“五角星实验”：揭示程序性记忆的真相

潘楷文

亨利·莫莱森1926年出生在美国康涅狄格州哈特福德市，10岁那年，他突然表现出了轻度癫痫的症状。

这位病人的病非常特别，他的大脑记不住任何新东西，并且记忆只能保持短短的几分钟甚至几十秒。这个人就是亨利·莫莱森，在脑科学与神经科学界他享有一个专有名词，叫“H.M.”。而且他还是一名优秀的“职业病人”，因为那个时代的许多优秀的脑科学家、神经学家和心理学家都找过他去做实验，他每天的工作就是被众多科学家找去做实验，因此世界上有超过近12000篇论文都跟他有关。在亨利去世后，按照他早年签下的协议书，他的大脑“享受”了与爱因斯坦大脑同等的待遇，被切成了2000多片每片70微米厚的大脑切片，做成了珍贵的样本送到世界各大实验室中供研究人员进行研究和教学……

亨利·莫莱森1926年出生在美国康涅狄格州哈特福德市，这个地方被马克·吐温称为“美国最美丽的城市之一”。小时候的亨利住在哈特福德市区，他是家里的长子，备受父母的宠爱。亨利跟其他小男孩一样，调皮捣蛋是常有的事，有一次亨利骑自行车摔伤了，头部受到了撞击，从表面上看只是一点擦伤，亨利的父母也没太当回事。

然而，到了亨利10岁那年，他突然表现出了轻度癫痫的症状。起初，癫痫并没有影响亨利的正常生活，但隨着年龄的增长，亨利的癫痫症状愈发严重。15岁时，亨利第一次出现肌肉收缩、抽搐昏迷的症状。自那以后，他的病情逐渐恶化，癫痫时不时就会发作，让亨利全身抽搐、口吐白沫，这严重影响到了亨利的正常生活和学业。从1953年起，大剂量的抗癫痫药物已经对27岁的亨利没用了，而且癫痫症状说来就来，前脚亨利还在聊天说话，后脚就突然倒地开始抽搐。

亨利的外科手术医生在脑前额叶切除术面临失败的情况下做出了另一种选择：他拿起细长的真空管，将管子深入到了亨利大脑的深处。将大脑两个半球的内侧颞叶部位约8厘米长的脑组织都破坏掉了，这涉及亨利脑中的杏仁核、内嗅皮层、海马体和一部分脑沟回。

就在亨利被癫痫疾病折磨得痛不欲生之时，有位著名的神经外科医生威廉·斯科维尔找到了亨利并告诉他，他可以用外科手术，帮他一劳永逸地治好癫痫。然而亨利和他的家人并不知道的是，斯科维尔医生要给他使用的正是20世纪50年代至60年代臭名昭著的“脑前额叶切除手术”——电影《飞越疯人院》里男主麦克墨被强行做的手术。

癫痫好了，但失忆了

“前脑叶白质切断术”如今看来有点丧心病狂，但在1949年时是获得过诺贝尔医学或生理学奖的。这种手术的创始人是葡萄牙神经科医生安东尼奥·埃加斯·莫尼兹。手术过程就是把人的大脑中控制情绪的前额叶通过物理手段切除，用来治疗和缓解精神病的症状。

真正让这种手术得到广泛应用的是美国医生沃尔特·弗里曼，他发明了一种更加迅速便利的手术方式——冰锥疗法。简单说，就是患者在手术时首先被电击昏迷（代替药物麻醉），然后医生将类似冰锥的锥子经由患者眼球上部从眼眶中凿入脑内，破坏掉相应的神经。

因为手术的过程十分简单迅速，所以弗里曼在手术开始前，往往会建议家属去旁边的咖啡店喝杯咖啡，等家属回来之后，就会发现自己的亲人已变回正常人了，只是有些沉默寡言而已。在弗里曼的营销之下，冰锥疗法在美国获得了一大批支持者。甚至有位母亲因为儿子调皮不愿意上床睡觉，就带着儿子去做了冰锥手术。当然，现在这种治疗精神病的手术，早已被扫入了历史的垃圾堆。

