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为什么你不记得2岁前的事?

所有人都同意,孩子出生后的两年实在太重要了,可是为什么又没有人记得这两年里发生了什么事儿呢?

心理学家弗洛依德的理论说,这是一种主动的遗忘,是大脑对婴儿时期就产生的欲望和情绪进入成人心灵的一种压抑。但当前,弗洛依德的理论无论是在生物学界还是心理学界,都不再被主流研究者认可。

科学家在其他实验中发现,不止是人类,其他动物也有婴儿期遗忘的特质——刚出生时接受的刺激和形成的反应,在长大后就消失了,需要再次训练才能学会。看来,婴儿期的遗忘背后有着普遍的生物学依据。

今天的《科技参考》,我就介绍一下这方面的结论。

你可能会问,我已经长大了,这和我能有什么关系呢?其实,这里的规律给我们育儿时提了一个醒:要让孩子从婴儿时期就多出门逛逛,这和他们记忆功能的发育密切相关。

 

位置细胞的发现

2014 年的诺贝尔生理学或医学奖奖给了三位科学家,因为他们发现了构成大脑定位系统的细胞。

具体来说,这些细胞分布在大脑的海马体中。海马体我们不陌生,它位于大脑的内侧,长度在 10cm 左右,因为外观有点像一只勾着尾巴的海马,所以得了海马体这个名字。

海马体有两个主要功能,一个是对短期记忆的存储和加工,另一个是定位导航。而定位导航功能,虽然在很早以前的科学实验中就被发现了,但它的物质证据到底是什么呢?一直没有人知道。2014 年的诺奖奖给的这三位科学家,就是找到了海马体中的位置细胞(place cell)。

当时,这些科学家发现:

当小鼠走过一个迷宫的时候,如果动态的监测小鼠海马体中的神经元,就会发现一种实时编码的过程——小鼠每往前走一点,就有一部分神经元被激活;小鼠继续往前走,就有另外一部分神经元被激活。

如果把走到的地点和被激活的神经元这种对应关系编上号,比如走到地点 A,海马体中 a 区域的神经元激活;走到地点 B,海马体中 b 区域的神经元被激活;走到地点 C,海马体中 c 区域的神经元被激活,就会发现,当小鼠第二次、第三次、第四次走进这个迷宫的时候,A-a、B-b、C-c 这样的对应关系是固定的。换句话说,对于这个迷宫而言,小鼠的海马体已经把探索过的区域编码后存储到神经元中了。

更有意思的是,如果在一个交叉路口,往左拐,无论怎么走都没有任何奖励,而往右走,会在下一个路口得到食物,那当实时监控神经元的设备打开的时候,我们就能发现:每当小鼠走到这个交叉路口时,都会停下来等待一会儿,然后做出决定。

而在等待的这几秒钟内,小鼠海马体的神经元会按照一定的顺序被一一激活。而且,如果把神经元激活的顺序对应到迷宫地理位置的编号上,你就会发现,这些位置竟然还是连续的,就是小鼠平时走迷宫的路线。

很明显,当小鼠停在路口时,脑子里是在回忆之前走过的路。顺着那些记忆,回想当走到下一个路口时,向左转会遇到什么、向右转会遇到什么。

于是,这些针对地理位置进行编码的神经元,就被起名为“位置细胞”。

 

记忆的形成

在位置细胞被发现后不久,依照类似的逻辑,科学家又发现了其他三种和空间位置有关的神经细胞,也就是边缘细胞(border cell)、头向细胞(head-direction cell)和网格细胞(grid cell)。

和位置细胞的逻辑类似,海马体内的神经元也会给不同的边界编码、不同的头部朝向编码、不同的空间网格编码。

最终,几千万个神经元参与到编码的过程中,共同形成位置、边界、头部朝向、网格的组合信息。而这种组合信息,会生成场景记忆。

就像前面那个例子里说的,最初只是往左拐、往右拐这样基于位置的信息,最后却可以被小鼠用来判断哪里有食物,于是一副信息丰富的认知地图(Cognitive Map)就在小鼠脑中出现了。

我们可以把这样的认知,当作人们通常所说的“记忆”。因为这时候,这些认知里已经不止包含位置和导航信息了,还包括了和位置相关的刺激。这种刺激可能是一种情感体验,也可能是对某一种食物的食欲。

通过对高级到人类、中级到小鼠、低级到软体动物海蛞蝓的测试,科学家都证明了:对于生物体来说,记忆是一个非常普遍的现象。而且,记忆的原初形态或者说记忆的本质,就是位置信息与导航信息。位置信息反映的是客观上的坐标,导航信息反映的是生物体自身和位置的动态关系。而海马体越发达,对位置与导航的信息就越敏感。

