文|造就

回想你的美好记忆：你功成名就的时刻；你孩子出生的时候；你坠入爱河的那天。但这不单单是记忆，对吗？在回味当时情景时，你还会想起鼻端的气味、看到的色彩、其他人说的趣事和你当时的感受。

大脑能收集这些以毫秒计的印象，把它们串联拼接起来。你的每一段记忆都是基于大脑的这种能力。如果引申开来，这也是让你之所以为你的基础。而且这并非那种充满诗意的形而上学之说。从科学角度来解释，每次感官体验都会引起神经元分子的变化，改变它们彼此连接的方式。这意味着，你的大脑其实是由记忆组成，而记忆总是在改造你的大脑。这个记忆框架的时间跨度可达数十年。

近日发表于科学期刊《神经元》（Neuron）的一篇论文提供了更恰当的说法：记忆之所以存在，是因为大脑的分子、细胞和突触能记录时间。

定义记忆就像定义时间一样困难。大体上来说，记忆是对一个系统的改变，导致该系统以后的运行方式发生变化。“普通的记忆实际上只是再次激活了大脑不同部分之间的连接。大脑的这些部分在先前某个时刻处于活跃状态。”这篇论文的共同作者、神经学家尼科雷·库库什金（Nikolay Kukushkin）说。所有动物（以及很多单细胞生物）都拥有某种从过去的经验中学习的能力。

比如海参。从进化角度来说，海参和人类没有直接联系。但二者都有神经元，海参可以形成某种类似于记忆的东西。如果你捏海参的鳃，当下次你的手指再靠近时，海参将更快地收缩它的鳃。研究人员发现了海参学习收缩鳃时会增强的突触连接，以及导致这种变化的分子。值得注意的是，人类神经元也拥有类似的分子。

那么，这和你的美好记忆有什么关系呢？“神经元的独特之处在于，它们能连接成千上万的其他神经元，每个连接都是特别的，”库库什金说。那些连接形成了一个网络，连接和突触能通过信号的增强或变弱来调节。因此，每次体验（每次鳃被捏）都有可能改变所有这些神经元连接的相对强度。

但如果以为那些分子（乃至它们控制的突触）就是记忆，那就错了。“如果你深入研究分子、离子通道状态、酶、转录程序、细胞、突触和整个神经元网络，你会发现记忆没有储存在大脑中的任何地方，”库库什金说。这是由于一种叫做可塑性的神经元特征，它能产生记忆。记忆就是大脑系统本身。

有证据显示，记忆能力遍布整个生物界，甚至包括没有神经系统的生物。科学家已经训练细菌对闪光作出预见。库库什金解释道，原始记忆（比如海参的反应）有利于进化。“原始记忆使有机体可以把它过去的经历整合进它的未来，借以应对新的挑战，”他说。

人类的记忆（即使是最珍贵的记忆）是从微观层面开始。妈妈的脸最开始只是你视网膜上的一堆光子，它们向你的视觉皮层发送信号。你听到妈妈声音时，你的听觉皮层把声波转换成电信号。荷尔蒙把体验和环境联系起来：这个人让你感觉很好。这些和其他几乎无数的信息在你的大脑中一闪而过。库库什金说，神经元、相关分子和突触记录了所有这些扰动发生的相对时间。而且，它们把整个体验打包进一个所谓的时间窗口。

显然，记忆不是单独存在的。大脑把体验分解成同时经历的多个时标，比如声音被分解成同时感知的不同频率。这是个嵌套系统，每段记忆存在于长度不同的多个时间窗口内。时间窗口包含记忆的各个部分，比如分子的信息交换。在记忆的层面上，这种信息交换是不可见的。

这对神经学家来说也很难理解。他们还需要很长时间才能弄清楚记忆形成的具体细节。“在理想的世界中，我们可以及时追踪每个神经元的活动，”库库什金说。可是，就目前而言，像人类连接组计划这样的项目虽然代表了相关研究的最前沿，但它们仍然只是研究静止状态下的大脑整体情况。和记忆本身一样，让这个项目转向动态研究完全是时间问题。

翻译 | 于波；校对 | 其奇；来源 |Wired