学习的奥秘
医生先让每位病人都观看一段5~10秒钟的录像片段,内容来自当时大家都耳熟能详的电视节目如《宋飞正传》《辛普森一家》,或像“猫王”这样的名人剪辑,或是一些著名胜地。看过之后,稍等片刻,医生便请这些人回忆他们刚才看过的内容,说得越详尽越好,以求刚才看过的内容能再现。在刚开始播放这些录像片段的时候,一部电脑记录下了观看者脑中的影像,大约有上百个脑神经元亮了起来。放映不同的录像,脑部亮点所构成的图案也不一样:有些脑神经元会格外亮,有些则没什么反应。当观看者稍后回忆所看录像时,比如在讲霍默·辛普森时,脑部亮点所构成的图案则跟他刚才观看相同片段时的大脑图案完全相同,就好像在重播一样。
主持这次研究的资深学者伊扎克·弗里德(Itzhak Fried)是加州大学洛杉矶分校以及特拉维夫大学(Tel Aviv University)的神经外科教授,他告诉我说:“在这样一次独特的尝试中能看到这样的结果,实在太让我感到惊讶了。观察对象太清晰了,看来我们这次的确找对了门道。”
这项实验便到此结束。病人的这些记忆片段随着时间的流逝会变成什么样,人们并不知晓。假如某个人已经看过数百集的《辛普森一家》,那么这5秒钟关于霍默的记忆也许不会太长久。可是,也不一定。假如这次体验中的某个特别因素让你感到格外震撼,比如说,一个穿白大褂的人在你敞开的脑颅里拨弄着一丛电线,这场景与剧集中的霍默捧腹大笑的样子相联结,那么你的这段记忆很有可能会根植于你的心灵深处,终生难忘。
我上高中的第一天,是在1974年的9月,至今我还能“看见”第一堂课上课铃响之后,我在主楼大厅里遇到的那位老师的容貌。大厅里人群蜂拥,我却不知该往哪儿走,脑子里急切地转着这么一个念头:我会迟到的,我会漏掉老师讲了些什么。至今我还能“看见”照射在大厅里的那束飘浮着灰尘的晨光,那难看的蓝绿色墙壁;我还“看见”一个比我大一些的男孩往他的储物柜里塞进去一摞关于温斯顿·丘吉尔的书刊。我走向那位老师,说了一声:“对不起,请问……”声音大得出乎自己的意料。那位老师停下脚步,眼睛看向我手里的课程表。他神情友善,戴着一副金丝眼镜,顶着一头红色而稀疏的头发。
他淡淡一笑,对我说:“你可以跟着我走,你是我班上的学生。”
我得救了。
我已经有35年没再想起这段往事了,可是这一幕仍然历历在目。那情景不但“回来”了,而且一个个细节竟是那样详尽。我越是长久地驻足在这段回忆中,就越能“看见”更多的细节填充进来:我把课程表递过去时,书包从肩膀上滑下来的感觉;我犹犹豫豫慢下了脚步,心里不太愿意跟老师并肩而行;我落在了他身后几步……
学习的科学
这种“时光隧道旅行”,科学家们称之为“往事片段”,也叫“自传体记忆”(autobiographical memory)。在这类回忆中,往往有一些与当初的体验相同的细微感受,以及相同的叙事脉络结构。
自传体记忆跟俄亥俄州的首府是哪里、某个朋友的电话是多少那类记忆不一样。我们并不会清楚地记得,当初是在哪里、在什么时候记下那些东西的。这一类记忆,科学家们称之为“语义记忆”(semantic memory),它们并非根植于某种叙事式的情景当中,而是根植于某些相关数据与资料的记忆网络中。比如,俄亥俄州的首府、哥伦比亚市,这些词汇可能会“连带”出一幅你某次去那里的景象、某个搬家到俄亥俄州的朋友的面容,甚至是小学时的一个谜语:“两头圆、中间高的是什么?”(1)这类记忆的网络结构是以相关数据资料为基础的,而并非以故事场景为基础。不过,每当大脑调出“哥伦比亚市”这条记忆时,与之相关的“资料网”一样会被“连带”出来。
学习的科学
在充满奥妙的宇宙世界里,这一定算得上最为奇妙的事情之一:某种分子式的“书签”被“夹”在了神经网络中,方便我们在日后的人生旅程中“翻”回去“查阅”,让我们得以看到自己曾经的历史,以及曾经的认知。
科学家们尚未弄明白这个“书签”怎么就能被“翻”出来。这跟你点击电脑屏幕所得到的电子数据链接完全不一样,因为脑神经网络系统是不断变动的,1974年形成的记忆跟我今天回忆出来的相比,有很大的差别。我忘掉了一些细节、一些色彩,而且我毫不怀疑,就在我回忆这段往事的时候,我已经对某些细节做了小小的“改编”,甚至是很大程度的“改编”。
这就好比是八年级的时候,你在夏令营里经历了一次惊心动魄的探险,第二天早上,你写了一篇历险记;6年以后,已经上大学的你根据这次往事又写了一篇历险记,这两篇作文毫无疑问一定会大相径庭。6年时间过去了,你已经完全变了样,你的大脑也是如此。而这生理上与记忆上的改变不但被染上了谜一样的色彩,更被染上了你自己人生阅历的色彩。可是,那场景本身、那最核心的部分从根本上来说却分毫未损。不过,对于记忆到底储存在哪里、为何储存在那里,科学家们倒是已经有了解释。
