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海马,我深藏的记忆

已有 6605 次阅读 2011-10-5 20:01 |个人分类:学习记忆|系统分类:科普集锦|关键词:学者| 记忆, 海马

What lies in naked human spirit?

What's the force driven us think?

Which power link us from past to future? 


集合最近阅读的心得,我大胆的勾画一副意识草图:海马和颞叶是意识连续性的关键所在。人类的意识与其他哺乳动物有所不同,除了有情景(episodic)意识外更有语义(semantic)意识。因为海马体内主细胞的排列是如此的规则不论从任何角度切片都能看到整齐的分层结构,所以科学界一度曾认为海马体是一张思维地图,精确地对应各个事件发生的地点,故此有位置细胞一说并颇流行。可随实验证据积累,发现这些位置细胞并不怎么守位置经常随机放电,另有证据视觉线索是位置细胞放电的关键。当目标物体出现在视界范围内时候,位置细胞开始放电并与距离和接近速度相关。这些实验是在小鼠上完成的,灵长类和人类我不曾看到过位置细胞的报道。

hippocampus principal cell的有序结构令人惊叹
通过阅读《海马体中的微环路》一书我了解到CA1区是相对纯净的神经编码输出域,当该区位置细胞放电时显然是在进行某种记忆的回放与内部搜索,用TED人工海马芯片制作者的话来说是google itself。这时有趣的现象出现了,就是快慢两种节律:慢Theta节律(4-7Hz)通常代表清醒状态和探索活动,快Gamma节律(30-100Hz)认为和认知与运动功能相关。书中猜想快节律是构建一个基本时间框架,把主细胞的放电模式区分为记忆储存与记忆回放的时间编码;而慢节律的半个循环是调节新信息流的储存,另外半循环是调节旧信息流的回放。乍听起来和构图技巧没两样,先画框架草图,再修整局部。但是,不同在于海马内运用“时间”作为画笔,更准确说是“时空编码”。我推测海马主细胞的整齐排列是非常有道理的,与内耳基底膜上的听觉毛细胞按音频敏感由高至低排列的道理相似(行波学说),只是海马的顺序是同心圆式(或螺旋式)的,由内部DG起始CA3至CA2至CA1的大致顺序而由模糊至清晰记忆的递进构建。当然,不是这么简单,《微环路》一书描写的环路复杂非凡,长短途交错的链路层出,而且还牵涉Sub、EC、PHR各级脑区的调控输入。不过有草图就方便深入研究了,海马一能补完模式二能区分模式,而且两者同时进行。由此我推测左右海马实际上是分工运作的,eg左海马把新信息流汇总到海马伞状体HF,同时右海马也把旧信息汇总到HF,而后HF把新旧两股信息投射到各皮层的进行加工返回到左右海马的相应区域并以此为线索开始下一个思维记忆循环,连续性思维即无数个循环过程的叠加。

人类的海马体与小鼠的功能有很多差别,至少我这么想。小鼠的认知过程紧密的依赖海马体,对事件进行记忆编码,这类编码多与位置和运动有关。而人类海马体更多的功能是一种搜索引擎,因为人的记忆思维依赖语义的成分偏多,所以颞叶的布罗卡区、Wernicke区与内嗅皮层和海马之间的链接构成语义思维的关键,海马还是充当重要的核心角色,虽然失去大部分海马的H.M.仍然能正常说话和思维,但已经不连续了,是静止在过去的。语义思维需要协调的循环过程我估计比情景记忆更繁琐,所以想办法很难,因为语义思维速度太慢。相反,用情景思维想问题就简单多,佛家说的悟道我认为就是一种只能意会不可言传的情景思维。但是经过训练,的确可以做到出口成章,满腹文章的。道理我认为是在可塑性上,大文豪的语义思维空前发达以至于微环路被切短了,换言之就是短路,所有思维循环在皮层上最短距离间完成无需海马参与。这对那些雄才伟略的智囊来说是否意味着讽刺,实际上他们只是不思考的快速反应机器而已。

小鼠的海马体占脑的比重很大

以上是最近所想的,引用笛卡尔的话:我思故我在。开篇第一问我已经解答了,人的灵魂就是一首节奏有快有慢的歌。第二问我想大致上也谈到了,但恕我愚笨无法深入。第三问,我重复再重复了回答了,而且这个过程也正不断在我的海马体中重复循环着。我觉得做科学研究不是仅仅做加法,不断累积实验数据,更应该做减法,像爱因斯坦那样把复杂的宇宙方程简化到最后E=Mc2那样,那才是真正的科学与艺术。眼观脑科学研究愈趋复杂却无可依据的草图,每个研究团队都在不断为这1000亿个神经元添砖加瓦以求一窥其奥秘,这么做不对。这不是研究而是死研不究,不客气说是制造科学垃圾。我们都是有思维意识的,要让大脑与环境现象产生共鸣并形成独特的看法并去验证,这才是活着做研究。每有所读须有所感,感而后悟必要所谈,否则日久天长海马新突触一多旧突触就out了。




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