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大脑的记忆原理

 电车 2011-03-16

大脑的记忆原理

大脑如何记忆?且看本文细述。

记忆的生理本质:

人类大脑内在数十亿个神经细胞,它们相互之间通过神经突触相互影响,形成极其复杂的相互联系。记忆就是脑神经细胞之间的相互呼叫作用,其中有些相互呼叫作用所维持时间是短暂的,有些是持久的,而还有一些介于两者之间。

记忆的形成原理:

当一个脑神经细胞受到刺激发生兴奋时,它的突触就会发生增生或感应阈下降,经常受到刺激而反复兴奋的脑神经细胞,它的突触会比其它较少受到刺激和兴奋的脑细胞具有更强的信号发放和信号接受能力。当两个相互间有突触邻接的神经细胞同时受到刺激而同时发生兴奋时,两个神经细胞的突触就会同时发生增生,以至它们之间邻接的突触对的相互作用得到增强,当这种同步刺激反复多次后,两个细胞的邻接突触对的相互作用达到一定的强度(达到或超过一定的阈值),则它们之间就会发生兴奋的传播现象,就是当其中任何一个细胞受到刺激发生兴奋时,都会引起另一个细胞发生兴奋而,从而形成细胞之间的相互呼应联系,这就是即记忆联系。

    (说明:短期记忆脑细胞在受到反复刺激时,并不发生突触增生,而是发生突触感应阈下降,这种下降时短暂的,所以不能维持太长时间;而惰性记忆细胞则以突触增生为记忆基础,因而维持记忆的时间较长。)

脑神经元的交互作用:

    神经细胞之间存在四种基本相互作用形式:
        单纯激发:一个细胞兴奋,激发相接的另一细胞兴奋。
        单纯抑制:一个细胞兴奋,提高相接的另一细胞的感受阈。
        正反馈:一个细胞兴奋,激发相接的另一细胞兴奋,后者反过来直接或间接地降低前者的兴奋阈,或回输信号给前者的感受突触。
        负反馈:一个细胞兴奋,激发相接的另一细胞兴奋,后者反过来直接或间接地提高前者的兴奋阈,使前者兴奋度下降。(多由三个以上细胞构成负反馈回路)
    由于细胞的交互作用,记忆会受到情绪、奖励、惩罚等的影响。

脑细胞的记忆分工:

    人脑内存在多种不同活性的神经细胞,分别负责短期、中期、长期记忆。
活泼细胞负责短期记忆,数量较少,决定人的短期反应能力。这种细胞在受到神经信号刺激时,会短暂地出现感应阈下降的现象,但其突触一般不会发生增生,而且感应阈下降只能维持数秒至数分钟,然后就会回复到正常水平。
中性细胞负责中期记忆,数量居中,决定人的学习适应能力。这种细胞在受到适量的神经信号刺激时,就会发生突触增生,但这种突触增生较缓慢,需要多次刺激才能形成显著的改变,而且增生状态只能维持数天至数周,较容易发生退化。
惰性细胞负责长期记忆,数量较多,决定人的知识积累能力。这种细胞在受到大量反复的神经信号刺激时,才会发生突触增生,这种突触增生极缓慢,需要很多次反复刺激才能形成显著的改变,但增生状态能维持数月至数十年,不易退化。

以上三种细胞的区分是相对的,脑细胞的活性分布并没有明确的界线,相对而言是连续分布的,例如活泼细胞的活性也不是都一样的,有些活泼细胞的突触变化周其只有几秒种,而有些则达到几分种。

"记住"的本质:

记住 = 可回忆 = 细胞联系路径的通畅 = (细胞间的联系强度 > = 有效阈)= 细胞间显性联系。

现在记住=神经细胞间现时存在显性联系 # 以后永远保持显性联系(永久记住)

为什么要反复学习才能记住:

神经细胞并不会对所有接受到的刺激作出反应,只有当刺激的强度超过神经细胞的感应阈时才会激发神经细胞作出反应,通常少量的信号刺激,只能使活性细胞的感应阈下降一点,而不能使中性或惰性细胞的突触增生,因而难以保持较长的时间。

要形成有效持久的记忆,必须通过反复的学习刺激,直至相应的惰性脑细胞发生充分的突触增生而形成有效的相互呼叫作用。

为什么有时能回忆有时不能:

当刺激强度接近神经细胞的感应阈时,有时能够激发神经细胞,但有时则不能激发,这是因为神经细胞的感应阈具有不稳定性(受多种因素影响而忽高忽低)。

为什么有时能回忆起很多年前的细节:

大脑内存在数以天文数字计算的隐性联系,这种联系构成人的潜意识,隐性联系在一定的条件下可以变成显性联系,那就是当神经细胞的敏感性提高(有效作用阈降低)时,所以有时人们会能够忽然想起几十年前的陈年小事的细节。

为什么情绪不好时记忆力差:

记忆形成过程中的奖励能够降低细胞的感受阈从而提高记忆效率相反,记忆形成过程中的惩罚或不愉快感受则会提高细胞的感应阈从而降低记忆效率,甚至不能形成有效的记忆。所以记忆时保持良好的情绪有利于提高记忆效率反之,心神不宁或身体不适时记忆力差。

遗忘的生理本质:

遗忘就是曾经建立的脑细胞相互联系,在一定的条件下,其联系作用减弱直到其相互作用强度低于记忆阈值。

对短期记忆而言,就是活性脑细胞的感应阈恢复到较高的水平,变得不敏感;对长期记忆而言,就是惰性脑细胞的突触因为长期得不到必要的刺激而退化萎缩。

为什么会遗忘:

脑细胞总是处于变化之中,当反复受到刺激时会发生突触增生,当长期得不到刺激时则会发生突触退化。所以已经建立的联系还要不时进行反复的刺激,才能保持相互作用强度超过记忆阈值,才能保持有效的相互作用联系,否则会退化失效。

人为什么要遗忘:

尽管人脑的记忆容量很大(达到数十亿个比特),但毕竞是有限的,比起人类一生中所接受到的信息,人脑的记忆容量就更是难以尽数收纳。

假如有一个人过目不忘、历事不遗,那么用不了三天,这个人的脑子里就会很快塞满各种无关紧要的信息,例如每一次排小便大便的情境、吃每一粒饭时的感受、每一步走过的位置等等,其实这些信息只有在其发生后很短的时间内才有用,过后则成为无用的信息,这些过时无用信息多了,不仅占用了宝贵的大脑记忆容量,而且大大妨碍了有用信息的检索,因为每次回忆一个有用的信息,都要想起无穷无尽的枝节小事和过时迁境,如此将不胜其烦而无法过正常生活,甚至无力维持基本的生存,假如世界上出现一个过目不忘的人,那么这个人会很快死掉(历事不遗,天诛地灭)。

因此,遗忘是人类经过数万年的生存竞争,而获得的一种适应环境和自我保护的本领,是大自然赐给人类的一种更有效地使用大脑资源的宝贵本领。

记忆衰减的近似数学模型:

1)主公式:M(%)=100*(N1*N2)/(T^0.5)

2)各变量解释:

M=记忆信息残留率(%)

T=时间(短期记忆的时间单位是分中期记忆的单位是日长期记忆的单位是年)

N1=记忆强度(=参与记忆的脑细胞个数 * 关联突触个数)。

N2=记忆深度(=参与记忆的惰性度总和:短期记忆细胞的惰性度<=1,1<中性细胞<=10,10<惰性细胞的惰性度<=100)。

3)公式说明:

当(M>=作用阈)时,记忆有效

当(M<作用阈)时,记忆无效

记忆有效作用阈会受到情绪、健康、营养等的影响

复习就是当记忆仍未失效时进行路径的开通扩阔

由上列公式可见,当记忆深度低时,记忆的衰减速度很快。


为什么脑子越用越灵?

科学界以前均认为,大脑内的神经细元(神经细胞)不会进行细胞裂殖,在我们成年后每天都有大约十万个脑细胞死亡,脑细胞只会一天比一天减少。但这个常识于1998年被推翻了,因为研究人员发现在担负记忆重要任务的大脑海马区(hippocampal area)存在神经元的新生现象。

神经元本身确实不会细胞分裂,但是脑内有一种“神经干细胞”(neural stem cell)会分化出新生的神经元。新生神经元在脑中担负什么任务,我们还不清楚,只知道小鼠作实验时,它们与某种记忆活动过程有关。也有报告指出,猴子的大脑皮质也会出现类似的神经元新生现象。