记忆存放在哪里
20世纪,科学家们在很长一段时间里都曾深信:记忆弥漫性地渗透在控制思维的那部分大脑区域里,就好像橙子汁充盈在橙子瓣里一样;任何两个神经元都是大致相同的,要么亮起来,要么不亮;而且,没有哪一个特定的脑部区域会是构成记忆的核心部分。
早在19世纪,科学家们就知道,某些技能,比如语言,会集中在大脑的某个特定部位。可人们一直认为这应该只是例外。20世纪40年代,脑神经科学家卡尔·拉什利(Karl Lashley)还曾展示过他的研究成果:会跑迷宫的大鼠在被摘除大脑中的不同部位之后,照样知道怎么跑迷宫。如果说大脑中有个部位是记忆中心的话,那么这些切除手术中总应该会有一个能导致大鼠丧失跑迷宫的技能。拉什利因此认为,任何控制思维的大脑区域都有记忆功能,如果其中某部分受到损害,周围其他部分就会自动接替那一部分的任务。
然而,到了20世纪50年代,这一理论开始出现坍塌。研究大脑的科学家们接二连三地发现新的现象,首先就是神经细胞的发育,准确地说,是婴儿脑神经的发育。他们发现,担任不同职责的细胞仿佛必须按规定去往各自不同的领地:“你是视觉神经细胞,去,到大脑的后边去。”“你,去那边,你是负责运动的神经元,到运动控制区去。”这一发现瓦解了过去的“内在各部分可相互置换”的假说。
而最后的“致命一击”则来自这么一个事件:英裔心理学家布伦达·米尔纳(Brenda Milner)遇到了来自哈特福德市的亨利·莫莱森(Henry Molaison)。
莫莱森是一个修理机器的工匠,他得了一种很严重的病,这种病让他无法继续工作。他每天都要犯病两三次,而且往往没有什么预兆,发病时,他会忽然倒地、人事不省。天天发生这类突发事件让他没法维持正常生活。因此,1953年,27岁的莫莱森来到哈特福德医院,走进了神经外科医生威廉·斯科维尔(William Beecher Scoville)的办公室,期待能被医生解救。
莫莱森的病可能是癫痫的一种,抗癫痫药是那个年代针对癫痫的唯一规范疗法,可是服药对他已经没什么作用。斯科维尔是一名技术高超、享有盛誉的神经外科医生,他怀疑造成这类病症突然发作的根源埋藏于大脑的内侧颞叶中。颞叶在左右脑各有一叶,彼此呈镜像对称,就像切开苹果看到的果核那样,每一侧的颞叶里面都有一个脑组织,叫海马,很多癫痫患者的病发都与这一部位有关。
斯科维尔判定,最好的治疗方案是通过手术,从莫莱森的大脑里切除两块手指大小的脑叶,其中包括海马。疗效怎样,就只能靠运气了。而且,在那个年代,很多医生都认为,脑部切除手术是针对很多种精神失常病症的有效治疗手段,包括精神分裂症和严重的抑郁症。果然,手术后,莫莱森的癫痫发作大大减少。
可是,他同时也失去了构建新记忆的能力。
他每吃一顿饭、每见一个朋友,或者带他的狗去公园散步,都好像是生平第一次做这件事。他仍然保有手术之前的一部分记忆,比如他的双亲、童年的家园、小时候爬过的山。他也同样有很好的短时记忆,能把某个电话号码或人名记住大约30秒,并能背诵在30秒内所记的事物。他照样能跟人闲聊,也和其他青年人一样,可以眼观六路、耳听八方,尽管随后会忘记。可是,他没法继续工作,也比任何一个神秘主义者都更加彻底地活在当下。(2)
也是在1953年,斯科维尔把他这位病人的苦恼讲述给了另外两名医生——蒙特利尔的怀尔德·彭菲尔德(Wilder Penfield)和他年轻的助理研究员布伦达·米尔纳。不久,米尔纳女士就开始每隔几个月搭乘一次晚间火车前往哈特福德去见莫莱森,和他在一起,并研究他的记忆。从此,他俩开始了一个长达10年、最为不同寻常的“合作伙伴”式交往:由米尔纳引导着莫莱森做各种各样的稀奇事情,而莫莱森总是十分配合,怎么要求他都会点头同意,而且他很清楚两个人合作的目的,只要在他短时记忆的时间范围内。米尔纳后来说,在那一个个飞逝而过的短暂瞬间里,他们俩真的是合作伙伴。而且,那一次次的合作迅速而永恒地改变了人们对学习与记忆的理解。
学习的奥秘
米尔纳对莫莱森的第一次记忆实验是在斯科维尔的办公室里进行的。她先是让莫莱森记住三个数字:5、8、4,然后她离开办公室去喝了一杯咖啡,20分钟之后再回来问他:“那几个数字是什么?”莫莱森在她离开之后一直都在反复默诵着那几个数字,所以,他说对了。
米尔纳道:“哦,这好极了。”然后她接着问道:“你还记得我的名字吧?”
