大腦是如何提取記憶的?

提取記憶,這個動作的專業術語叫“記憶檢索”。

記憶是大腦對構成體驗的大量神經刺激信息的存儲和再現功能。只存不取或者只取不存都不是記憶。因此,記憶的運用被分為三個步驟:

  • 第一步是對記憶進行編碼;
  • 第二步是對記憶進行存儲;
  • 第三部就是記憶檢索。
大腦是如何提取記憶的?

提取或檢索記憶需要重新激活在記憶編碼和存儲過程中形成的神經通路或者神經網絡,也就是説,要讓原來形成記憶的那個神經網絡重新激活一次。但這個重激活的過程與原來記憶存儲時激活的過程有一定的相似性,但也有很大的差異。因為大腦中形成的神經網絡在上一次記憶存儲之後已經發生一些變化。於是就造成記憶並非永恆,而且回憶的提取也不能完全重現當初的體驗。

根據研究,記憶以三種形式存儲:感覺記憶、短期記憶和長期記憶。但是我們只能檢索存儲在短期和長期記憶中的信息。

大腦是如何提取記憶的?

上圖:記憶的類型

  • 感覺記憶
  • 短期記憶
  • 長期記憶又分為:程序記憶、語義記憶和情景記憶

但記憶檢索的確切機制我們尚未完全瞭解,因此我們這裏只能根據最近掌握的一些研究來講解一下:

記憶提取的類型

記憶提取主要有三種類型。

大腦是如何提取記憶的?

上圖:記憶的編碼和提取實際上是一個信息系統的彙編、同步、激活的過程。

自由回憶

在自由回憶中,我們可以任何順序回憶事物條目的序列。自由回憶可以看到三種效果。

  1. 首因效應,是指關於在體驗的時間序列中開頭出現的條目或在序列中出現頻率更高的條目的記憶更容易被提取;
  2. 新近效應,是指在體驗的時間序列中最近的那個條目或序列末尾出現的條目更容易被提取。
  3. 系列效應,相鄰位置事物的記憶會依次被提取。
大腦是如何提取記憶的?

上圖:往往第一個單詞和最後一個單詞最容易記住,中間的就難説了。

提示回憶

提示回憶是指受到某種提示或暗示之後對某種記憶進行提取。在提示式回憶中,人們通常會回想起在自由回憶中不能回憶起的東西。提示有助於恢復那些被認為是“丟失了的”記憶。當某個記憶內容與提示有很強的聯繫時,你會有更多的機會回憶起它。“睹物思人”就是典型的例子。

連續回憶

連續回憶是指按照項目或事件發生的順序進行的記憶的提取。這種方式,在上一個記憶項目的提取提示了下一個記憶條目的提取,這中回憶方式對於按時間順序發生的生活事件特別有用。但這種回憶方式也可以歸為上述兩種回憶方式的結合,因此連續回憶也有首因效應和新近效應。在不同的研究中發現,最近發生的事件更容易按順序回憶。當需要記憶的條目增多時,有效回憶則會減少,條目越多就越難記住,這形成了某種有效記憶容量的概念。

大腦是如何提取記憶的?

上圖:通過腦波檢測可以對人的記憶能力進行研究

大腦提取記憶的理論假説
兩階段理論

兩階段理論大概解釋了記憶提取的基本過程。

根據此理論,回憶過程又分為兩個步驟:

第一步是檢索記憶中的信息;

第二步是從已檢索的信息中識別需要提取的信息。

這就引出了“識別”和“回憶”的兩個概念的分野(後面有詳述——記憶提取的形式),這裏先簡述:

  • 識別,是同樣的體驗輸入被判斷為已知的概念(概念是複雜體驗的抽象指代,類似一個標籤),例如看到一座山心裏頓時知道“那是一座山,那座山叫某某山”等等,我們可以簡單歸納為“見山是山”。
  • 回憶,則是沒有看到那座山,但是在心裏重現出那座山的形象和相關體驗以及這座山的名字,我們可以歸納為“未見山而心中有山”。
大腦是如何提取記憶的?

一些科學家認為,識別的過程比回憶的過程簡單,因為識別僅涉及前述第二步,而回憶則必須涉及兩個過程。因此,回憶更困難,且更易出錯。

但是另一些科學家認為,在某些情況下,回憶要比識別來得更快。比如突然想起了某句熟悉的話,但卻不知道這句話是誰説的,或者是什麼意思,這實際上是非自主回憶的一種情況。

編碼特異性理論

編碼特異性理論比兩階段理論更先進。根據該理論,回憶的過程需要利用記憶跡象或諸如上下文、環境等與記憶編碼相關的信息作為檢索的線索來提取。

大腦是如何提取記憶的?

