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為了幾天后考試，最近高度用腦，大腦的運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)在是太神奇了，不同的刺激獲得的體驗(yàn)完全不同（記憶的程度也參差不一）。如果我給自己強(qiáng)調(diào)說(shuō)這部分內(nèi)容對(duì)我很有用（考 試一定會(huì)考到），記憶就變得很容易；如果我給自己暗示這些內(nèi)容無(wú)關(guān)緊要（其實(shí)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(dòng)大腦運(yùn)轉(zhuǎn)的魔手” 哺 乳動(dòng)物的大腦，無(wú)一例外都是極端復(fù) 雜的結(jié)構(gòu)。人類(lèi)大腦中千億神經(jīng)元和萬(wàn)億神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞更是搭建出讓人難以想象的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)?？墒?，讓人常常想不到的是，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(guān)鍵的樞紐物質(zhì)，它們中任何一種一旦消失，我們，將不復(fù)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(yáng)鋒捎去一壇“醉生夢(mèng)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(duì)于西毒，“只不過(guò)是她跟我開(kāi)的一個(gè)玩笑”而已。 可是，一些美國(guó)科學(xué)家在兩年前卻發(fā)現(xiàn)一種奇妙的蛋白，它在記憶儲(chǔ)存中至關(guān)重要，只要用簡(jiǎn)單的方法阻礙它的正常功用，就能讓大鼠遺忘過(guò)去。這，可不是一個(gè)玩笑。 儲(chǔ) 存長(zhǎng)期記憶的大腦區(qū)域，好比電腦的硬盤(pán)。不過(guò)，這個(gè)硬盤(pán)的儲(chǔ)存介質(zhì)，是由數(shù)以萬(wàn)計(jì)的神經(jīng)細(xì)胞組成錯(cuò)綜復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。而儲(chǔ)存的方式，靠的是對(duì)這個(gè) 網(wǎng)絡(luò)的特應(yīng)“節(jié)點(diǎn)”的增強(qiáng)。做個(gè)比方，今天的作業(yè)是溫習(xí)背誦《靜夜思》，如果你是個(gè)乖學(xué)生，回家專(zhuān)心背書(shū)，第二天老師提一句“床前明月光——”，這句話(huà)順 著你的耳朵傳進(jìn)大腦，激活了那個(gè)已經(jīng)在你反復(fù)背誦時(shí)變得異常高效的節(jié)點(diǎn)，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(méi)有把語(yǔ)文書(shū)從書(shū)包里拿出來(lái)，老師的這句詩(shī)傳入大腦之后，只能在許多面目相似的低效節(jié)點(diǎn)之間困惑地尋找，疑……疑……疑什么來(lái)著？ 這 看起來(lái)不難理解。但進(jìn)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(dāng)時(shí)被兇神惡煞的老爸關(guān)在書(shū)房里的那 半個(gè)下午有這么大的功效嗎？不完全是這樣。要長(zhǎng)時(shí)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(duì)這些增強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行維護(hù)，否則，記憶就會(huì)丟失。 科 學(xué)家發(fā)現(xiàn)，一種叫做PKM-zeta的蛋白酶，正承擔(dān)著這項(xiàng)無(wú)比重要的工作。2006年，美國(guó)紐約的兩位科學(xué)家，薩科特和芬頓博士（Todd Charlton Sacktor, André Antonio Fenton）在實(shí)驗(yàn)室里培養(yǎng)了一群老鼠。這些老鼠在一個(gè)緩慢旋轉(zhuǎn)的圓臺(tái)上活動(dòng)，而這個(gè)圓臺(tái)上有一扇60度的區(qū)域是“禁區(qū)”，只要老鼠一跑到這個(gè)區(qū)域里， 就會(huì)被微弱的電流刺一下，過(guò)一會(huì)兒老鼠就學(xué)乖了，只在禁區(qū)外的地方玩耍。它們對(duì)疼痛的記憶是如此牢固，以至于離開(kāi)圓臺(tái)一整天以后，再被放回去，哪怕并沒(méi)有 電擊，他們還是拒絕進(jìn)入禁區(qū)。因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候，它們大腦里面一塊叫做“海馬”的區(qū)域記錄了他們吃過(guò)的苦頭，不斷提醒老鼠“別進(jìn)去！會(huì)疼的！”可是如果給這些 已經(jīng)學(xué)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(guò)的苦頭，又開(kāi)始在圓臺(tái)各處亂跑了！這說(shuō)明， 沒(méi)了PKM-zeta的維修，神經(jīng)節(jié)點(diǎn)的效率降低，本已生成的記憶又消失了。 不過(guò)，似乎阻礙PKM-zeta并不影響新記憶的生成。