時，每個人基因組的蛋白易感性不同、神經(jīng)元活性不同，因此得阿爾茲海默癥的可能性也不同。 | 如何區(qū)別“自然衰老記憶力下降”和“阿爾茲海默癥”呢？ 目前沒有任何單項檢測能夠?qū)崿F(xiàn)對阿爾茲海默癥的診斷。
醫(yī)生首先需要進行專門的記憶檢測，確定記憶喪失是不正常的，而且癥狀模式與 AD相契合，然后再排除可能引起相同癥狀的其他疾病，比如藥物副作用、酒精濫用、抑郁等。 還有一種記憶問題就是“失憶”。
不論電影還是電視劇，我們總能看到劇中人因為遺忘了過去，而展開各種新故事。
電視劇《王子變青蛙》男主角失憶
| 那些因為車禍、疾病造成的失憶橋段有科學依據(jù)嗎？ 李巖表示，有時候因為一些重大災害，比如車禍，有些人會有部分記憶消失的情況，但絕對不是只要出了車禍就會失憶。
失憶出現(xiàn)的概率主要取決于外界刺激的強度，也取決于這個人的腦神經(jīng)網(wǎng)絡的具體特質(zhì)，即網(wǎng)絡振蕩是否穩(wěn)定而能控制外界刺激的影響不過于廣泛和持續(xù)。 如果網(wǎng)絡振蕩可控性較弱，強刺激就可能引起部分腦區(qū)網(wǎng)絡的過激反應。
就像電腦非正常重啟可能導致部分硬盤損壞一樣，網(wǎng)絡中的強振蕩可能把原來正常的弱信號掩蓋掉，因此可能出現(xiàn)失憶。 | 失憶之后能不能恢復？ “我認為是有可能的。這就像在搜索引擎中'檢索’一樣，有時候你想不起來，或許是索引與這個記憶中其他信息的聯(lián)系太弱了，又或這個索引產(chǎn)生了與強刺激中其它記憶更強的關聯(lián)。
但是如果別人提醒一下，也就是加了一些原有記憶的其它索引進來，你可能就想起來了。”李巖說。 | 從神經(jīng)科學角度來看，“失憶”到底是怎么回事？ 李巖表示，談到失憶，有兩類記憶減少的過程：“擦除”和“遺忘”。 “擦除”是一種外界介入式的主動過程，相當于利用外界操作把一些記憶進行了更正。
比如戒毒這件事情。對于癮君子來說，毒癮其實是一個比較強的記憶，會引起腦內(nèi)的多巴胺的強釋放，人就記住了這種物質(zhì)和愉悅感受相關。而讓他不再碰這種物質(zhì)，他就會沮喪、難過。 戒毒就是通過一些信號勾起對毒品的記憶，再利用行為學和藥理學等方式把獎賞性的聯(lián)系擦除掉或增加負性感受。
戒毒就是一種擦除記憶
“遺忘”以前大家都認為它是一種相對被動性的消退過程，但最新的一些研究表示，它其實是神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部的一種主動清理的過程，主動把一些不那么重要的記憶弱化，不進入長期存儲的記憶類型，或者讓它存在感變低。 不論是擦除還是遺忘，在網(wǎng)絡層面上都是和某個記憶相關的那些反應變化被弱化了，或被其它更強的變化所壓制了。 而失憶通常是指重大變故或事故，或者災難性事件后，以前的記憶全部或部分的喪失了。
這很可能是強的刺激對神經(jīng)網(wǎng)絡產(chǎn)生了廣泛而又劇烈的擾動，覆蓋了原有的微小的記憶痕跡，使得原有的記憶不再能夠被檢出。 04 那些消失的記憶去哪了？ 你可能會記得上個月公司聚餐時你跟誰聊天了，卻想不起聊啥了；
記得太多東西有時可能也不是件好事，比如對于創(chuàng)傷后應激障礙者來說，會一直陷在痛苦中；
完全失憶也是個問題，比如阿爾茨海默癥最后會完全喪失生活能力； 那些消失的記憶到底去哪了？換了個地方存儲還是不存在了？
消失的記憶去哪了？
從生物學的角度來看，腦細胞蛋白質(zhì)的更新速度決定著記憶力的水平，也就是說人類所攝取的新信息就存儲在腦細胞新和成的蛋白質(zhì)內(nèi)，一旦相關蛋白質(zhì)水解，記憶也就不復存在。 拿嬰兒作為例子，人們基本都不記得自己嬰兒時期的記憶，這是因為新生神經(jīng)元會淘汰掉舊神經(jīng)元，這時記憶也被抹去了。
需要注意的是，雖然我們說的是神經(jīng)元，但神經(jīng)元的主要組成依然是蛋白質(zhì).
也就是說，本質(zhì)上是蛋白質(zhì)的分解導致了記憶的消失。 總的來說，短期記憶是以神經(jīng)元之間的回路儲存記憶的，當新的神經(jīng)元代替了舊的神經(jīng)元，記憶就消失了，但是其本質(zhì)依然是組成神經(jīng)元的蛋白質(zhì)的分解。
長期記憶是結合蛋白質(zhì)儲存的，這樣的蛋白質(zhì)穩(wěn)定而長久，但是一旦遭到破壞被分解，記憶依然會被遺忘。 在一個理想的狀態(tài)下，我們應該能及時追蹤每個神經(jīng)元的行為，但科學家們?nèi)匀徽跒槔L制一幅完整的大腦靜態(tài)圖像而奮戰(zhàn)，相信這只是一個時間問題，就像記憶本身一樣。 05 未來，人的記憶可以復制備份嗎？ 記憶復制，曾多次出現(xiàn)在一些影視作品中。
比如《哆啦A夢》中，把記憶面包印在書本上，然后把它吃掉，知識就會存在你的腦海中了；科幻電影《黑客帝國》里的一幕：女主角向機械程序發(fā)出指令，要求將飛行員的記憶下載至自身的大腦中……
《黑客帝國》劇照
這是編劇導演們虛構出來的劇情設定，在現(xiàn)實生活中，人的記憶真的可以通過復制粘貼，重新植入嗎？ 2016年，美國SXSW大會曾做過這樣的一個實驗，以猴子和小白鼠作為實驗對象，利用人造海馬體成功地人工實現(xiàn)短時記憶向長期記憶的轉(zhuǎn)變過程。
此項實驗震驚了生物界，從某種意義上看，人類已經(jīng)完成了記憶的復制備份。
目前，此項的實驗成果正處于完善的階段，能否應用于人體，還要看待最后的成果。 不過，不少專家對記憶備用提出了疑慮：要如何避免法律風險，保護個人隱私？我們要全部復制記憶嗎？如何刪選哪些是好的，去除不好的記憶？ 任何一項技術的發(fā)展或許都會有利有弊，等到真的可以復制記憶的那一天，你，會想要這樣的永生嗎？
（本文未經(jīng)造就授權，禁止轉(zhuǎn)載。）
作者 | 歡歡；編輯 | 田曉娜 版面 | 牛潔
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