這意味着,如果回憶提取的情景或環境相同,則成功回憶起信息的機會就更大。舉個例子就是我們常常會在某個熟悉的環境當中回憶起早年的體驗和故事。

當然,在這個理論中,體驗時人的情緒也是一種重要的上下文或環境,也就是説情緒或者情感可以喚起在類似情緒或情感下形成的記憶。例如,經歷悲傷時會想起往昔的悲傷的故事——這會加重人的惆悵之情。而憶苦思甜,則是主動扭轉這種悲觀情緒連接的一種方式——每每觸景生情的時候,你可以聯繫一些快樂的回憶,從而避免抑鬱的情緒擴大。

但人類的記憶的形式和機制可能並不只有一種,因此用簡單的理論來概括人類所有的記憶行為都是不完整的,這方面還有待腦科學和心理學的進一步探索。

記憶提取的形式有
  • 回憶
  • 回憶是指在沒有任何提示或者實物的情況下,提取出關於某事物信息的過程。這種提取是從大腦中直接取出信息,例如回憶一個人的長相或某個場景。在回憶的過程中,參與記憶的所有神經元均被激活,並重建記憶。

  • 識別
  • 識別是在看到事物的實物或再次經歷某種體驗之後識別先前已知事物的信息。例如通過看某人的照片來説出某人的名字和故事。看到某風景區照片想起該風景區的名字。識別是根據輸入的信息檢索出記憶的,如果沒有提供輸入的信息,通常人不會莫名回憶起相關內容。

  • 回想
  • 回想是指記憶的重建或拼接。我們的大腦利用邏輯結構和線索來重建記憶,例如使用部分記憶

    線索和邏輯來回憶事件的細節。這種情況需要邏輯推理來輔助提取碎片化的記憶然後重建出新的記憶,但這種過程由於受到主觀邏輯的影響,很容易形成大量主觀的認知並構建出大量主觀的記憶。例如警察在調查取證的時候,如果時間較久遠,有大量的證人會依據自己的主觀判斷和揣測來提供許多不符合現實的證詞,這種情況下,探員必須從多個證人那裏蒐集信息,排除掉矛盾的説法,去偽存真才能確定真正的線索。因此單個證人的證詞的效力是值得懷疑的。但另一方面,具有特定文化傾向的羣體也存在着集體認知偏差的問題,造成所謂“眾口鑠金”式的集體回憶偏差。

  • 再學習
  • 這種類型的記憶檢索是指重新提取過去已經學習但未記住的信息(實際上這些信息可以被簡化看作是一些不牢固的神經鏈接)——在這種情況下你可能無法回憶起特定信息,但你知道以前已經學習過此信息,算是人腦的一種薄弱記憶自查機制。重新學習可以強化之前的記憶,這個過程加強了神經元的聯繫,但再學習的記憶過程與初次學習的過程並不盡然相同,這更像是一個查漏補缺或者建立缺失的記憶環節之間的網絡關係的過程。

    參與記憶提取的大腦結構

    研究表明,大腦中參與回憶和識別的結果大概有六個部分:

    1. 前額葉皮層與獲取嘗試有關;
    2. 中顳葉的海馬和海馬旁區域與有意識的記憶有關;
    3. 前扣帶回皮層與反應選擇有關;
    4. 後扣帶的後中線區域與圖像記憶有關;
    5. 下頂葉皮層與空間記憶有關;
    6. 小腦,特別是左側的小腦,與自我啓動的記憶檢索有關。
    大腦是如何提取記憶的?

    研究發現,在回憶的過程中,蒼白球、前扣帶回、丘腦和小腦活動有所增加。

    但在識別過程中沒有看到相同的活動,這意味着這些結構在回憶中比在識別中起着更重要的作用。另一些研究表明,只有在兩個大腦區域(即鼻皮質和海馬體)同時激活時才會產生回憶。

    大腦是如何提取記憶的?