究竟是什么促使这种新生现象的出现和控制它的进行速度?有学者基于大量的实验数据指出,这种神经元新生过程很可能和记忆活动本身有密切关系,当大脑不断受到记忆信息的刺激时,就会分泌出一些特殊的激素类物质,加快神经干细胞分化成神经元的过程。由此可见,科学研究的最新成果表明,“脑子越记越好记”、“人脑越用越灵”的说法是有相当的科学根据的。如果您真的记性不好,那么介绍一种治疗健忘症的有效疗法,就是努力去记更多的内容。

为什么睡眠不足时记忆力差:

人脑的惰性脑细胞的突触增生过程必须在睡眠状态下进行,如果睡眠不足,则会严重影响人类的长期记忆力。

为什么成绩好的越好,成绩差的越差:

这主要是情绪对学习的循环作用,有人进行过一个著名的老鼠探迷宫的实验,把一批小白鼠分成相等数量的三组,设置三个相同的迷宫,其中第一组所用的迷宫的尽头放有食物和水,第二组迷宫里什么也没有,第三组迷宫的尽头放有一对电极,分别放三组小白鼠进入迷宫入口,第一组的小白鼠,在进入迷宫进头时得到了食物和水;第二组什么也得不到,只是一个出口;而第三组则受到一次痛苦的电击,结果,三组小白鼠学会走迷宫所需要的次数有显著的差别,第一组平均只用了三次即可会了,第二组平均要用九次才学会,而第三组根本就不能学会走迷宫。

成绩好的学生由于上一次成绩好,得到了成就感和精神上的快乐,也就是得到奖励,因而学习的兴趣大提高,越战越勇,心理负担轻,所以效果也就更好;而成绩一般的学生由于缺乏成就感和挫节感,所以成绩一般变化不大;但成绩差的学生因为上一次成绩差,造成心理上的挫败感和对自己的不认同,致使心理压力加大,大大抑制了记忆的效率,所以很容易越学越差。

增强大脑学习记忆的20种方法

 

 直到今天,我们所知道的关于大脑的秘密也只是冰山一角,在很大程度上,大脑和记忆之间的关系仍是神秘的。记忆是一个过程,当你记忆的时候,实际上就是你把保存在大脑中零零碎碎的信息进行重建。

人类的记忆力随着身体各器官的老化也在以很慢的速度减退,这是自然规律,也是正常现象。延缓记忆力衰退和增强记忆力的方法,首先不能对自己的记忆失去信心,产生焦虑、忧愁、不安等消极的情绪,因为心理作用在增强记忆中的作用是十分重要的。同时我们又必须及时而适量地补充蛋白质、微量元素、维生素等营养物质,戒除烟、酒,注意记忆卫生。人的记忆力也象人的大脑一样越用越好,人如果勤记多用、重复练习、增加印象以加强记忆训练,是能延缓记忆力的衰退和增强记忆力的。

记忆,就是过去的经验在人脑中的反映。它包括识记、保持、再现和回忆四个基本过程。其形式有形象记忆、概念记忆、逻辑记忆、情绪记忆、运动记忆等。

记忆的大敌是遗忘。提高记忆力,实质就是尽量避免和克服遗忘。在学习活动中只要进行有意识的锻炼,掌握记忆规律和方法,就能改善和提高记忆力。

 

下面介绍增强记忆的20种方法:

1.注意集中。记忆时只要聚精会神、专心致志,排除杂念和外界干扰,大脑皮层就会留下深刻记忆痕迹而不易遗忘。如果精神涣散,一心二用,就会大大降低记忆效率。大脑集中精力最多只有25分钟。这是对成人而言,所以学习20到30分钟后就应该休息10分钟。你可以利用这段时间做点家务或者转换工作,10分钟后再回来继续学习,效果会更好。

2.兴趣浓厚。兴趣是成功之母。所以学习的方式、手段或材料要照顾到大脑的特点。如果对学习材料、知识对象索然无味,即使花再多时间,也难以记住。

3.理解记忆。理解是记忆的基础。只有理解的东西才能记得牢记得久。仅靠死记硬背,则不容易记得住。对于重要的学习内容,如能做到理解和背诵相结合,记忆效果会更好。

4.适度复习。温故可以知新。大脑遗忘速率的规律是先快后慢,对刚学过的知识趁热打铁,及时温习巩固,是强化记忆痕迹、防止遗忘的有效手段。大脑需要重复。每一次回顾记忆间隔越短,记忆的效果越好,因为多次看同一事物能加深印象,但只看一次却往往容易忘记。即对学习材料在记住的基础上,多记几遍,达到熟记、牢记的程度。