“对不起,我不记得了,”莫莱森道,“我的问题就是记忆时间较短。”
“我是米尔纳博士,我来自蒙特利尔。”
“哦,蒙特利尔,在加拿大。我去过一次加拿大,我去过多伦多。”
“唔,好。你还记得刚才那几个数字吗?”“数字?”莫莱森道,“什么数字?”
“他是一个非常和善的人,非常有耐心,每次都很愿意完成我交代给他的任何事情。”米尔纳告诉我说。如今,她已经是认知神经科学专家,在蒙特利尔神经科学研究所(Montreal Neurological Institute)以及麦吉尔大学担任教授。她说:“可是,每当我走进那间工作室,他都像是从来没有见过我似的。”
1962年,米尔纳发表了她里程碑式的研究成果,也就是她与莫莱森的研究项目。为了保护莫莱森的隐私,她在报告中将他化名为H.M.。该报告表明,莫莱森的一部分记忆能力完全没有受到损伤。在一系列的实验中,她让他对着镜子,看着镜子中的手,在一张纸上画出五角星来。这么做当然很别扭,而米尔纳还偏要加大别扭程度:她让他拿笔沿着五角星的边框画线,就像是在让他走迷宫,一个五角星形状的迷宫。每次莫莱森做这个练习,都像是第一次做,感觉很是意外。他完全没有曾经做过这件事的记忆。可是通过反复练习,他终归熟练了起来。米尔纳说:“经过无数次的练习之后,有一次莫莱森告诉我说:‘哈,这东西做起来比我想象得要容易好多嘛。’”
米尔纳这次研究报告的深远影响,在经过一段时间之后才逐渐显露出来。莫莱森没有能力记住新的名字、面容、数据、体验等。他的大脑虽然仍有能力吸纳新的信息,可是因为没有了海马,他没有办法记住任何新东西。海马这一块脑组织及其周边的部分,也就是莫莱森在手术中被切除的部分,很显然正是构建记忆不可或缺的部位。
不过,他却仍然能够构建新的身体技能记忆,比如对着镜子画五角星,他在上了年纪之后,还学会了借助步行器走路。这种学习,叫动作技能学习,并不依赖于海马进行记忆。
学习的科学
米尔纳的报告表明,人的大脑中至少有两套系统负责记忆的构筑,一套负责显意识的记忆,一套负责潜意识的记忆。我们可以复习、写下今天在历史课或几何课上学到的东西,可是却不能用同样的方式复习足球场上、体操房里的训练,或是其他任何类似的动作学习。
那种身体技能上的学习会自然而然地熟能生巧,不需要我们去记忆和背诵。我们也许能说得出自己6岁时,在练习了几天后就能骑着自行车跑了,可是我们却说不清具体哪个动作技巧是在哪天学会的:掌握平衡、把握方向、踩脚踏板……这些能力在不知不觉中就提高了,而且突然就自动整合了起来,让我们能骑着自行车跑了,完全不需要去“复习”。
因此,认为记忆是均衡地分布在大脑中的理论就不成立了。大脑中应该有特定的、不同的部位,担当着构筑不同记忆的职责。
亨利·莫莱森的故事并没有到此结束。米尔纳的一名学生苏珊·科金(Suzanne Corkin)后来在麻省理工学院把这一研究项目继续了下去。通过整合横跨40多年的数百次会晤与研究,她证明莫莱森的确保有手术前的记忆:第二次世界大战、富兰克林·罗斯福总统、童年家园的具体格局,等等。科金博士告诉我:“我们把这种记忆称为‘要点记忆’,也就是说,他有这些记忆,可是他没有办法把这些记忆按时间顺序串联起来,给人一个完整的叙述。”
除了莫莱森,还有其他人也接受过类似位置的脑组织切除手术,针对这些患者的研究同样显示,他们手术前后的记忆能力有着相似的变化模式。没有了能正常运作的海马,人就没有办法构筑新的、有意识的记忆。他们在手术之前已经记得的名字、面容、数据、体验,术后几乎仍然全部记得。那些记忆一旦形成,就一定是被放在了什么别的地方,而不可能是在海马里。
学习的奥秘
根据科学家们的研究,唯一可能存放这些记忆的地方,应该是大脑最外面那层薄薄的外皮层,也叫“新皮层”。新皮层是存放意识的地方,这里就像一个构图复杂的“百衲被”,每一块布片都担负着特殊的任务。视觉“衲布片”在后脑勺附近;控制运动功能的“衲布片”在大脑的两侧,也就是耳朵附近;还有一块“衲布片”在左侧,负责语言的翻译与诠释;其近旁还有另一块负责语言的说与写。如图1—3所示。
图1—3 大脑新皮层的分工