    上圖:神經元之間的連接月強大,記憶也就越強悍。

    非自主的記憶檢索

    這種記憶檢索並非出於我們的主觀意識所能控制的記憶自發進入到意識之中的情況。有點“莫名想起”的那種意思。

    非自主記憶檢索分為兩種類型:

    • 非自主自傳記憶檢索(自傳記憶是指對自體體驗情節的記憶),這相當於“莫名想起了以前自己做過的事,經歷的場景”等等,指由於某種感覺或內部提示(如思想)而導致的無意識記憶的自動重新激活。
    • 非自主語義記憶檢索,這相當於“莫名心裏就冒出了某句話”。

    沒有任何線索的自傳式記憶很容易丟失,隱匿在大腦當中一般很難被提取出來。而這位非自主自傳記憶的產生提供了生理心理基礎。當記憶的自我調節發生錯誤,無關的自傳記憶到達了意識層面,造成一種懵懵懂懂的意識,這就形成了某種非自主的自傳記憶檢索。特定的事物或者場景經常導致與這些事物或場景有關的記憶的非自主檢索,一些情景莫名出現在腦海,或者叫做“似曾相識感”,簡而言之,就是“不憶而憶起”。

    非自主語義記憶檢索的過程與非自主自傳記憶檢索相同,這種類型的記憶也稱為“語義彈出”。這種類型是指非自主檢索隨機單詞、圖像或概念。該過程跟非自主自傳記憶檢索類似,但不涉及個人主觀視角或者體驗。或許腦子裏的喃喃自語就屬於這種記憶彈出的結果。

    影響檢索的因素

    語境

    記憶被編碼的環境的特徵也與記憶一起被編碼。這導致了檢索的上下文相關性,這意味着處在與當初記憶編碼相同的環境條件下,可以更輕鬆地讓你提取出記憶。

    性別

    研究表明,女性在回憶情節方面要好於男性,但是在語義記憶的檢索過程中,兩者沒有發現差異。記憶檢索中的性別差異是使用不同策略處理信息的結果。一項研究表明,女性會更多記住非語言提示(表情、動作、場景),而男性會更多記住口頭(語音、語調、含義)提示。

    注意力

    注意力在其記憶的編碼過程中會影響記憶。如果某人在記憶的編碼階段並不專注,則該人以後很難提取這段記憶。這就是我們常説的三心二意的結果。

    干擾

    干擾是指以前的記憶和新形成的記憶之間的交互。有兩種情況:一種是新記憶對大腦中的舊記憶的干擾而導致新記憶被遺忘。另一種是舊記憶因為與新記憶的交互而導致舊記憶無法被回憶。

    體力活動

    體育活動或身體健康似乎是提取記憶的重要因素之一。有健康問題的兒童通常心理和認知能力較差。體育鍛煉和身體健康水平與認知能力正相關。

    研究表明,體育鍛煉對負責記憶的海馬體有較強的影響。海馬是大腦中參與信息編碼的部分,它也可能影響大腦的其他區域。似乎體育鍛煉有助於神經網絡的正常運行。

    飢餓感

    有研究表明,遠離飢餓感有助於記憶的形成。有吃早餐習慣的學生通常在考試中得分更高。這可能是由於飢餓感會導致對於大腦其他方面記憶的形成構成干擾,我們在飢餓的時候可能不能地無法將注意力集中在除了獲取食物此類事情的其他方面,於是造成了記憶編碼的困難——整個大腦響起了“飢餓”的恐慌警報。而進食之後,飢餓警報解除,人腦就又可以繼續安心記憶了。

    檢索失敗

    檢索失敗是指無法從長期記憶中檢索信息。在這種情況下,記憶是已經編碼為長期記憶,只是顯意識無法檢索到它。這和記憶的根本性丟失是不同的概念。

    在往往是由於用於檢索記憶,或者喚起記憶的線索不足,例如外部或內部線索不足,從而導致神經網絡難以大規模激活(這有點像星星之火無法燎原的情況)。但有時一個人無法記住事件的詳細信息,但是返回事發地點得到外部環境的提示信息之後,他就可以想起不少事件的細節。

    此外,催眠術則似乎是通過誘導大腦的內部線索而讓人喚起以前無法提取出來的記憶,讓某些人可能一輩子都無法檢索的記憶被一朝喚起。

    總之

    記憶的提取是一個複雜但自然的行為,是物種演化數億年以來形成的能力。我們的記憶很多,但我們能夠利用的很少。記憶的提取是人與生俱來的一種技術,但我們有非常大的空間可以拓展這種內在技術。

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