而当年斯科维尔要给亨利做的，就是这种类型的手术，并在这种手术的基础上做了改进，名为“眼眶环切术”。这种手术在当时只用于治疗精神分裂症和重症精神病人，但斯科维尔相当“大胆”，冒险将这种手术用于治疗癫痫，而且根本就没跟亨利和他的家人交代这个手术会有怎样的副作用。1953年的9月1日，亨利接受了斯科维尔医生的手术，这成了他另一个人生的开始。

在手术当天，亨利被局部麻醉，他意识清醒地躺在手术台上。但是在打开亨利的大脑后，斯科维尔根本找不到手术的目标区域，连癫痫起源于哪个脑半球都毫无线索。这时，斯科维尔面临两种选择：要么承认手术失败；要么先对一侧脑半球进行手术，保持另一侧不动，把对脑部的破坏限制在一定范围内，然后观察患者术后的反应。然而，斯科维尔选择了第三条路：他拿起细长的真空管，将管子深入到了亨利大脑的深处。将大脑两个半球的内侧颞叶部位约8厘米长的脑组织都破坏掉了，这涉及亨利脑中的杏仁核、内嗅皮层、海马体和一部分脑沟回。这些脑组织的功能，在当时几乎完全是未知的。

亨利发病的程度和频率的确有了显著的下降。然而，让斯科维尔医生没有想到的是，亨利的记忆就此停在了这一天！他无法再形成新的记忆，什么都记不住，仿佛一切都在原地踏步。他找不到去卫生间的路，刚吃过午饭后又不停地问护士什么时候开饭，翻来覆去地看着同一本杂志还觉得十分新鲜，将一句话能反反复复说很多次。他无法结交新朋友，每一次见面，他都觉得是初次相识。他对任何事情都是“过目即忘”，可手术之前的记忆，他却记得很清楚，比如自己的父母亲来自哪里，第二次世界大战美国参加了哪些战役，甚至自己小时候的事情他都记得。斯科维尔医生对亨利做了测试，他的智力很正常，性格也没变，还是以前的那个亨利。可是，他却再也无法形成新的记忆了。

亨利的手术后遗症的确是斯科维尔医生始料未及的，他怎么也没想到居然会让亨利变成现在这个样子。但正是因为亨利的手术，为斯科维尔的学术生涯带来了辉煌。因为亨利的手术直接推翻了拉什利的“记忆整体论”。我们的记忆跟大脑的海马体直接相关，并不是像拉什利说的那样，记忆是均匀分布在我们大脑中的。

一位杰出的心理学家布伦达·米尔纳也参与到了对亨利的研究中，正是这位英裔加拿大神经心理学家，整整花了50年的时间近距离观察和研究亨利，才寻找到了关于记忆的痕迹。

米尔纳找到“天选实验人”

米尔纳1918年出生于英国曼彻斯特一个充满艺术氛围的家庭，不过，米尔纳的父亲对她的教育非常宽松和开明，从不强迫她学习音乐、绘画，而是鼓励她去探索自己感兴趣的事物。长大后米尔纳进入了剑桥大学就读数学专业，但她发现自己并不擅长数学，想转专业。

此时，有位学长给她推荐了心理学专业，米尔纳一听就来了兴趣。之后，米尔纳经常去心理学系旁听，还结识了弗雷德里克·巴特利特教授，就是那位做“幽灵之战”实验的心理学家。就这样米尔纳进入了心理学的世界，她尤其对动物心理和行为研究表现出极大的兴趣，并遵从“想要搞清楚大脑的功能，可以通过那些‘得病的大脑来获得线索”的研究思路。

在攻读博士学位期间，米尔纳了解到了彭菲尔德的“大脑清醒手术”，这让米尔纳产生了浓厚的兴趣。机缘巧合下米尔纳也来到了蒙特利尔神经病学研究所，和彭菲尔德一起从事起了相关的研究工作。