新皮层中的脑组织,也就是大脑最“表层”的部位,是唯一能够借助自身所具备的多种“工具”再现记忆的部位。正是它,使得大脑能够重现“自传体记忆”带来的那种生动而丰富的五官感觉,比如,能够重现“ohio”这个词,以及“12”这个数字所串联起来的相关资讯。而形成“高中第一天”的记忆网络,或者说网络群,一定就在这层脑组织里,即使不是全部在此,至少也是大部分在此。在我的“第一天”记忆中,占主导地位的是像红色头发、金丝眼镜、蓝绿色的墙面等视觉印象,以及嘈杂的大厅、砰然扣上的锁头、老师说话的声音等听觉印象,因此,这张网络中一定连带着很多位于视觉皮层以及听觉皮层的神经元。而你的“第一天”记忆中,有可能包括了学校食堂的气味、背上那重得要命的书包,因而也就连接到了那些负责感官的“衲布片”皮层。
学习的科学
我们可以通过这些“衲布片”的位置来准确定位各种记忆在大脑中的具体储存位置。也就是说,记忆并不存在于某个单独的地方,而是沿着大脑新皮层各个不同功能的区域分布其间。
大脑不但能找到这些记忆,而且能以如此快的速度将其再现,对绝大多数人来说,那只是眨眼间的事情,而且,那些记忆不但带有完整的情绪,还带着一层又一层的细节……这是无法轻易解释清楚的事情,没有人能说得明白大脑是怎么做到的。大脑这种最了不起的即时再现本领,倒是让我想到了这样一个图景:记忆就好像是已经“存档”的一个个视屏,脑神经一个点击,就能启动播放,再一个点击,则又放回去了。
其中的真相,不但比这更为奇特,而且更是非常有用。
大脑是如何编故事的
如果你的视线只顾着往大脑里面越钻越深,那么很可能会忘掉外在的主体——人。而且,这里说的不是泛泛而指的人,而是具体的人:一个直接拿着一盒牛奶往嘴里灌的人,一个总是记不住朋友生日的人,一个老是到处找钥匙的人,一个懒得计算角锥体表面积是多少的人。
我们稍微花点时间来回顾一下。对大脑的近距离特写让我们大致了解了脑细胞是怎么构建出一个新记忆的:首先,当我们体验到一些事物的时候,脑细胞们就“唰”地亮了起来;然后,它们通过海马将亮起来的神经元连接成网络;再之后,还要沿着大脑新皮层中不同功能的不同据点,以一定的排列组合把这一记忆网络固定下来。
好,现在如果我们想看一眼人的记忆是怎么被“抓出来”的,即我们是怎么“记起来”某件事的,则需要退后几步,用广角镜头来看。也就是说,刚才我们把镜头拉得很近很近,以至于能清楚地看到电子地图上的一条条小街,而现在,我们却要把镜头拉远,来看看整个地区的总貌:看看人,看看以其认知方式揭示了记忆提取秘密的人。
这里我们所提及的人,还是癫痫患者,不得不说,我们的脑科学家们欠这些癫痫患者的债,可真是怎么也还不清了。
有些癫痫患者在发作时,大脑的神经元就像是化工产品的燃烧所造成的燎原之火,蔓延得又快又广,以至于整个人都瞬间遭了灾,像年轻的莫莱森那样,一下子就失去了知觉。这样的发作让人没法正常生活,而且药物治疗常常毫无作用,因此,人们不得不考虑大脑的手术治疗。当然,莫莱森经历过的做法是不会再被考虑了,因为毕竟还有其他办法。
办法之一,叫作“裂脑术”,也就是通过手术,切断大脑左右两个半球之间的连接,以求把癫痫发作的狂暴蔓延限制在半个大脑之内。
这样做能有效抑制癫痫发作,但代价是什么呢?是大脑的左半球和右半球之间没办法“对话”了!在我们的想象中,被分割开来的大脑一定会严重受损,甚至严重扭曲人的性格,至少也会严重损伤人的知觉能力……可事实并非如此。接受裂脑术之后,人的变化非常细微,以至于20世纪50年代针对裂脑患者的首次研究并没有发现任何在思考与感知能力方面的变化,智商也没有任何下滑,分析能力也没有任何损伤。
可是,一定会有什么不同,因为大脑切切实实被割裂成了两个半球!只不过,若想发现这种分割所带来的变化,必须要动脑筋想出足够巧妙的办法来才行。
学习的奥秘
20世纪60年代初期,加州理工学院的三位科学家终于做到了这一点。他们设计了一种特殊的方式,能让患者一次只用半个大脑来扫视图片。这就成了!当接受过裂脑术的患者只用右脑看过一张餐叉的图片后,他们说不出那是什么,就是叫不出它的名字来。由于左右脑的连接已经被切断,所以,他们负责语言功能的左脑没有收到任何来自右脑的信息,而“看到”了餐叉的右脑又没有语言能力来描述所看到的东西。
这里,关键来了:右脑可以指挥它控制着的手,画出那把餐叉!