如果對(duì)這些因?yàn)槭KM-zeta功能而亂跑的老鼠重新加以電擊，它們會(huì)重新學(xué)乖，對(duì)禁區(qū) 重新產(chǎn)生畏懼之心。 激動(dòng)的科學(xué)家又把目光投入記憶的更加長(zhǎng)期的儲(chǔ)存區(qū)域——新皮層，大腦的長(zhǎng)期備用硬盤(pán)，許多事件和記憶的最終倉(cāng)庫(kù)。這一次，薩科特博士和以色列的科學(xué) 家杜戴(Yadin Dudai)博士的實(shí)驗(yàn)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(cuò)誤概念，在隨后許多禮拜里，它們都避免喝這種水?？墒?，當(dāng)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?cè)俅巍昂昧藗掏颂邸保チ藢?duì)糖精水的憎惡心理。這表明，PKM-zeta在維持不同程度的長(zhǎng)時(shí)記憶上都起著關(guān)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(jié)絞纏的神經(jīng)纖維裹在一起。而糾結(jié)的神經(jīng)纖維，正是老年癡呆的大腦中的常見(jiàn)癥狀， 被認(rèn)為與病人喪失記憶有很大關(guān)系。也許PKM-zeta在這些老年人的大腦中產(chǎn)生了變化，導(dǎo)致了癡呆癥狀。 不過(guò)，科學(xué)家們現(xiàn)在還不清楚，阻礙PKM-zeta的藥物，是對(duì)所有的長(zhǎng)時(shí)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(huà)，薩科 特博士認(rèn)為，也許今后真的能據(jù)此開(kāi)發(fā)出一種新藥，讓受到巨大心理創(chuàng)傷的患者忘記過(guò)去的痛苦，重新振作起來(lái)。 老板們的福音
叮叮叮，有獎(jiǎng)?wù)鞔穑阂陨夏膫€(gè)老爸的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制比較容易激發(fā)兒子的學(xué)習(xí)動(dòng)力呢？ 恭喜你答對(duì)了，是第二個(gè)！獎(jiǎng)勵(lì)嘛？猴頭牌勤奮勞工劑一支！ 科學(xué)家們?cè)缇桶l(fā)現(xiàn)了這個(gè)現(xiàn)象：當(dāng)獎(jiǎng)勵(lì)唾手可得的時(shí)候，執(zhí)行任務(wù)的人和動(dòng)物都會(huì)更加積極地完成任務(wù)。在實(shí)驗(yàn)中，美國(guó)科學(xué)家里士滿(mǎn)博士（Barry Richmond）實(shí)驗(yàn)室里的研究人員鍛練猴子觀察電腦屏幕上的一個(gè)小紅點(diǎn)。一旦小紅點(diǎn)變成小綠點(diǎn)，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(jiǎng)勵(lì)。這對(duì)于猴子來(lái)不太難，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的培訓(xùn)，猴子的錯(cuò)誤率降到5%左右。此時(shí)，科學(xué)家們稍微改進(jìn)了一下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，這一次，這些被訓(xùn)練好的猴子需要 連續(xù)完成三次“看色丟棒”的任務(wù)，才能得到果汁。與此同時(shí)，在屏幕上的小紅點(diǎn)旁邊會(huì)出現(xiàn)一個(gè)長(zhǎng)方形的區(qū)域，在第一次任務(wù)時(shí)這個(gè)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(gè)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，猴子慢慢有了積累經(jīng)驗(yàn)：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(xué)會(huì) 了 這套新知識(shí)的猴子有什么變化呢？他們變懶了！本來(lái)已經(jīng)降到5%左右的錯(cuò)誤率，在第一次任務(wù)時(shí)飆升到20-15%，第二次時(shí)也在15-10%左右盤(pán)旋，唯有 到了最后一次任務(wù)的時(shí)候，猴子才又恢復(fù)了原先的高水平?？梢?jiàn)猴子也有小聰明，只有把獎(jiǎng)勵(lì)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(guò)，科學(xué)家并不滿(mǎn)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(dǎo)致了這種現(xiàn)象——那個(gè)長(zhǎng)方形區(qū)域引發(fā)的視覺(jué)信號(hào)如何能決定猴子的工作動(dòng)力強(qiáng) 弱。一些實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)猴子在做這些實(shí)驗(yàn)時(shí)，大腦的嗅皮層區(qū)域活動(dòng)增強(qiáng)。于是他們摘除了猴子的嗅皮層，再給猴子做這套實(shí)驗(yàn)，此時(shí)他們發(fā)現(xiàn)，猴子變“勤 快”了，無(wú)論是第幾次任務(wù)，他們都努力完成，保持了低錯(cuò)誤率。摘除實(shí)驗(yàn)雖然效果顯著，卻是一種充滿(mǎn)爭(zhēng)議的實(shí)驗(yàn)方法，因?yàn)檎徽X區(qū)，會(huì)引發(fā)許多復(fù)雜效 應(yīng)，讓實(shí)驗(yàn)結(jié)果難以解釋。所以科學(xué)家們進(jìn)行了更加精細(xì)的實(shí)驗(yàn)。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(xué)習(xí)過(guò)程中起到關(guān)鍵作用，如果給 猴子的嗅皮層注射阻礙這種蛋白質(zhì)表達(dá)的物質(zhì)，猴子也會(huì)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(huì)一直存在，當(dāng)它慢慢消 失以后，猴子又固態(tài)重萌，耍起了小聰明，不樂(lè)意在第一、二項(xiàng)任務(wù)上花心思了！
