● 實驗參與者在辨認人臉的時候,腦部的活動會展示出特有的模式。 網上圖片
● 功能性磁振造影可以量度血液在腦袋裏的流動。 網上圖片

上次(10月13日文匯報A21版)與各位分享了近代跟記憶有關的研究,指出研究人員已經能夠在老鼠的腦袋中找出與恐懼記憶相關的神經元,更可以利用激光和基因工程技術壓抑或喚起這些記憶。不過,我們日常處理的記憶,一般都牽連到更多的部分;我們的腦袋又是如何處理它們呢?今天就和大家探討一下。

量度血液流動 確認腦部活動

如前所述,我們平常面對的記憶,可能涉及視覺、嗅覺等等感官,因此需要動用腦部多個不同的部分,這些部分又是如何合作、協調來處理這些記憶呢?我們如何能知道呢?

功能性磁振造影(fMRI,functional Magnetic Resonance Imaging)這種技術可以量度血液在腦袋裏的流動,因而能告訴我們腦袋哪一個部分正因為熱烈的活動而需要更多的血液供應。這種技術的精細度不足以辨認出每一條神經元,不過近年發達的數據分析技術,已可以確認出我們在喚起某一段記憶的時候腦部活動的特有模式:例如在一個實驗之中,參與者在辨認人臉,正要說出照片中名人的名字之前,腦部的活動會展示出特有的模式,包括啟動腦袋皮質層負責處理面容的部位。有趣的是,喚起記憶的這種腦部模式,與實驗參與者在最初學習記住這些人臉時候的腦袋模式一樣,指出在確立記憶和喚醒記憶的時候,腦袋可能是進入到相同狀態的。

這樣的分析,現在已能做得更加精細:實驗參與者被要求描述電視劇某一集的內容,而研究人員已經能夠分辨他們描述50個不同場景時的腦部模式,比如說主角有否出場的場景、戶外或戶內的場景。驚人的是,縱使不同參加者對同一個場景的描述不盡相同,他們還是會展示出相同的腦袋活動模式。更甚的是,有一些參與者其實並沒有看過那一集電視劇,而只是聽過其他人的複述;然而當這些參加者嘗試講述那一集的時候,他們的腦部還是會顯示出跟其他參與者一樣的模式。

如此看來,不同人處理記憶的機制,還是有一定的相同之處。

記憶內容不同 腦袋自行整理

研究人員再進一步,探討腦袋如何處理有共通內容的記憶:在另一個實驗之中,參加者會察看不同物品的照片,而每一個物品會配對上一個場景(例如海灘)。同一個物品只會與一個場景配上,但同一個場景內可以有不同的物品。參加者在剛開始記住這些照片的時候,每一個物品喚起的腦部活動模式相對地各有不同;一個星期之後,跟同一個場景相配的物品,所喚起的腦部模式卻會變得愈發相似!由此看來,腦袋會根據記憶的內容而將它們進一步整理。

腦部的這種整理記憶的能耐,也可以幫助我們利用現有的知識去學習新的東西:在另外的一個研究中,參與者會先後察看兩對有關聯的物品,比如說先看草地與馬匹,然後再看湖邊與馬匹;馬匹自然就是兩對圖片之間的共通物品,而草地跟湖邊經由馬匹就有一個轉折卻不直接的關聯。研究發現,一些參加者在見到第二對圖片的時候,會啟動他們對第一對照片的記憶;而這些參加者其後能夠更容易找出圖片之間轉折的關聯。這樣的結果,能夠幫助我們進一步了解學習的過程,理解我們如何將不同的資訊連結在一起去應付新的狀況。

對腦袋、記憶的了解,在近年我們看到增加了不少。不過要更完善地理解複雜的腦袋,我們自然需要更多未來的努力了。

●杜子航 教育工作者

早年學習理工科目,一直致力推動科學教育與科普工作,近年開始關注電腦發展對社會的影響。