加州理工学院的三位科学家并没有就此止步。在后来由这些患者配合的一系列实验中他们发现,右脑还可以通过触觉来辨识东西,比如说,看一眼水杯或者剪刀的图片,这些患者就能凭触觉准确地把东西挑出来。
这一发现的意义显然很明了:左脑是智者,是语言专家,与右脑割裂开来后,人的智商完全不受影响;右脑是艺术大师,是处理空间与视觉的行家。左右脑必须密切合作,恰如正副两名飞行员。
关于左右脑分工的研究成果后来迅速渗入到人们的日常生活用语中,用来概括地描述某种本领或某种人的特征:“那家伙是一个右脑人”“她好像左脑更发达”……这还真令人颇以为然:我们所具备的敏锐而感性的审美能力,肯定不会来自善做冷静推理的那部分大脑区域。
不过,这些跟“记忆”有什么关系呢?
要弄明白这一点,须再等25年。而且,如果不是有人提出了一个更为根本性的问题,那还不知道要等多久呢。这个问题是:既然我们有正副两名飞行员,为什么我们不觉得大脑是分两边工作的呢?
“最终,这个问题摆在了我们面前。”迈克尔·加扎尼加(Michael Gazzaniga)(3)写道。加扎尼加是20世纪60年代加州理工学院那份研究报告的主笔者之一,另外两名科学家是罗杰·斯佩里(Roger Sperry)和约瑟夫·博根(Joseph Bogen)。“这是为什么呢?如果说左右脑是各自独立的体系,那是否意味着大脑具有统筹意识?”
这一问题悬置了数十年,没人能找到答案。科学家们越是往深处探究,谜团似乎越难破解。探索者们的研究不但昭示了左右脑各自清晰而奇妙的不同功用,而且还源源不断地发掘出更多、更复杂的独立体系:大脑有成千上万、甚至上百万个独立模块,它们各自具有独特的功能。比如,这个负责计算光线的变化,那个负责声音的辨识,再一个负责分析面部表情的变化……科学家们所做的尝试越多,他们发现的大脑独特功能就越多。他们还发现,所有这些“小型程序”全部都能同时运作,并且常常同时跨越左右两个脑半球运作。
也就是说,大脑不但在统筹左右这两名“正副飞行员”时带着整体意识,而且,在应对来自各个角落互不相让且鼓噪程度不亚于芝加哥期货交易所的神经元时,也以整体意识统筹着一切。
大脑是怎么做到的呢?
答案,竟然还是在裂脑术之中。
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20世纪80年代初期,加扎尼加博士在他的“招牌研究”,也就是裂脑研究中又添加了一个变式。举其中一项实验为例,他拿了两张图片给一名患者看,不过,其中一张只有患者的左脑能看到,上面是一只鸡脚;另一张只有右脑能看到,上面是一幅雪景。请记住,左脑是语言控制中心;右脑则是全能大拿,感知敏锐,只是没有语言可以表达它感受到的一切。
然后,加扎尼加博士拿出另一组图片,包括一把餐叉、一把铁锹、一只鸡、一把牙刷等,这回,他不但让患者左右脑同时都能看到,而且还要让他从中挑选出跟刚才看过的那两张图片有关联的图片。这位患者挑选了一只用脚走路的鸡,还有一把可以铲雪的铁锹。看起来都蛮有道理的样子。
再然后,加扎尼加博士请患者解释为何要挑选这两幅图片。答案却很让人惊讶。针对第一个选择,患者解释得很有条理:鸡要用脚走路。他的左脑看到了那只鸡脚,而左脑不但为他提供了语言来描述那只脚,更给出了脚与鸡相关联的合理解释。
可是,他的左脑并没有看到那张雪景图片,只看到了铁锹。因而,他只是凭直觉选择铁锹,却做不出条理清晰的解释来。博士要求他解释为何认为铁锹是有关联的东西,他搜寻了自己的左脑,却找不到有关雪的象征符号。怎么办呢?他又看了看铁锹图片,说:“铁锹是用来清理鸡屎的。”
左脑根据它能够看到的铁锹,抛出了它能够给出的解释。“这种做法,正是我们胡说八道的老套数。”加扎尼加博士对我说。回想起实验中的这段往事,他忍不住哈哈大笑:“编出一个故事来。”
在随后的一系列实验中,他和他的伙伴们发现,这一“编造模式”与我们的日常表现相当一致。左脑能根据它所看到的东西编造出一套有条理的说法来。在我们的生活中,大脑每天都做着这样的事情,你我都有过相似的体验,比如,听到别人在悄悄话中提及了自己的名字,我们就会假想出一些东西来,把那段我们没听清的“八卦”给补上。
大脑里的这些鼓噪之所以能让我们觉得尚有一致的逻辑性,是因为大脑中的某个模块或者网络在不断地抛出一串串符合逻辑的故事。加扎尼加博士说:“我足足花了25年时间,才终于想到问题的真正核心:为什么你要选那把铁锹?”
