故事
记忆怎样形成 · 从一次经历到长期记住
一段经历先由海马把散在大脑各处的碎片捆在一起,之后慢慢转存到皮层,睡眠在其中出力。实验还发现,隔开复习、考自己,比集中重读记得更久。
最后更新:
先读这一段 记住昨天和朋友吃的那顿饭,需要的东西散在大脑各处:看到的画面、听到的话、菜的味道,分别由不同区域的皮层处理。
科普内容,不替代医师诊断或处方;有症状或在服药请咨询医师。
故事路径
第 1 章
海马:把一段经历捆在一起
The hippocampus binds an experience together
记住昨天和朋友吃的那顿饭,需要的东西散在大脑各处:看到的画面、听到的话、菜的味道,分别由不同区域的皮层处理。那么是谁把它们拼成同一段记忆?
答案在大脑两侧颞叶的内侧,一对形状像海马的结构,就叫海马,连同它旁边的几块皮层。对失忆病人和猴子的研究发现,这套系统对建立长期的事实和事件记忆必不可少;它和新皮层之间有大量双向连接,负责把分散在皮层里的各个存储点绑成一段完整的记忆(Squire 1991)。
关键的一句是:按 Squire 1991 提出的这个标准模型,它的作用只是暂时的。学完之后随着时间过去,存在皮层里的记忆会逐渐不再依赖它。这是一个模型,不是每一位研究者都认为它适用于每一种记忆。按它来想,更准确的比喻不是仓库,而是一个临时的索引:它记着一段经历的各个部分放在哪里,直到它们自己连得够牢。
答案在大脑两侧颞叶的内侧,一对形状像海马的结构,就叫海马,连同它旁边的几块皮层。对失忆病人和猴子的研究发现,这套系统对建立长期的事实和事件记忆必不可少;它和新皮层之间有大量双向连接,负责把分散在皮层里的各个存储点绑成一段完整的记忆(Squire 1991)。
关键的一句是:按 Squire 1991 提出的这个标准模型,它的作用只是暂时的。学完之后随着时间过去,存在皮层里的记忆会逐渐不再依赖它。这是一个模型,不是每一位研究者都认为它适用于每一种记忆。按它来想,更准确的比喻不是仓库,而是一个临时的索引:它记着一段经历的各个部分放在哪里,直到它们自己连得够牢。
第 2 章
突触用得多就变强
Synapses strengthen with use
如果记忆存在神经元之间的连接里,那么记住一件事,在连接层面应该对应某种变化。1973 年,Bliss 和 Lømo 在麻醉的兔子身上看到了一种这样的变化。
他们用一阵高频电刺激去刺激通往海马的一束纤维,之后再用单个刺激去测:在 18 只兔子中的 15 只里,海马神经元对同样刺激的反应变强了,持续 30 分钟到 10 小时(Bliss 1973)。这就是长时程增强(LTP):一条通路被集中使用过之后,传信号变得更有效,而且维持很久。
要读准它的边界:这是在麻醉动物的一处突触上测到的电生理现象,不等于看到了一段记忆本身。它的意义在于,它提供了一种神经元连接能被经验改变并保持下去的具体方式。神经元之间怎么传话,在神经系统那一篇讲过。
他们用一阵高频电刺激去刺激通往海马的一束纤维,之后再用单个刺激去测:在 18 只兔子中的 15 只里,海马神经元对同样刺激的反应变强了,持续 30 分钟到 10 小时(Bliss 1973)。这就是长时程增强(LTP):一条通路被集中使用过之后,传信号变得更有效,而且维持很久。
要读准它的边界:这是在麻醉动物的一处突触上测到的电生理现象,不等于看到了一段记忆本身。它的意义在于,它提供了一种神经元连接能被经验改变并保持下去的具体方式。神经元之间怎么传话,在神经系统那一篇讲过。
第 3 章
从海马转存到皮层,睡眠在出力
From hippocampus to cortex, with sleep's help
按 Squire 1991 的标准模型,海马的角色只是暂时的。那么记忆是怎么从依赖海马,变成在皮层里自己站得住的?这个过程叫系统巩固。
Rasch 与 Born 2013 的综述把睡眠放在这个过程的中心:清醒的大脑更适合写入新记忆,睡着的大脑更适合巩固它们。在慢波睡眠(最深、脑电波最慢的那段睡眠)里,刚写入的记忆会被重新激活,并被改写、整合进长期存储;随后的可能帮助稳定这些改写过的记忆。按这个被称为主动系统巩固的框架,睡眠不只是在保护记忆免受干扰,也在主动搬运它们;它是一个解释框架,不是每一环都已在人身上直接测到。
一夜睡眠怎么分阶段、慢波和快速眼动各自在做什么,睡眠结构那一篇讲得更细。这里要带走的是:学完之后睡一觉,是记忆形成的一部分,不是它之外的休息。
Rasch 与 Born 2013 的综述把睡眠放在这个过程的中心:清醒的大脑更适合写入新记忆,睡着的大脑更适合巩固它们。在慢波睡眠(最深、脑电波最慢的那段睡眠)里,刚写入的记忆会被重新激活,并被改写、整合进长期存储;随后的可能帮助稳定这些改写过的记忆。按这个被称为主动系统巩固的框架,睡眠不只是在保护记忆免受干扰,也在主动搬运它们;它是一个解释框架,不是每一环都已在人身上直接测到。
一夜睡眠怎么分阶段、慢波和快速眼动各自在做什么,睡眠结构那一篇讲得更细。这里要带走的是:学完之后睡一觉,是记忆形成的一部分,不是它之外的休息。
第 4 章
为什么隔开复习记得更久
Why spaced review lasts longer
考前一晚把书连读三遍,和分三天各读一遍,总时间一样。哪个记得更久?
