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人们常常会想：人的大脑到底被利用了百分之多少？美国科学家的一项最新研究确定了大脑分配细胞进行编码和记忆存储的关键机制——一种名为CREB的蛋白。在这种蛋白影响下，人类中脑只有20%的神经细胞用于形成记忆。该研究成果为治疗阿尔海默症等脑部疾病开辟了新的道路。相关论文发表在4月20日的《科学》杂志上。
美国加州大学洛杉矶分校和加拿大多伦多大学的科学家的联合研究发现，这种CREB蛋白控制着大脑中神经元参与记忆形成的几率。
加州大学洛杉矶分校 David Geffen医学院神经生物学家和精神病专家、该研究项目负责人Alcino Silva表示，“记忆的产生并不是有意识的行为，而是人们通过学习激发大脑产生一系列化学物质，从而影响记忆的产生、维持和丧失。”
此前的研究已经表明，CREB蛋白对于维持记忆的稳定有重要意义。Silva表示，“我们猜测CREB在引导大脑细胞的记忆存储上，也起着至关重要的作用。”
通过对小鼠模型进行研究，Silva和同事来验证了他们的假设。研究人员先将CREB蛋白转入一种病毒，而后将该病毒导入小鼠大脑杏仁核区域（amygdala，大脑中的重要的情感记忆区域）的一些神经细胞。随后，科学家测定了小鼠回忆起自己笼子的能力，这种笼子具有特定图案的墙壁和独特的气味。
为了更加直观地了解哪些大脑细胞存储着小鼠的记忆，科学家追踪了一种“遗传标记”，以揭示神经元的活动。研究人员最终发现，神经细胞中CREB的数量影响着该细胞是否被用于存储记忆。Silva说，“如果细胞中的CREB含量较低，那么它保存记忆的可能性就小；反之，该细胞更有可能存储记忆。”
这一最新研究成果对于人类具有深远的意义。Silva表示，“通过人工控制大脑神经细胞中CREB蛋白的含量，我们将能够决定大脑存储记忆的位置。这种方法有望被用于保护阿尔海默症等大脑疾病患者的记忆。有可能引导记忆从大脑濒死区域的病态神经细胞进入其他位置的健康神经细胞。”
没有记忆，我们所熟悉的生活就会消失掉。我们会没有姓名、没有观念、没有关于喜怒哀乐和爱的知识。为了即使是最基本的知识，我们也要完全依赖于大脑存储和检索信息这个谜一般的过程。
不论大脑怎样工作,有一点是肯定的;它绝不象电脑、录像带或我们能想象到的任何其它硬件那样规整。。电脑不过利用一串0和1来编码数据,人脑却会生成转瞬即逝的化学和电子脉冲样式。电脑象索引卡片一样,按顺序记录信息,人脑却生成四面蔓延的联接:一千多亿个神经细胞,每一个都与几十万个其他细胞相连,人脑既杰出得多,也易犯错误得多。人脑的跳跃性洞察力是电脑所无能为力的,但是人脑同时也不可救药地善于歪曲、臆造和遗忘。
记录大脑中血液流量增减的扫描表明,记忆并不是象电脑字节那样分区储存的。在大脑中存在着区域性“特长”:对规则动词和不规则动词,对画有骆驼和画有扳手的图片,对一件物体的颜色和它的功用,大脑是分别利用不同的细胞群来处理的。但是一个记忆或思想会同时激活大脑的许多不同部位。当外部世界的信息通过感官涌入时,连接脑细胞之间神经冲动的化学介质会迅速传遍大脑。当同样的信息再次输入时,这些化学联接得到了强化,同样的信号会更迅速地传至目的区,并且会被所有这些细胞认出是曾经接受过的。大脑学专家丹尼尔·阿尔康认为，所谓记忆，就是一系列化学变化形成了一个特点的神经元“集合”。每个集合内部数目庞大的相互联接，也许能解释为什么一个片断记忆——某个词、某种颜色或气味——就能激活整个记忆。