人们目前只知道这一模块藏在大脑左半球的某个地方,可没人知道它是怎么运作的,以及它怎么就能那么迅速地把那么多信息一下子串联到一起。这一模块有了一个名字,加扎尼加博士把我们左脑的这一叙事系统模块命名为“解释器”。
借用前面“电影摄制组”的比喻,这就是我们的“导演”。这位导演要让每一段情节都合情合理,要根据其现有的材料找出答案、做出判断,要把松散的资讯拼合成一个能让人理解的整体。借用加扎尼加博士的话说,这位导演不但能让人觉得情节的结果合情合理,而且还能编出一整套让人觉得合情合理的故事来:它会创造出一套意义、一套说法、一套因果关系。
这可不仅是一台解释器,更是一位编故事的专家。
而这套模块,恰是构筑一段记忆的关键所在。它每时每刻都忙于解答“发生了什么”,而它作出的判断,则通过海马汇编成码。这还只是它的一部分工作而已,因为,它还需要不断解答“昨天发生了什么?”“昨天晚餐时我都做了些什么?”这类问题。它还需要回答全球宗教课堂上的问题:“请再回答一遍,佛家最根本的四大真相是什么?”
这时,它同样要收集现有一切可收集的素材来解答,只不过,它需要向内搜寻感官上以及数据资料上的提示,而不是向外部搜寻。这就叫“思考”。要回想佛陀所说的真相,不妨从其中一个开始,或者是从其中之一的某个局部开始。对了,痛苦。佛陀谈到痛苦,他说痛苦是……是要先弄明白痛苦是怎么一回事。这就是第一真相。第二真相好像跟冥想有关,不需要做什么,只须放下。放下痛苦?是的,或者说很接近了。还有一个真相是……脑海中浮现出一条山道,一个穿着长袍的和尚在道上踽踽独行……对了,道路。走这条道?跟随这条道?
思绪就这样一个接一个地往下串。每当我们“回放胶片”的时候,似乎总会有新的细节冒出来:厨房里传出的香味、一个营销电话的打扰……还有,当你读到“放下痛苦”时,心里感受到的平静。哦,不对,要放下的是让人感到痛苦的“根源”。还有,不是要“走过”那条道,而是要“滋养”那条道。这些局部的细节之所以像是“新”的,是因为大脑在那一瞬间所吸纳到的信息远比我们能意识到的多,而这些我们当时没有意识到的感知,会在我们回想时浮出表面。
换句话说,大脑并不会像电脑那样,把数据、想法、体验等先储存起来,等我们点击文件名时,每次都显示出完全一样的画面来。大脑的做法固然是把它的感知、想法、得到的资讯等都放进记忆网中,可是,每当这些记忆往外冒时,“泡泡”的组合总会略有不同。还有,这段刚刚被提取出来的记忆并不会从此替代掉上一次的存储内容,而是与之相互交织在一起,相互重叠在一起。
学习的科学
没有任何细节会彻底丢失,只不过,记忆提取的“踪迹”每一次都略有不同,而且永远如此。用科学家的话来说,这是用我们的记忆来改变我们的记忆。
到此,我们已经讨论了脑神经元以及细胞网络,讨论了拉什利的大鼠还有莫莱森先生,讨论了海马以及接受了裂脑术的患者,还有编故事的专家,这一切,似乎都是很初级的东西,甚至可以说是再普通不过的东西。
其实不然。
(1)这个谜语的答案是俄亥俄州,因为俄亥俄州的英文写法“ohio”,看起来像是“两头圆,中间高”。——译者注
(2)活在当下,是当代神秘主义者的信条。——译者注
(3)加扎尼加在他的自传《双脑记》中详细讲述了裂脑研究的故事。该书中文简体字版已由湛庐文化策划、北京联合出版公司出版。——编者注
02
遗忘的威力:过滤干扰信息,激活深处的宝藏
记忆比赛中,人往往容易出错,尤其是到了比赛的最后一轮。
这时,台上仅剩不多的几个人,人人都端着一张紧张、专注又精疲力尽的脸。已经到了最关键的时刻,他们一路披荆斩棘走到这一步,接下来任何一个失误都可能前功尽弃。有一部关于“全美拼字比赛”(Scripps National Spelling Bee)的纪录片,叫作《拼字比赛》(Spellbound),其中有这样格外紧张的一幕:一名12岁的参赛者正跟“opsimath”这个词奋战,他看起来好像认识这个词,一番冥思苦想,眼看就能顺利拿下,结果功亏一篑,把字母“o”拼错了地方。
“当!”
