死后大脑 会泄露生前秘密？

在这个时代，恐怕大多数人都不会否认大脑是记忆的存储介质，在大量的科幻乃至魔幻艺术作品中，都有直接从大脑中读取记忆的桥段。可惜时至今日，人们依然对记忆存储之谜一筹莫展，更遑论直接在大脑中读取记忆了。不过最近，在《自然》杂志上发表的一项研究成果，或许标志着人类在这条征途上又向前迈进了一步。

冷泉港实验室的研究团队在《自然》上发表文章指出，“读取”大脑切片可以准确判断大鼠生前接受的行为训练。这项工作有助于人们进一步理解大脑学习和记忆的编码机制。

大鼠实验：听觉训练如何改变大脑

“我们训练老鼠学会把高频或者低频的声音跟向左或者向右的动作结合起来，并在脑片上找到了不同声音频率信息在纹状体中的分布，以及纹状体控制向左向右运动的区域。”论文的第一作者、冷泉港实验室的熊巧婕博士说。

“作为主要的知觉系统之一，听觉系统在认知研究中是个很好的模型系统。当听到向左指令的时候我们如何知道向左转？是什么结构和通路把耳朵接受的声音信号传递并转化成了相应的动作指令？” 熊巧婕介绍道，“这样的关系并不是与生俱来的，而是通过学习得到的，那么究竟这些学来的关系被存储在哪里？这是我们这个工作的主导问题。”

为了解决这一问题，熊巧婕和同事以大鼠为实验对象展开了研究。他们为这些聪明的小动物设计了一个很简单的任务：大鼠首先要听一段特定频率的声音，然后决定将头探向左边或者右边的小孔，如果它的选择是正确的，就会得到一些水作为奖励（在此之前大鼠已经被限水一段时间了）。譬如说，如果研究人员决定要让大鼠把高频声音和左侧小孔联系起来（高频音左侧任务），那么一旦大鼠听到高频音，它就得把头探向左侧的小孔才能得到水喝，探到右侧小孔就会一无所获；相对地，要是大鼠听到的是低频音，那么大鼠就得从右边的小孔里找水喝。

这种任务对大鼠而言简直是小菜一碟。只需训练10次左右，绝大多数大鼠就能以近乎100%的成功率在特定频率的声音响起后探往正确的小孔获取奖励。“学业有成”之后，这些大鼠也就“飞升”了——研究团队将它们的大脑拿出来，与那些没有经过训练的，或是训练得半生不熟的大鼠的大脑相比较，看看这段时间的训练究竟让它们的大脑产生了怎样的变化。

读取大脑记忆？我们还很遥远

研究人员们比较关心的是两个分别叫做“听皮层”和“纹状体”的脑区之间的联系，他们给这两个脑区之间的联系强度起了一个专门的术语，叫做“皮层纹状体可塑性”。“纹状体在认知行为中起着很重要的作用，比如行动选择、集中注意力和强化学习。”熊巧婕介绍说，“从解剖学角度看，纹状体接受绝大部分大脑皮层的投射，并通过投射到下游的其它基底核团，直接控制和影响运动。”

她指出，处在知觉信息区域（大脑皮层）和运动信息区域（基底核）之间，纹状体的可塑性很可能是强化学习的机制之一。“所以，我们提出假设，听觉皮层投射到纹状体的神经突触可能在学习中产生了变化，并且这种变化可能记录了学习到的记忆。”熊巧婕說。

那么，这些习来的记忆究竟对大脑造成了什么改变？要回答这个问题，我们首先要知道，大脑和电脑的最大区别就在于大脑是个“活”的东西——如果大脑中有某条线路被运用得特别频繁，那么这条线路就会变得越来越高效，这构成了我们学习记忆的基础。

研究者首先利用光遗传技术和电生理技术，检测了听皮层对纹状体所投射出的神经信号强度，果然发现随着大鼠的训练，从听皮层投向纹状体的某些线路也跟着愈发强化了。比如，那些经历过高频左侧任务历练的大鼠，听皮层中负责处理高频音的区域与纹状体中与向左边决策相关区域之间的神经联结就变得更加强健。而相对地，如果大鼠接受的是其他任务训练，这条线路则没有任何变化。

“对于其他方面的学习记忆，如果能找到对应的解剖学坐标，读出别人的学习记忆也许是有可能的呢。”熊巧婕说。不过，要下诸如“死后大脑泄露生前秘密”和“读心术成为现实”的结论，实际上还为时尚早。“目前来说，直接读取记忆还是比较遥远的目标。”熊巧婕强调，“但是可以说我们的发现朝实现这个目标前进了一小步。我们发现的关键在于找到了合适的解剖学坐标。”