化学介质是记忆形成的关键,这一点可以为对鼠类、果蝇和海蛞蝓等动物的研究所证明。只要改变大脑对神经传递有关的蛋白质的摄入,记忆过程就会产生变化。摄入特别脑蛋白CREB的果蝇,受到一次电击以后,就能够学会对电击处避而远之,而正常的果蝇需要平均受电击10次才能做到这一点。如果阻止CREB或另一种蛋白BDNF的摄入,这些动物则几乎无法形成持久的记忆。被剥夺了BDNF的老鼠,会在迷宫里漫无目标地乱走,直至饿死,而正常的老鼠早已记住了通向食物的捷径。
但是,人脑中一种现象大大增加了记忆的复杂性,那就是记忆有许多不同的种类。比如受到脑创伤的不幸者,会表现出奇异的症状。在人脑中有一区域称为“海马区”,许多损伤了这一区域的患者,只能记住受伤前的事,却记不住受伤后发生的事。海马区似乎是一个中枢,所有新的经历在形成记忆之前都要通过这里。该区域受损后,患者真正成了过去的俘虏。但是,他们也能学会新的技艺,如高尔夫球或桥牌。他们每次都会有所长进,不过始终会认为自己是第一次接触这种游戏——这说明,技艺培养是一种独特记忆,是由另一个不同的脑区域控制的。而有一些损伤了所谓基本神经中枢区的患者,其症状恰恰相反:他们会把某项技艺,例如弹钢琴,练习一百次,对上课的经历记得清清楚楚,而弹琴技术却毫无进步。
大脑损伤造成的部分记忆丧失有多种不同的变化，研究人员认为，大脑至少有五个并行的记忆体系。有一个微小的杏仁状大脑区域称为扁桃区，如果受损，患者会失去记忆情感的能力。英国研究人员曾经发现三个脑部受损的儿童，他们记不住有关自己的事，却能记住一般的事情，比如英国女王是谁。一个名叫尼尔的10多岁男孩的情况更是令人惊奇：脑瘤破坏了他形成新的记忆能力，至少形不成他可以说出的记忆。在被问及放学回家路上的见闻时，他回答说不知道。而当被要求写下他的见闻时，他能够正确地报告所看到的郁金香和注意到的人，尽管在这之后他会问：“我写了什么?”并且为自己刚刚亲手写下的经历而感到吃惊。
即使是百分之百正常和健康人的记忆，也显得变化无常，从中足以看出其无穷的复杂性。例如，当人们被要求回忆一个事实，如近期一台晚会上有多少人时，他们往往“看到”自己身在其境：当被问及对晚会的感觉如何时，他们的视角会立即转换，变为用自己的眼光来“审视”记忆。记住一个月当中每天的下班乘车经过，简直是不可能的，或许因为一种反复的行为被融铸成了一个类属性的“下班”记忆，以便提高记忆效率。
即使我们自认为记得很清楚时,记忆也并不象完美无缺的照片,而是更象从几根骨头还原成的恐龙模型。美国哈佛大学记忆专家丹尼尔·沙克特认为,人们回忆的时候,就好象考古学家从一些遗迹重塑出一个个场景。研究人员曾经从美国纽约的现代艺术博物馆中取走了幅名画,并对天天与画打交道的馆内工作人员进行了测试,结果发现每个人只能记住该画的某些方面;馆长记住的是画的主题,维护人员主要记住了画的尺寸和清洁难度,保安人员记得画颜色鲜艳。没有一个人能全面描述这幅画。
这样的反常现象,使得对大脑工作机理的研究复杂化,但也提供了重要线索。不过在目前,所有这些线索都仅仅是诱人的提示。用于扫描大脑的摄影技术还远远不能定位某个记忆的存在位置,它们分别不出大脑的相邻区域,而且速度太慢,捕捉不到高速运行中的神经元的闪动。即使我们能够收集到所有这些数据,我们仍然面对更复杂的问题,那就是记录一千亿个神经元的活动,并弄清它们之间几亿亿个联接的实质。
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