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大腦內的時空旅行──「記憶是神遊的起點:大腦內的時間旅行」講座側記

大腦內的時空旅行

文╱楊勝博(臺大臺灣文學研究所博士生)

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黃從仁教授與讀者分享海馬迴與記憶、空間的關係

為什麼明明才剛發生的事,有些人就是記不住?

為什麼有些人只記得過去,有些人只記得未來?

為什麼有些人註定是路痴?但有些人卻硬是比GPS導航系統還厲害?

人的大腦中存在著一個神秘的「海馬迴」,掌管著人類的時間感、空間感與記憶。你知道前面這些問題都跟「海馬迴」有關嗎?

臺灣大學心理學系黃從仁教授,在「跟著大腦去旅行」系列講座第二場,「記憶是神遊的起點──大腦內的時間旅行」,一一告訴我們為什麼。該場講座於12月29日於誠品書店臺大店三樓藝文閣樓舉辦。

記憶與海馬迴

黃教授從一則因分心而墜崖的報導談起,以及多本強調專注重要性的暢銷書,如《數位分心症候群》、《專注的力量》等,彷彿整個社會對於分心都有不好的印象。但《跟著大腦去旅行》則是反其道而行,從分心是好事的角度出發,介紹大腦、記憶與創造力之間的關聯。

記憶,可以分為短期記憶(short-term memory)和長期記憶(long-term memory),前者過一陣子就會忘記,後者是必須記住的專業技能或事件。不同的大腦區域,也負責儲存不同的長期記憶。比如與動作有關的記憶,就存在基底核(basal ganglia)中。黃教授在講座中主要談的,是長期記憶的其中一種──陳述型記憶(declarative memory),也就是可以用語言描述出來的記憶,和海馬迴(hippocampus)密切相關。當視覺資訊從大腦外部輸入時,首先進入下視丘(hypothalamus),接著進入枕葉(occipital lobe)進一步處理,最後才進入海馬迴,將短期記憶轉換為長期記憶儲存。

我們是如何得知長期記憶與海馬迴有關呢?是因為有多名患者的症狀讓研究者逐漸得知大腦運作的方式,例如枕葉若被切除,就會失去視覺能力。最有名的受測者是H. M.(Henry Molaison, 1926-2008),為了治療癲癇(epilepsy),H. M.切除了三分之二的海馬迴,因此部分記憶功能受損,但正常生活沒有任何問題,但是無法將新的資訊轉換成長期記憶。從1953年起,多位研究者陸續以他為研究對象,為腦科學研究帶來巨大的貢獻。

失憶症(amnesia)分為「順向」(anterograde)和「逆向」(retrograde)兩種,前者無法形成新的記憶,後者無法記得童年的回憶。黃教授強調,海馬迴並不負責儲存,而是形成長期記憶,大腦皮質(cerebral cortex)才是真正儲存長期記憶的地方。如果我們將人腦中的海馬迴移除,日常生活沒有問題,但是所有接受到的新資訊都無法形成長期記憶,也就是產生了順向的失憶症狀,像H. M.就是這樣的例子。除了海馬迴受損產生失憶症狀之外,使用降血脂藥物或是缺乏維他命B1,都會引發暫時性的失憶。黃教授以自己的母親為例說明,某次他送母親去醫院途中,他的母親詢問要去哪裡、為什麼會在這裡,黃教授解釋過後,不到一分鐘,她又問了一樣的問題,到了隔天才慢慢解除症狀,這同樣也是暫時性失憶。

空間、時間與記憶

海馬迴對於如何理解空間,也扮演重要的功能。《跟著大腦去旅行》書中提及,「海馬迴也似乎會因應空間需求而漲大。倫敦計程車司機必須通過嚴格訓練,熟悉巨大而複雜的倫敦城地理。這些司機必須能馬上決定抵達乘客目的地的最快路徑」,「從腦部顯影可以得知,這些計程車司機的海馬迴大於常人」。然而,怎麼知道這些計程車司機的海馬迴是天生發達或是在成為計程車司機後才變大的呢?黃教授補充指出,研究者可以將計程車司機的年資,與海馬迴大小作比較,就能進一步判斷兩者間是否呈正相關。此外,有時候我們也往往有這樣的印象,和某個陌生人認識之後在初識地點相遇,比較容易回想起彼此有一面之緣。舉例來說,在教室裡老師認識每個學生,但是離開教室後碰到學生,可能反而認不出對方。上述情形我們稱之為記憶的特異性(specificity),也是空間和記憶有所關聯的證明。

海馬迴除了處理空間的能力之外,也有時間處理的細胞(time cells)存在。這種具有時序性質的記憶方式,也能夠幫助大腦在回想過去時,能夠較為有效地找回先前的記憶。地點記憶法(method of loci)就是由此發想而來,只要將記憶的事物和熟悉的地點相結合,然後依照順序在腦海中走一遍,就很容易把一連串不相關的事物記下來。地點記憶法在《跟著大腦去旅行》書中譯為「位置記憶法」,「想像這些東西放在熟悉的位置,之後再『重播』,在心中回到那些位置」。

心靈漫遊與創造的可能

《跟著大腦去旅行》提到,有四種狀況能夠激發大腦的神經網絡:一、回想自傳式的記憶(autobiographical memory);二、遙想未來(envisioning the future);三、心靈理論(theory of mind);四、道德決定(moral decision making)。如果受測者處在這四種狀態,比方說讓受測者回憶童年、想像未來藍圖、猜測他人的情緒,或是做道德決策時,大腦的網絡都會變得非常活躍。

我們除了能在自己大腦中神遊,也能「在他人的大腦中神遊」。這和我們理解他人心理的能力也有關聯,除了從日常生活學習,透過閱讀文學作品,也能增加這份能力。同時,正是因為人有心靈漫遊的能力,所以才能將不同的記憶材料,在同一時間點結合起來,激發新的創意,產生各種新的可能。

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