记忆的物质基础

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1、记忆的物质基础陈定学提要：“人脑的记忆之迷'是最难破解的科学之谜之一，而记忆的物质基础则是破解记忆之谜的关键。那么，记忆的物质基础究竟是什么呢？一百多年来，神经科学家们提出了各种各样的解释，本文对这些解释一一进行了评析。本文重点论述了作者所提出的“记忆本质假说”，假说不仅对记忆的物质基础做出了明确的回答，而且对“人脑的记忆之谜”也做出了新的解释。文章最后还对记忆所涉及的一些问题,如人脑的信息存储量问题、长期记忆的奥秘以及遗忘的本质与机理等也做出了解释。记忆是大脑将获得的信息存储和读出的过程，通过记忆，大脑不仅可以

2、牢牢地记住信息（存储），而且还可以将这些信息回忆或再现出来（读出），所以信息的存储与读出是记忆的两大特征。人类的大脑具有十分强大的记忆功能，人脑不仅可以记忆浩若烟海的信息，而且还能把一些信息记忆数十年，甚至上百年之久。大脑中的许多神经结构和化学物质都参与了记忆活动，通过这些活动，大脑完成了信息的存储与读出。那么，在这众多的神经结构和化学物质中，究竟是哪一种东西最后存储了记忆的信息？究竟是哪一种东西把记忆的信息保存了数十年，甚至上百年之久？究竟是哪一种东西使信息的存储和读出得以实现？脑科学家们把这些问题归纳为一个问

3、题——记忆的物质基础问题，那么，记忆的物质基础究竟是什么呢？千百年来，这个问题一直是一个深邃难解的谜，人们无法确定记忆的物质基础，对记忆也无法做出科学的解释。2005年7月1日，在纪念美国《科学》杂志创刊125周年之际，科学家们列出了125个迄今仍无法破解的科学之谜，同时还列出了25个最难破解的谜，而“人脑的记忆之谜”就属于最难破解的科学之谜Z-o一、神经科学家们的观点人脑中的信息要想长期记忆和保存，首先必须具有自己的载体，这个载体就是记忆的物质基础，或者说神经基础。假若没有物质基础或载体，信息就会成为虚无缥缈的

4、空中楼阁，根本无法存在。记忆的信息就隐藏在物质的载体Z中，假若我们能找到这些物质载体，那么,我们就有可能破解“人脑的记忆之谜”，所以记忆的物质基础就成了破解“人脑记忆之谜”的一个关键。那么，记忆的物质基础究竟是什么呢？千白年来，哲学家、心理学家、神经科学家以及计算机科学家们都从不同的角度进行了探索，提出了各种各样的观点与解释，由于篇幅所限，本文重点介绍神经科学家们的观点。长期以來,尤其是1872年意大利医生高尔基发现神经元之后的一百多年来，大多数神经科学家都把注意力集中于神经元，许多神经科学家都认为，神经元或神经

5、元之间的线性联系就是人脑学习记忆的物质基础。例如著名的神经组织学家Cajal就认为，学习过程可能产生持续性的神经细胞间连接的形态学变化，这种持续性的变化可能是学习记忆的神经基础。俄国著名神经生理学家巴甫洛夫也认为，神经元之间所建立的新的联系是学习与记忆的物质基础。也有不少神经科学家认为，神经元与神经元之间环状排列的联系（神经回路）是学习与记忆的物质基础。还有一些科学家认为，单个神经元的响应或多个神经元之间的编码是学习与记忆的物质基础，例如科学家巴罗就认为，脑是通过单个神经元的响应来表示某一对象被感知的，也就是说他

6、认为单个神经元是学习与记忆的物质基础；另外一些神经科学家如鲁尔斯、Hebb等则认为，脑是通过神经元的“群体编码”或“群疏编码”来表示事物信息的，也就是说多个神经元之间的群体编码是学习与记忆的物质基础。在当前的脑科学或神经科学领域，有相当多的神经科学家和计算机科学家都认为，大量的神经元所组成的“神经网络”或“神经元集群”就是人脑中信息表达和记忆的物质基础。总之，有相当多的科学家都认为，神经元或神经元之间的各种联系或组合就是记忆的物质基础。神经元或神经元之间的各种联系或组合真的就是记忆的物质基础吗？作者认为，神经元以

7、及神经元的各种联系或组合，在大脑的思维过程中确实发挥着重要的作用，但是，由于神经元之间的各种联系与组合都是一种暂时的、动态的组合，当一个具体的思维过程结束之后,神经元之间的这种联系与组合就会停止，所以在一个具体的思维过程中，神经元之间的各种联系与组合其实都是一个极其短暂的过程。正是因为神经元之间的各种联系与组合是一种极其短暂的过程，所以这个短暂的过程一旦结束，神经元之间的联系与组合就不复存在了；如果连它们口身都不存在了，那它们又如何去长期存储和记忆脑内的信息呢？这无疑是一个致命的缺陷，也正是由于这个致命的缺陷，它

8、们只能短暂地携带信息，而不能长期存储信息，所以它们也就很难充当记忆，特别是长期记忆的物质基础。在当前的脑科学或神经科学领域中，“突触热”方兴未艾，许多科学家都认为，突触的“可塑性改变”就是记忆的物质基础。突触的可塑性真的是记忆的物质基础吗？作者在《破解大脑之谜——精神分子论》一书屮曾经对突触进行过专门探讨，作者认为突触只是神经元的一个“话筒”，它的作用仅仅是信号转换，所以