1955年在美国神经病学会会议上，彭菲尔德介绍了自己的两个手术病人的“失忆”情况，而斯科维尔得知后，立即打电话给彭菲尔德，并介绍了亨利的情况。于是斯科维尔就邀请彭菲尔德和米尔纳一起去研究亨利的病例。米尔纳在得知亨利的情况后，直接前往哈特福德，展开了对亨利的研究。就此，著名的“H.M.案例”走入了神经科学史。

米尔纳发现亨利无法正常生活。于是，米尔纳首先对亨利进行了一些基础测试，包括认知、性格、心理健康等方面，发现亨利这些方面，尤其是逻辑思维能力仍处于正常水平，这要比其他那些接受过“前额叶切除术”的病人好太多了，这说明亨利为进一步的研究提供了绝佳的机会。假如亨利的心智能力受到影响，那米尔纳就是有再大的本事，后面的实验也没办法实现。因为记忆机制和思维机制是混在一起的，无法通过实验分开。只能说，亨利是“天选实验人”又“恰恰好”只损失了记忆。

之后，米尔纳对亨利进行了细致地跟踪观察和访谈，发现亨利还能记得小时候的事情，但却记不住刚刚发生过的事情，他记得父母的故乡，却不认识经常看他的医生，甚至会忘记刚刚认识的人；他可以记住自己老房子的地址，但总是记不住手术后搬去的新家；他记得自己第一次吸烟是在什么时候，却不记得自己刚刚吃过什么东西，甚至根本不记得吃过饭。米尔纳给这种遗忘起了个名字：顺行性遗忘症，就是患者回忆不起在疾病发生以后一段时间内所经历的事件，但早年的记忆还尚存。同时，亨利还患有部分逆行性遗忘症，就是在手术前一段时间的记忆也丧失了，比如亨利对手术之前3年内发生的事情已经不记得了，但对很久以前的事情仍保持着清晰的印象，尤其是儿时的记忆，比如亨利对自己13岁第一次坐飞机时的感受和种种细节记忆犹新。

米尔纳19 1 8年出生于英国曼彻斯特一个充满艺术氛围的家庭，不过，米尔纳的父亲对她的教育非常宽松和开明，从不强迫她学习音乐、绘画，而是鼓励她去探索自己感兴趣的事物。

亨利虽然讲不出自己几岁，也不认得镜子里的人就是自己，但若带他回到老家哈特福德市，他就能在巷道间来回穿梭，不一会儿就能找到以前的住所。图为亨利（左一）与家人。

米尔纳总结说：“亨利不能学习一丁点儿新知识，他生活在小时候的世界里。你可以说他的个人历史停止在了动手术的那个时间点上了。”这说明他虽然存在着关于自己经历和知识的短时记忆，但是他不能把短时记忆转换成长时记忆。米尔纳认为，人的记忆可以分为短时记忆和长时记忆。我们要记住一件事，信息一定要先转入短时记忆，再根据信息对我们生存的重要程度，将一部分信息转入长时记忆。一旦信息进入了长时记忆，那就很可能终身携带，再也不会忘记了。而短时记忆向长时记忆转化的位置，就是大脑里的海马体。而亨利就是因为失去了海马体，从而丧失了将短时记忆转化为长时记忆的能力。

 五角星实验

米尔纳做了一个非常著名的实验。她让亨利拿着一支铅笔，在一张画着虚线五角星的纸上，沿着五角星的轮廓再描出一个五角星的图案。只不过，亨利不能直接看着纸来画，而是要看着镜子，通过镜子中反射过来的镜像来画。说实话，这种操作要求还是挺难的，正常人也没办法很快熟练地画出图形。左右颠倒的镜像让亨利所画出的线条歪歪扭扭。