本圖根據(jù)杰米?西蒙原圖（《自然?神經(jīng)科學(xué)》2004年11月刊）修改。 不過(guò)小心，如果這門(mén)技術(shù)被剝削勞動(dòng)人民血汗的老板們盜用，很可能造成嚴(yán)重后果。當(dāng)然，要從猴子身上移植到人身上，還有很長(zhǎng)的道路要走。至于目前，既然要下個(gè)月才交報(bào)告，今晚還是和朋友出去喝酒吧！ 這個(gè)危險(xiǎn)的世界 每 個(gè)饑腸轆轆的晚上，我都會(huì)出門(mén)買(mǎi)東西。開(kāi)門(mén)走進(jìn)黑夜，會(huì)讓我有些小小的緊張。如果門(mén)口的那盞路燈壞了，只剩下新月微弱的幽光，我會(huì)裹緊衣服，快步 走過(guò)。要是鄰樓的拐角陰影里站著個(gè)看不清面貌的人影，我會(huì)感到異常害怕。要是這個(gè)人影向我走過(guò)來(lái)……天哪，還等什么，尖叫著跑回家吧！餓一晚上也比被暴徒 搶劫?gòu)?qiáng)！ 在不同的情景下，人對(duì)“是否要發(fā)生可怕的事情”的判斷不同，進(jìn)而引發(fā)的恐懼程度也不同。如果沒(méi)有這種自動(dòng)調(diào)節(jié)的機(jī)制，無(wú)論面對(duì)什么樣的情景都感到萬(wàn) 分恐懼的話(huà)，可以想見(jiàn)這樣的生活該是多么痛苦?？墒?，有一群可憐的老鼠，它們就生活在這樣的高強(qiáng)度恐懼之中。 在意大利，格羅斯（Cornelius Gross）博士的實(shí)驗(yàn)室里就住著這么一群老鼠。它們從一生下來(lái)，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(dòng)物的神經(jīng)活動(dòng)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(shí)驗(yàn)室里，老鼠們常常經(jīng)歷這樣的實(shí)驗(yàn)：它們先聽(tīng)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(huì)出現(xiàn) 光和伴隨著電擊，但是每次出現(xiàn)光之后，老鼠都會(huì)受到電擊。也就是說(shuō)，聽(tīng)到響聲，只有60%的情況下老鼠會(huì)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(lái)展示他們“準(zhǔn)備受罪了”——整個(gè)身體僵住，一動(dòng)不動(dòng)?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，對(duì)于普通的老鼠，經(jīng)歷訓(xùn)練之后，如果給它們投射一束光線(xiàn)，大約有一 半的老鼠都會(huì)嚇得立刻僵??；而如果放出一聲響，則只有四分之一的老鼠會(huì)這么做?？梢?jiàn)老鼠也知道什么情況非?？膳?，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(guò)聲-〉光-〉電擊的訓(xùn)練之后，即便只聽(tīng)到響聲，也有一半的老鼠會(huì)全身僵直，準(zhǔn)備受擊，與他們已 經(jīng)看到了那道恐怖之光的反應(yīng)水平一樣。可見(jiàn)，這些可憐的老鼠已經(jīng)不再具有對(duì)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(huì)變成怯懦鼠。
本圖根據(jù)安?湯普森的原圖（《自然?神經(jīng)科學(xué)》2007年10月）修改。 有意思的是，在上一個(gè)猴子實(shí)驗(yàn)中提到的多巴胺D2受體，主管動(dòng)物的“獎(jiǎng)勵(lì)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?， 它們的工作機(jī)制卻很可能相似——都是計(jì)算某一情形下得到獎(jiǎng)勵(lì)和發(fā)生不好事件的概率，然后根據(jù)概率高低決定動(dòng)物應(yīng)該作出多么強(qiáng)烈的反應(yīng)。已經(jīng)有研究為這個(gè)猜 想提供了證據(jù)：通常來(lái)說(shuō)，身患帕金森綜合癥的病人常常服用能增強(qiáng)多巴胺D2受體活動(dòng)的藥，這可以讓他們的肢體運(yùn)動(dòng)變得協(xié)調(diào)?？上?，這種藥卻有著一種不幸的 副作用——它會(huì)讓一部分病人染上賭癮。這是因?yàn)榛顒?dòng)增強(qiáng)以后，多巴胺D2受體會(huì)對(duì)賭博中可能性極小的那點(diǎn)預(yù)期回報(bào)，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(lái)告訴我們?cè)撏睦镒摺?/P> |
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