铃声响起,意思是“拼错了!”,那孩子眼睛猛地睁大,满脸的难以置信。一声叹惋席卷观众,随即大家给出一阵掌声,以资鼓励,而那孩子却神情木然地溜下台去。
这部纪录片不断重复着类似镜头,一个又一个原本准备充分的孩子因一个词出错而败下阵来。他们对着话筒声音陡然低落,失神的眼睛茫然眨动,随后传来观众席上那并不热烈的掌声。而那些在本轮胜出顺利走向下一轮的孩子,个个看上去都满怀信心、胜券在握。最终胜出的那个女孩一听到最后一个词就咧嘴笑了:她拿下了这场比赛。
遗忘的两个正面作用
这样的比赛往往留给我们两种印象。
其一是那些参赛者,尤其是那些胜出的人,肯定都是超人,不然他们怎么可能做得到?他们的大脑恐怕不但比常人更大、转得更快,而且肯定跟正常的大脑长得不一样,比如你的和我的。也许他们还有“过目不忘”的本领。
其实不然。尽管迄今为止还没有科学家能鉴别出“智力基因”,也没有科学家能真正弄明白基因是怎么起作用的,但有些人的确生下来就有某种天赋,其记忆能力和思索速度都非同一般。没错,参与这类比赛的人的确是那些对博闻强识更在行的人。可是,大脑就是大脑,所有健全大脑的运作模式都一模一样,只要投入足够多的准备和心血,谁都能显示出这种强悍而神奇的记忆力。至于所谓的“过目不忘”,根据迄今为止科学家们的研究,并不存在,至少不是以你我所想象的那种方式存在。
第二种印象就更负面了,因为它强化了这样一种不但人人都有,而且还容易让人自我否定的假设:忘记了,就是坏事。不言而喻,世界上到处都有“没脑子”的人或让人记忆恍惚的事:左耳朵进右耳朵出的少年,不知放哪儿去了的钥匙。人人担心健忘症会不会已经悄然上身,觉得总这么忘东忘西的是不是自己脑功能失常了或是有什么恶兆。如果说学习是在构建人的能力与知识,那么,遗忘就是让人失去已经获得的能力与知识。遗忘,怎么看都像是学习的敌人。
但事实跟这一假设几乎完全相反。
不消说,弄错了女儿的生日、忘掉了哪条岔道能回到营地、考试的时候大脑出现空白,都是些很糟糕的事情。可是,遗忘也有相当大的正面作用。
学习的科学
遗忘的正面作用之一,就是大自然中最精致的“垃圾信息过滤”功能,这一功能使得人的大脑能够专注于某一件事,只让该出现的信息出现于脑海。
要更生动地展示这一点,我们不妨再来观摩一下刚才那些拼字奇才在比赛中的另一个场景:针对简单问题的速答比赛。说出你读过的最后一本书的名字、最近看过的一部电影的名字、你家小区杂货店的名字、现任美国国务卿的名字、世界杯冠军的名字。然后,是更加快速的应答:你谷歌电子邮箱的密码、你姐姐的中间名、现任美国副总统的名字……
在这样的主题比赛中,每一个专心致志的大脑都会不断地出现空白。为什么呢?并不单纯是因为太心无旁骛了,而是因为这些孩子都非常机警,注意力都非常集中,正是因为太集中了,他们的大脑才会把一些细枝末节的东西给屏蔽掉。
请想想看:那么多生僻的单词全都装在脑子里,要想在拼读单词时保持思路清晰,大脑当然必须要做信息过滤的处理。换句话说,大脑必须压制、忘记那些争先恐后往外冒的信息,才不至于把“apathetic”和“apothecary”混淆起来,不会把“penumbra”当成“penultimate”。而且,大脑还要把任何会让你分心的七零八碎的东西都挡住,不让其跑出来打扰你,免得你一边应答,脑子里一边蹦出某首歌的歌词、某本书的标题或某个电影演员的名字来。
我们在日常生活中也常会遇到这类“专心的遗忘”,只是往往察觉不到。比方说,你要输入一个新换的电脑密码,就必须屏蔽掉对老密码的习惯记忆;要学习一种新语言的单词,就必须克制自己不要脱口而出母语中的对应词汇。当我们完全沉浸在某个话题、某项计算或某部小说的情节中时,哪怕最常用的名词我们也可能会一时说不出来:“你能不能把那个什么,怎么说来着,吃东西用的那个,递给我?”
叉子!