与此同时,科学家还在小鼠的对照实验中发现,生活在周围乱七八糟,比如有各种纸条、滚筒、塑料管的那些小鼠,比生活在周围环境整洁、一尘不染的小鼠,海马体中多了 4 万多个神经元,海马体的体积也大 15%。

对海马体认识的加深,颠覆了人们对神经元的观念。

从前人们认为,成年后,神经元就不会新生了,只会逐渐减少,像阿尔兹海默病的病人,神经元减少得就更加严重了。

但实际上不是这样的。在一个特定的区域,也就是海马体中的齿状回(dentate gyrus)部位,神经元是可以新生的。而这些新生的神经元就是用来应对复杂的空间和导航,进而把场景和刺激化成记忆的。

 

为什么记不起两岁前的事?

说了半天,还没有说到为什么人们记不得两岁之前的事情呢!

其实原因是这样的:

如果长大后还能记起两岁时的事情,那一定是长期记忆。而长期记忆是海马体把短期记忆筛选整理、送到大脑皮层后才形成的。

在婴儿时期,海马体并没有发育成熟,所以就没法胜任对短期记忆进行整理筛选的任务,也就没能把相关内容送到皮层,形成长期记忆。所以,我们当然记不得两岁之前的事情。

在最新的研究中,科学家发现,海马体中不同类型的细胞的发育快慢是不一样的。

对小鼠的研究是这样的:

在它们出生几天后,第一次睁开眼、爬出老鼠窝开始探索周围环境的时候,头向细胞就成熟了;接下来几周,位置细胞成熟;再过一周,网格细胞成熟。这个发育时间是对小鼠而言的。对人类来说,小鼠出生后第 17 天大约对应人类两岁,出生 24 天对应人类的 6-10 岁。

我们可以回想下,其实何止是两岁前的事情,6 岁前的事情我们记得的也不是很多,所有能想起来的基本都是照片、录音机、视频里的那些片段,或者是父母亲朋总提到的。那些点状的内容其实并不是我们长期记忆的结果,而是别人的长期记忆在后来灌输给我们的。6 岁之前,我们自己记住的东西实在是少得可怜。

 

后天学习影响很大

这其中,一个重要的问题就是:承担着记忆加工功能的海马体,是天生就能发育出位置、导航,进而和情景记忆勾连起来的呢?还是说这个发育过程受后天经历影响很大呢?

因为有些事情,确实是时候到了,就要发育了。不管你是毫不在意,还是专门为此瞎折腾一番,得到的结果其实是一样的。

比如,学走路这件事,北美印第安人的一些部族就有一些很奇怪的风俗:婴儿出生后,要被绑在木板上,全身笔直的包裹起来,不能下地。土著们认为,只有这样,今后孩子才能强壮,大约要绑一年的时间。但别看绑了一年时间,这些部落里的孩子今后依然是健步如飞,比城市孩子更会打猎、更会骑马。

但有些父母担心孩子落后在起跑线,孩子 9 个月时就给买一辆学步车,生怕学走路晚了。其实,走路这件事是到了时候自然就会的。

那么,海马体的发育到底是前者还是后者呢?

在一系列的研究中发现,海马体的发育受学习的影响非常大。两岁之前的空间改变、环境刺激,对大脑的影响非常重要。婴儿从可以自己爬开始,大脑中的位置细胞、网格细胞就开始放电,对环境进行编码,形成短期记忆,尽管这些记忆并不会变成长期记忆。

童年时期对环境的自由探索程度高的那些孩子,都拥有更高的空间记忆能力、解决问题的能力和逻辑推理能力。对一些残疾儿童的恢复性训练也发现,那些能推着车出门活动的孩子,比只呆在家里的孩子,有更好的认知能力和语言能力。

所以,虽然我们两岁之前,甚至 6 岁之前都记不得什么事情,但这几年,我们的大脑其实开放了一个窗口,以最大的可能性让我们塑造海马体的发育。错过了这个时期,才相当于输在了起跑线。

但如今,城市生活的便利与不便利都在大幅减少孩子的自由探索时间。“便利”指的是,绝大部分需要出门的事情都由快递解决了,甚至连娱乐都可以在家中体验到极致效果;“不便利”更是比比皆是,哪个家长有时间或者胆量让孩子在外面自由探索呢?

于是,相比几十年前,今天的孩子在 6 岁前更多的呆在室内。这种随社会变迁而出现的大规模改变到底会在今后产生什么影响,目前还不好说。但起码我们要意识到,事关空间记忆能力、逻辑推理能力、记忆力的海马体,可以在 6 岁之前通过大量的自由探索,发育得比其他孩子更粗壮。

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