Cepeda 2006 汇总了 184 篇文章里的 317 个实验、839 次测量,专门看间隔:把学习集中在一起,还是隔开几次。结果是一个很实用的规律:两次学习之间最合适的间隔,取决于你需要记住多久 —— 需要记得越久,最合适的间隔也越长。
这篇综述只报告了规律,没有给出原因。一种和系统巩固说得通的解释是:隔开之后再学一次,中间往往已经隔了巩固的时间和睡眠。不管原因是哪一个,实际含义很清楚:准备一场一周后的考试,和想把一门语言记一辈子,复习节奏本来就该不同。
Cepeda 2006 汇总了 184 篇文章里的 317 个实验、839 次测量,专门看间隔:把学习集中在一起,还是隔开几次。结果是一个很实用的规律:两次学习之间最合适的间隔,取决于你需要记住多久 —— 需要记得越久,最合适的间隔也越长。
这篇综述只报告了规律,没有给出原因。一种和系统巩固说得通的解释是:隔开之后再学一次,中间往往已经隔了巩固的时间和睡眠。不管原因是哪一个,实际含义很清楚:准备一场一周后的考试,和想把一门语言记一辈子,复习节奏本来就该不同。
第 5 章
考自己,比再读一遍有用
Testing yourself beats rereading
最常见的复习方式是再读一遍。Roediger 与 Karpicke 2006 让学生读一段文章,然后要么再读,要么合上书自己回忆写下来(不看答案),次数相同。
结果分两段:5 分钟后考,再读的人记得多一些;但 2 天后和 1 周后考,自己回忆过的人记得明显更多。更值得注意的是,反复再读让学生更有信心自己记住了 —— 这份信心和一周后的成绩方向相反。
这项研究测的是效果,不是机制;一种和系统巩固说得通的理解是:记忆不是读进去就存好了,被用、被重新激活的记忆更牢。实际做法是把合上书自己说出来、做题、给别人讲一遍,当成复习本身,而不是复习之后的检查。
这一篇讲的是正常的记忆怎么形成。上了年纪以后记性变化、什么时候该担心,在认知老化那一篇。
结果分两段:5 分钟后考,再读的人记得多一些;但 2 天后和 1 周后考,自己回忆过的人记得明显更多。更值得注意的是,反复再读让学生更有信心自己记住了 —— 这份信心和一周后的成绩方向相反。
这项研究测的是效果,不是机制;一种和系统巩固说得通的理解是:记忆不是读进去就存好了,被用、被重新激活的记忆更牢。实际做法是把合上书自己说出来、做题、给别人讲一遍,当成复习本身,而不是复习之后的检查。
这一篇讲的是正常的记忆怎么形成。上了年纪以后记性变化、什么时候该担心,在认知老化那一篇。
参考文献 · 5
- Squire, L. R., & Zola-Morgan, S. (1991). The medial temporal lobe memory system. Science, 253(5026), 1380-1386. From human amnesia and a monkey model: the hippocampus with adjacent entorhinal, perirhinal and parahippocampal cortex is essential for establishing long-term declarative memory (facts and events), binding the distributed neocortical storage sites that represent a whole memory. Its role is temporary: with time after learning, neocortical memory becomes independent of the medial temporal lobe. 10.1126/science.1896849
- Bliss, T. V., & Lomo, T. (1973). Long-lasting potentiation of synaptic transmission in the dentate area of the anaesthetized rabbit following stimulation of the perforant path. Journal of Physiology, 232(2), 331-356. Original report of long-term potentiation: after high-frequency conditioning trains to the perforant path, the dentate granule-cell population response was potentiated for 30 min to 10 hr in 15 of 18 urethane-anaesthetised rabbits. An animal electrophysiology finding, not a memory measurement. 10.1113/jphysiol.1973.sp010273
- Rasch, B., & Born, J. (2013). About sleep's role in memory. Physiological Reviews, 93(2), 681-766. 10.1152/physrev.00032.2012
- Cepeda, N. J., Pashler, H., Vul, E., Wixted, J. T., & Rohrer, D. (2006). Distributed practice in verbal recall tasks: A review and quantitative synthesis. Psychological Bulletin, 132(3), 354-380. Meta-analysis of 839 assessments in 317 experiments from 184 articles on spacing and lag. The inter-study interval and the retention interval act jointly: the interval giving maximal retention grows as the retention interval grows. Reports the pattern, not its cause. 10.1037/0033-2909.132.3.354
- Roediger, H. L., & Karpicke, J. D. (2006). Test-enhanced learning: taking memory tests improves long-term retention. Psychological Science, 17(3), 249-255. Two experiments: students studied prose passages, then took one or three free-recall tests without feedback or restudied the same number of times. At 5 min, restudying gave better recall; at 2 days and 1 week, prior testing gave substantially greater retention, although restudying raised students' confidence. 10.1111/j.1467-9280.2006.01693.x