正如19世纪美国心理学家威廉·詹姆斯(William James)观察到的那样:“假如我们把一切都记在心里,那么在大多数情况下,我们会差劲得像是什么都没记住一样。”
最近数十年针对遗忘的研究使得人们不得不从根本上重新思考大脑的学习功能到底是怎么运作的。从某种意义上来说,这些研究的结论已经颠倒了“学习”与“遗忘”的定义。“‘学习’与‘遗忘’之间的关系并不简单,甚至从某个很关键的角度来看,两者的意义跟人们所想象的恰恰相反。”这是加州大学洛杉矶分校的心理学家罗伯特·比约克(Robert Bjork)的话。他告诉我:“我们以为遗忘是件很糟糕的事,是大脑系统的败笔,但实际上,遗忘往往是学习的良师益友。”
比约克的研究认为,上述记忆比赛中的“失败者”之所以会失败,并不是因为他们记得的东西太少了,原因恰恰与之相反。他们学习了成千上万的词,而在比赛中拼错的往往是他们明明记得的那些,让他们栽跟头的原因很多情况下正是他们记得太多了。你已记得的各种感知、数据、观念等都散落在大脑中如黑色风暴般盘根错节的神经元里,如果记忆的确就是回想起这些,那么,遗忘在大脑运作中的作用就是屏蔽掉大脑中的背景噪音,或者说静电干扰,让大脑把该输出的信号输送出来。输出的清晰度与屏蔽的强度息息相关。
遗忘的另一个很大的正面作用与上述主动过滤的功能完全不同。正常的遗忘,也就是那种被动的、让人为之哀叹的记忆衰退,其实也有助于继续的学习。
学习的科学
遗忘的这一特性很像我们的肌肉锻炼:当我们提取储存的信息时,为了能强化“习得”,一定程度的“损耗”是必不可少的。如果没有一星半点的“遗忘”,对长远的学习就没有任何好处。这就跟锻炼之后的肌肉一样,先损耗,后增长。
这一记忆系统远谈不上完美。没错,我们的确能在眨眼之间调出许多不相干的数据与信息,比如韩国的首都叫首尔,9的平方根是3,《哈利·波特》的作者叫J.K.罗琳,但是,没有任何更复杂的记忆信息会以完全相同的样子被再次提取出来。原因之一是遗忘功能在屏蔽掉不相干的信息时,也会屏蔽掉一部分相关信息。而被屏蔽掉的,或者说忘掉的内容,常常在以后还会再度出现。
对于这种来去无踪的记忆,最明显的例子就是我们在回忆童年往事时,总是一边讲一边加以润色。14岁的那一年,我们借了一辆私家车出去玩;第一次搭乘那座城市的地铁时,我们走迷了路……随着我们一次又一次地滚动记忆的线团,到后来,就很难再说得清哪些是真的,哪些已经不是。
问题不在于人的记忆是否是一堆散乱的数据、一串被修饰得变了形的故事,问题在于我们提取任意一条记忆时,总会同时修改其“可提取系数”,乃至常常修改其内容本身。
近年来,针对记忆的研究以及推想已逐渐形成了一种理论,这一理论叫作“记忆失用理论”,以区别于已经过时的“失用定律”。所谓“失用定律”,简单来说就是如果某项记忆不被提取使用,那么它就会渐渐在脑间蒸发,消失殆尽。而如今这套新理论,并不是对传统理论的补充或更新,而是彻底的破旧立新:“遗忘”在这里被塑造成了“学习”的好朋友,而不再是敌人。
若要给这一新理论起一个更恰当的名字,那么我会叫它“遗忘式学习”,这个名字既能彰显其字面意义,又能突出其精神宗旨,还能给人以正面激励。举例来说,这套新理论能给人的正面影响之一就是:才刚学过就忘掉了很多,刚接触某个新课题时尤其如此,这并不是因为我们不努力、不专注,也不是一个人本身的缺点;相反,这证明大脑正以其恰当的方式工作着。
没人能说出人们为何对遗忘以及其他一些类似的大脑功能如此鄙夷。遗忘是如此的不可或缺、自然而然,是我们每个人都再熟悉不过的事情,然而,我们竟是这么的看不上它。下面我来仔细分说一下,希望能对大家有所帮助。
遗忘曲线的由来
且让我们回到最初,回到这世界上第一个“学习实验室”,看看这实验室中唯一的一位实验大师,以及他这一生最重要的杰作——遗忘曲线。顾名思义,遗忘曲线就是一个展示记忆随着时间的推移而逐渐消弭的曲线图。更准确地说,它标示的是新学到的东西将以什么样的速率被遗忘。那实际上就是一个被颠倒过来的学习曲线图,如图2—1所示。
图2—1 遗忘曲线
这幅曲线图首次发表于19世纪80年代末期。不过,这并不是一幅能让我们感到多么意外的曲线图。随便让一个人来猜测一下记忆与时间的变化关系,并画出一幅曲线图来,估计都差不多会画成这样。可是,这幅曲线图的作者赫尔曼·艾宾浩斯(Hermann Ebbinghaus)却并不是一个喜欢猜测的人。他是一个天生一板一眼的人,对追求证据特别执着。以他的雄心壮志,他也必须是一个这样的人。
早在19世纪70年代,作为一名年轻的哲学博士,艾宾浩斯在欧洲到处游学,心怀远大理想:他想要在哲学和科学之间架起一座桥梁,用严格的标准来度量人类的某些自然本性或心理特性。可他一直没能找到突破点。直到一天下午,他在巴黎一家旧书店里来回闲逛时,从书架上抽出了一本书——古斯塔夫·费希纳(Gustav Fechner)的《心理物理学纲要》(Elements of Psychophysics)。
费希纳是一位科学家,而且是一位对唯心主义有些研究的科学家,他认为,人的内在心理世界跟外在自然世界之间有一个完整的数学连接。他声称,每一种人类体验,包括转瞬即逝的记忆在内,都应该可以被化解为一个可套入某种公式中的、可度量的单位数值。费希纳曾经以人的触觉为课题做过非常出色的实验,因此,以他的声誉,无疑给这一比触觉更加宏大的课题增添了令人信服的砝码。