但经过一段时间的练习后，亨利能够流畅地对着镜子画出五角星。甚至在一年之后，他还能顺利地将五角星画出来。只不过，他根本就不记得自己曾经画过这一五角星图案。每次画画时，对亨利来说都是一次崭新的经历。有一次，亨利顺利且流畅地画出五角星后，他惊讶地说道：“这么简单？我还以为会很困难呢！”

也就是说，通过反复练习，亨利是完全可以学会新东西的。虽然他无法学习任何需要记忆的“理论知识”，也无法记住刚刚发生过的日常经历，所有这些“信息”都无法通过短时记忆过渡到长时记忆中去。但是，他却可以通过身体的反复练习，让身体作为媒介，直接使行为动作进入长时记忆。

米尔纳给第一种记忆起名为“陈述性记忆”，有时也被称为外显记忆。这种记忆又分两种：一种是与抽象知识相关的语义记忆，用来储存那些独立于个人经验的一般事实性的知识。比如食物的类别、某个地理区域的重要城市名称等，在学校学习的课本知识，绝大部分属于语义记忆。另一种是与个人经验有关的情节记忆，是我们依据时间和场景，通过视觉、听觉和感受而形成的综合信息。例如你第一次上学踏进教室的时刻、你第一次跟女朋友表白的时刻、你第一次收到录取通知书的时刻、你第一次被解雇的时刻，关于以上时刻的记忆均属于情节记忆。具有这种记忆意味着你可以有意识地回忆起人、物、位置、事实和事件。

当然，语义记忆和情节记忆经常是混起来用的。例如，警察通过车祸相关当事人的陈述，去建构整个事件的来龙去脉，复盘出真相。实际上，对于陈述性记忆而言，我们天生就很擅长情节记忆，因为这种记忆跟我们的个人经验直接相关，也就是“我自己在乎的事”，而语义记忆则是一些客观的知识。相对而言，语义记忆是很容易忘记的，除非那些客观的知识“跟我有关”，并且能用故事讲出来，能构成一定的情节，这就是为什么我们记故事很容易，但记单词却很难的原因。

米尔纳给第二种记忆取名为“程序性记忆”，也叫内隐记忆，指那些关于“如何做”的记忆，不用回忆就可以反映在行为动作或者习惯上。我们在日常生活中完成很多看似不起眼的动作，比如穿鞋带、编辫子、游泳、骑车、演奏乐器、飞快地打字等，都用的是程序性记忆，这也是亨利还保留着的正常的记忆。

程序性记忆通常具有一种“自动”属性，它可以直接通过行为回忆起来，而不需要你付出任何有意识的努力，甚至我们都意识不到自己在运用记忆。比如，一旦你学会了骑自行车，之后你只需要去骑就可以了，你并不需要有意识地驾驭你的身体：“现在我的左脚往前踩，现在我的右脚……”如果我们对每个动作都过度关注，反而可能会从车上跌下来。再比如，当我们说话时，我们也不会去考虑每个名词或动词究竟应该放到哪里，直接说就可以。实际上，很多学习经历既要用到外显记忆也要用到內隐记忆，经常的重复可以将外显记忆转化为内隐记忆，开始学习骑自行车时，我们需要有意识地注意自己的身体和车，而最后骑车会变成一项自动化、无意识的活动。

亨利在“五角星实验”中所表现出的，正是“只可意会不可言传”的学习过程，也就是米尔纳所说的“程序记忆”。亨利虽然讲不出自己几岁，也不认得镜子里的人就是自己，但若带他回到老家哈特福德市，他就能在巷道间来回穿梭，不一会儿就能找到以前的住所。这些他都记得，只是说不出来，这些记忆无法浮现在意识层面，但却在潜意识层面直接影响着他。这一类记忆在海马体之外悄然成形，深藏在潜意识中，神不知鬼不觉地影响着人们的日常生活，海马体与长期记忆相关，却不是那种简单而直接的联系。 大脑中的海马体究竟为什么会影响记忆？是什么机制在影响记忆？这个问题还需要心理学家们去搞清楚……

（责编：南名俊岳）