5.环境整洁。大脑需要空间,也喜欢整洁芳香的环境。尽量在一个宽敞整洁的空间的地方学习,加上一些芳香的气味会对大脑学习记忆活动产生积极地影响。研究表明,香料对保持头脑清醒有一定功效,薄荷、柠檬和桂皮都值得一试。这对你的大脑有好处。有调查显示,在一个整洁、有条有理的家庭长大的孩子在学业上的表现更好。因为接受了安排外部环境的训练后,大脑学会了组织内部知道的技巧,你的记忆力会更好。

6.情景记忆。经常回忆学习时的情景,不断进行尝试回忆,可使记忆有错误得到纠正,遗漏得到弥补,使学习内容难点记得更牢。闲暇时经常回忆过去识记的对象,也能避免遗忘。

7.视听结合。大脑的理解速度比你的阅读速度快。用铅笔或手指辅助阅读吗?不,用眼睛。使用这种方法的时候,需要你的眼睛更快地移动。可以同时利用语言功能和视、听觉器官的功能来强化记忆,提高记忆效率。比单一默读效果好得多。

8.代码记忆。根据情况灵活运用分类记忆、图表记忆、缩短记忆及编提纲、笔记、卡片等记忆方法,均能增强记忆力。

9.最佳时间。大脑和身体有它们各自的节奏周期。一天中大脑思维最敏捷的时间有几段,如果你能在大脑功能最活跃的时候学习,就能节省很多时间,会取得很好的学习效果。一般来说,上午9~11时,下午3~4时,晚上7~10时,为最佳记忆时间。利用上述时间记忆难记的学习材料,效果较好。

10.科学用脑。在保证营养、积极休息、进行体育锻炼等保养大脑的基础上,防止过度疲劳,保持积极乐观的情绪,能大大提高大脑的工作效率。这是提高记忆力的关键。大脑需要休息,才能学得快,记得牢。如果你感到很累,先拿出20分钟小睡一会儿再继续学习。

11. 色彩联想。大脑喜欢色彩,如果能在最初的十秒钟内吸引到大脑的注意力,那么大脑海马区皮质层的记忆沟纹更容易形成。平时应使用高质量的有色笔或使用有色纸,颜色能帮助记忆。

12. 补充营养。大脑像发动机,它需要燃料。大脑是一台珍贵而复杂的机器,所以你必须给它补充“优质燃料”。垃圾食品、劣质食品、所有化学制品和防腐剂,不仅损害身体,还削弱智力。英国一项新研究显示,饮食结构影响你的智商。

13. 水份充足。大脑是一个电气化学活动的海洋。电和化学物质在水里能更好地流动,如果你脱水,就无法集中精力。专家建议,日常生活要多喝水,保持身体必需的水分,而且一天最好不要饮用相同的饮料,可以交换着喝矿泉水、果汁和咖啡等。另外,研究资料显示,经常性头痛和脱水有关。

14. 存疑解惑。大脑并不知道你不能做哪些事情,所以需要你告诉它。用自言自语的方式对大脑说话,但是不要提供消极信息,用积极的话语代替它。大脑也很喜欢问题。当你在学习或读书过程中提出问题的时候,大脑会自动搜索答案,从而提高你的学习效率。从这个角度说,一个好的问题胜过一个答案。

15. 适当压力。压力影响记忆。没有压力时,人的大脑就不会产生紧张感,因而注意力难以高度集中,从而影响学习效果。但当你受到压力时,体内就会产生皮质醇,它会杀死海马状突起里的脑细胞,而这种大脑侧面脑室壁上的隆起物在处理长期和短期记忆上起主要作用。因此,压力影响记忆。最好的方法就是锻炼。

16. 轻松幽默。大脑喜欢开玩笑。心情开朗和学习效率成正比,心情越好,学到的知识就越多,所以,让自己快乐起来吧!