必须要承认的一点是，中枢神经系统远比人们之前所想象的要复杂，这项研究实际上是将极其复杂的记忆编码机制抽象成了一个极简的二元选择模型。“我们提出的模型是个简化版，甚至可以说是过于简化版，其中并没有考虑到皮层对异侧纹状体的投射，以及同样传递声音信息的丘脑对纹状体的投射。”熊巧婕说，“另外，这个模型也没有区分纹状体内不同类型神经细胞的作用。”

在实际的记忆中，很少会存在如本研究中所采用的那种非黑即白的二元参数。无论是声音、决策还是其他构成记忆的种种元素，都是在多个维度上连续变化的复杂变量。我们该如何从大脑中提取出如此纷繁庞杂的信息呢？这还有待未来的研究加以解答。

大脑记忆可以移植吗？

人类科学发展至今，已经足以让许多从前遥不可及的幻想化作现实，然而在某些领域，至今依然没有任何本质性的进步。这当中就包括人类的记忆。

从电影到游戏，不少经典作品以记忆本身作为故事引子，进而关联整部剧情。失忆、幻觉、多重人格，这些在现实中难得一见的情况在科幻作品中俨然是信手拈来，或者干脆直接用高科技手段来进行种种关于记忆的操作，复制传送、改写消除，人死后大脑保存了生前的记忆等等，这些桥段在科幻电影和恐怖作品里经常出现。

人类进入现代医学的领域后开始全面意识到记忆来自脑部，又经过足够漫长的临床试验和病例分析，才能初步了解大脑皮层中一些对应的功能，而如果要再进一步了解清楚记忆以怎样的方式存储在神经元中，只怕所付出的时间代价不亚于星际旅行、人工智能等方面。

世界著名的脑神经学鼻祖彭菲尔德在20世纪中期首次对高级大脑活动做了深入研究，用电流刺激大脑皮层的不同部位了解到受试者可以因此而获得不同的感知，气味、声音、颜色等以往的记忆碎片能够一一再现出来，因而彭菲尔德在1954年提出了“中央脑系统学说”。这一学说认为：颞叶和间脑的环路是人类记忆的主要区域，如同一个录音录象装置把人的全部经历毫无遗漏地记录下来，这种记录虽然在大多数情况下未被人主观意识到，但它的确是客观地实现了。因此，对这一区域施加特殊的刺激时，一些在通常情况下根本无法回忆的往事便被回忆起来。

2012年3月，发表在《科学》杂志上的一项研究成功“复制”了实验小鼠的一段记忆，让这段记忆在另一个不相关的场景得到重现。研究团队在小鼠的神经元上“植入”了一个特殊的神经受体，当遭遇电击后，电信号能够激活这个神经受体，并使小鼠对电击产生恐惧感。而这个神经受体不但能够被电信号激活，还能被其他化学物质启动。当这些已经对电击产生恐惧的小鼠在接触到特定的化学药品后，它们脑中的神经受体也会被激活。哪怕这些小鼠并没有受到新的刺激，它们也会回忆起曾经遭受电击的痛楚。也就是说，在药物的作用下，它们被加入了一段改写后的偏差记忆。

虽然这个实验距离真正意义上的复制记忆相差甚远，但从传达信息的角度，复制一个基本的信号也就意味着有可能更多，在这之上，科学家需要搞清楚人类大脑记忆产生和保存的机制，也就意味着在理论上确实有可能把记忆当成一个客观存在的信息复制到某些载体，然后同样转换成大脑可识别的信号。

如果未来真有一日，人类终能实现对记忆的自由操作，把记忆当成磁盘数据一样任意操作，写入、删除、复制转让，那么这也许将是人类社会诞生以来最重大的一次颠覆。卡普空的一款作品《勿忘我》所描述的就是这样一种未来社会，在虚拟世界中，人类全部被灌输到一个感知系统中，一个可以捕获记忆并且可以自由在线交换和交易的系统，制造感知系统的Memory eyes公司控制整个世界记忆的流通，而人类自身的记忆完全可以在黑市中进行交易，没有任何安全和隐私而言。

正因为记忆这一话题如此特别，又如此沉重，和外星生命、人工智能、克隆基因等相比，或许这才真正是科学上的潘多拉魔盒，或是装着魔鬼的瓶子，稍有不慎就会释放出影响整个人类的梦魇。只是随着人类科技的发展，对自身的了解同样会化成不惜代价的探索精神，和记忆本身不应该受到任何束缚一样，无法阻挡。