周岩

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简介:副主任医师、副主任医师,中国人民解放军空军总医院神经外科

自己的速记大脑 你也可以拥有最强大脑 探秘大脑之工作记忆

1 12178 4个月前

  

自己的速记大脑 你也可以拥有最强大脑 探秘大脑之工作记忆

  短期记忆是记忆的一部分,用以短时间内储存少量信息——通常约30-45秒。打个比方,当你看一个电话号码,然后穿过房间走到电话旁开始拨号——这就是“短期记忆”。短期记忆直到20世纪70年代才被认定是一种独特的系统,这和计算机的内存相类似,专为暂时存储信息而用,而非长期储存和检索。所以,如果把短期记忆比作是计算机的内存条,那么长期记忆就是硬盘。

  

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  默认情况下,储存在我们短期记忆里的信息很快就会消失,但也有一些小窍门能让这些信息保留的时间更长一点。例如,一组电话号码,我们可以通过练习来强化记忆。我们可以一遍又一遍的重复数字,既可以默念,也可大声读出来。我们也可使用所谓的“组块”方法,把数字集合成组,这样更有利于记忆——比如:用“1984-2001”的形式替代“1 9 8 4 2 0 0 1”。

  短期记忆又被称之为“工作记忆”,尽管后者这个术语常被特指“有助于操控信息的短期记忆”,这不是被动的储存。例如,要求一个人默算25×12,这个人可能会首先计算25×10=250.这个数字就会暂时储存在工作记忆里。然后开始第二个计算25×2=50。这两个存储在工作记忆里的临时信息相加,所获得的就是最终的答案300。

  让我们再举一个有关“方向”的例子,当朋友在电话里告诉你一个新咖啡店的地理位置,听者在脑海里就会绘出每一段路程,以便能寻找到捷径。

  

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  工作记忆可同时储存若干模块信息。但它是如何实际操作的?多数人认为这主要是两个系统工作的结果——语音环路和视觉空间画板。从理论上说,这两个系统是通过所谓的“中央执行系统”分配任务的。而这个中央执行系统位于大脑的前部,额前皮质内。

  

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  工作记忆靠什么来抓取说话声音?——语音环路。其工作方法就是依靠重复相关单词、数字或音节来避免记忆内存的消失。利用功能磁共振技术可以发现参与语音环路的语言中枢——包括有Broca氏区和Wernicke氏区。

  

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  当我们把语音相似的单词以书面的形式呈现给被试者后,他们很难能记得住。这些单词一遍又一遍的重复,但由于发音相似,大脑的语音环路系统产生了混乱。

  这个语音环路功能的大小差异取决于需要记忆的物体。一个人通常能够记住7个数字组成的序列,但是如果换成词汇却很少,尤其是当词汇较长时就更难了,因此就需要更多更多的重复以方便记忆。

  语音环路是学习语言的关键。一个成年人如果拥有糟糕的或是受损的语音环路,那么这并无大碍,完全不影响他的生活。但对于儿童,则会阻碍他们语言的学习。更进一步说,不论是成年人还是儿童,只要这个语音环路有问题,那么学习新的单词或是外语就会变得举步维艰。

  

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  2011年,爱丁堡的一个研究团队发现一种基因可能与语音环路有着紧密的关系。这个基因就是ROBO1,它可以产生一种Roundabout homolog1的蛋白。研究团队在3号染色体上发现一个特定区域,语音环路障碍与这个基因上的一些小的基因位点的变异有关。在此之前,这个蛋白的角色也仅限于引导神经系统中轴突的生长。但是现在,我们发现这个蛋白似乎是语言的进化和获取的基因基础。

  

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  想象一幅这样的画境:视觉-空间画板

  视觉-空间画板是一个泛泛的概念,是指临时储存尚待处理的视觉信息。假如我们听到“狮子”这个单词,在你脑海里就会立刻迸现出一个相关的画面。这并不是一个平铺、静态的图像,而是一个近似于3D的模型:你可以任意放大图像看到狮子的牙齿、鬃毛,甚至还可以在空间旋转。这种在大脑里展现出来的“狮子”是由画板创造出来的,通过这种视觉组件的加盟,可极大地强化我们的工作记忆。但是,类似于“摘要、抽象”这类的词语,很难再大脑里形成一个具体的图像,所以大脑的短期记忆也就很难“吼得住”(hold)。

  

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  然而,画板的功能并不仅限于此。它还在手眼协调运动方面发挥着一定的作用,一次世界大战中一些脑外伤的伤员就证明了这个观点。这些病人能轻松愉快的识别摆在面前的任何物体,但是要求他们拿起这些物体时,却把手伸向了错误的方向。在一个士兵面前摆放了一个汤碗和一个勺子,如果想把这两个物件放到一起,这个简单的动作让他纠结、犹豫、难以顺利完成。衡量视觉和身体位置的相互关系发生了问题,也就是说大脑的损伤造成了这两种能力的分崩离散。

  认知神经科学家通过心理旋转运动测试一个人的画板能力。在被试者面前展示一个三维结构的图像,然后将其旋转至不同位置,让被试者挑选出类似的图形。目的就是要被试者挑出与原始三维图像一致的图形。为了找到正确答案,被试者必须在大脑里不停地旋转每一个画面,以找到哪个才是最匹配的。在这个测试任务中,大脑的枕叶负责生成“内在图像”,而顶叶则操纵着“空间处理”。

  

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  周岩医生北京 北京 北京市中国人民解放军空军总医院 神经外科

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