17. 逻辑推理。大脑会归类,也会联系。有目的地做一些逻辑训练将有助于提高大脑的学习效果。如果你正在学习某种东西,不妨问问自己:它让我想起了什么?这样做能帮助你记忆,因为大脑能把你以前知道的知识和新知识联系起来。

18. 劳逸结合。大脑和身体经常交流。如果身体很懒散,大脑就会认为你正在做的事情一点都不重要,大脑也就不会重视你所做的事情。所以,在学习的时候,你应该端坐、身体稍微前倾,让大脑保持警觉。大脑需要运动。站着办公效率更高,要注意劳逸结合,即采用脑力与体力相结合的学习原则。

19. 有氧运动。大脑需要氧气。通过运动促进血液循环,使大脑在学习时血氧供给充足。大脑神经递质多是在血液中营养物质在一些特别酯酶催化下氧化反应生成的,如大脑最重要的神经递质多巴胺、乙酰胆碱、r-氨基丁酸都含有氧元素的化学物质,没有氧的供给的话,人体储存的全部能量会在15秒钟内消耗殆尽,大脑神经更会在一分钟内死亡。所以经常到户外走走,运动运动身体能有效提高大脑的血氧供给,从而提高学习效果。

20. 加强训练。大脑如同肌肉。无论在哪个年龄段,大脑都是可以训练和加强的。毫无疑问,不要寻找任何借口。不要整天呆在家里无所事事,这只能使大脑老化的速度加快。专业运动员每天都要训练,才能有突出表现。所以你一定要“没事找事”,不要让大脑老闲着
大脑的几个记忆规律
尽管科学家们一个接一个的科研成果让我们对记忆有了越来越多的了解,但直到今天,科学家所发现的所谓大脑的秘密也只是冰山一角,在很大程度上,大脑和记忆仍是神秘的。记忆是一个过程,并且当记忆的时候,实际上就是把保存在大脑中零零碎碎的信息进行重建。
   关于大脑的记忆,有些事实是已经被科学家证实了的,我们可以加以利用:
    1、大脑喜欢色彩。平时使用高质量的有色笔或有色纸能帮助记忆。
    2、大脑集中精力最多只有25分钟。这是对成人而言,所以学习20到30分钟后就应该休息10分钟。我们可以利用这段时间做点其他事情,10分钟后再回来继续学习,效果会更好。只有聚精会神,专心致志,排除杂念和外界干扰,大脑皮层才会留下深刻的记忆痕迹而不容易遗忘。如果精神涣散,一心二用,就会大大降低记忆效率。
    3、大脑需要休息,才能学得快,记得牢。如果感到很累,先拿出20分钟小睡一会儿再继续学习。
    4、大脑喜欢问题。当我们在学习或读书过程中提出问题的时候,大脑会自动搜索答案,从而提高学习效率,并把该问题的原理记得更清楚、更牢固。从这个角度说,一个好的问题胜过一个答案。
    5、大脑和身体有它们各自的节奏周期。一天中大脑思维最敏捷的时间有几段——如上午9点钟至中午12点钟,下午3点钟至5点钟,以及晚上8点钟至10点钟——如果能在大脑功能最活跃的时候学习,就能节省很多时间,会取得很好的学习效果。
    6、压力影响记忆。当受到压力时,体内就会产生皮质醇,它会杀死海马状突起里的脑细胞,而这种大脑侧面脑室壁上的隆起物在处理长期和短期记忆上起主要作用。因此,压力影响记忆。最好的方法就是锻炼。
    7、大脑需要重复。每一次回顾记忆间隔的时间越短,记忆的效果越好,因为多次看同一事物能加深印象,但只看一次却往往容易忘记。这里要强调一下记忆周期,或者叫记忆规律——当我们学到一个新知识并想迅速掌握它时,除了经常应用以外,要想在大脑里保留永久记忆,那么不妨试试这个时间规律:
    10分钟—→半天—→全天—→三天—→一周—→一个月—→三个月—→……
   也就是说,第一次复习后,10分钟内最好再看一遍;然后是12小时后、24小时后、三天后……这样不断加深你的记忆,相信到最后你想忘掉它也是不可能的了。
   当然,也可以根据自己的情况对周期进行调整。举个例子说明一下。如果还有10几天,还能看一遍书。那么最先看的肯定是掌握的最好的科目,最后的看的是掌握最不好的科目,或者看了更容易忘的科目。这就是根据记忆规律达到最好的复习效果的应有之义。也许大家感觉这很浅显,但在复习的任何阶段都有清晰的思路是很难的,做到这一点已经不容易了。


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