第二十一章 大腦記憶密碼

一、大腦記憶密碼

大腦記憶密碼發現

大腦記憶密碼”終於被解開，今天上午，在此項研究的所在地--華東師範大學腦功能基因組學重點實驗室，研究的主持者之一林龍年博士為記者詳細介紹了破譯“密碼”的全過程。

觀察腦活動有了直觀“平台”

林龍年博士說，人類大腦是一個由約140億個神經元組成的繁複的神經網絡。但過去我們隻能間接地通過對人的行為的測試來觀測腦記憶的形成，即使像我們大家熟知的腦電圖、核磁共振等檢測儀器，也隻能觀察到大腦活動的一個“籠統”情況。

如今他們的這項發現，就如同為人們觀察大腦活動搭建了一個直觀的“平台”，即通過檢測大腦編碼單元的活動狀態直接解讀大腦在學習過程中記憶的形成。

96根微電極插入小鼠“海馬”

林龍年問記者，你知道“海馬”嗎？這是一個與記憶密切相關的大腦結構，因其形似海馬而得名；它負責將人們新的經曆轉化為長期的記憶。海馬受損的病人會日複一日津津有味地閱讀同一張報紙，還總覺得自己是在看新聞(這一研究的另一位主持者錢卓，於1999年率研究小組，正是通過調節小鼠的海馬和前腦中的NR2B基因，在普林斯頓大學製造了著名的“聰明鼠”，揭示了學習與記憶過程中的重要分子機製)。

那麽，記憶在神經網絡的層次上又是如何編碼的呢？換句話說，記憶在大腦中的物理形式是怎樣的呢？為了獲得這個對揭示大腦工作原理至關重要的答案，林龍年與錢卓一起，花了整整兩年，運用最新的高密度多通道在體記錄技術，以小鼠為對象進行了一係列的研究。

小鼠海馬腦區隻有半粒米大小，為了盡可能多地觀測到單個神經元的活動情況，研究小組研製了世界上最輕巧的精細微電極推進器，把96根比頭發還細得多的微電極插入小鼠的海馬區域，成功地記錄到了多達幾百個神經元的活動情況??傳統的方法在小鼠上隻能記錄到幾個至二十幾個神經元。

“這一步非常重要，”林龍年博士介紹說，“假如隻能觀察到幾個神經元，就談不上對神經元群體的編碼進行分析了。”

接下來，研究人員設計了幾種新穎的行為模式來研究小鼠的神經編碼，一種是在特定環境中給小鼠背部突然吹上一陣冷風，就像武俠小說中描寫的在月黑風高之夜，一陣突如其來的嗖嗖陰風會使人頓感毛骨悚然一樣，小鼠對這樣的刺激會感到驚恐。

另一種有趣的模式是，把小鼠放在特製的小電梯中做自由落體下降，如同人們在乘坐的電梯突然失控墜落的過程中所獲得的記憶會刻骨銘心一樣，小鼠對這種極其刺激的經驗也會印象深刻。“由於這些經曆能夠產生令人難忘的記憶，我們猜想大腦中會有許多神經元參與這些記憶的編碼，因此我們希望通過巧妙的實驗設計與新記錄技術的結合，來探索和破譯大腦編碼的奧秘。”

其後的實驗觀察發現，小鼠的海馬區對這種驚嚇刺激果然有著各種各樣的放電反應，根據它們的反應特征，研究人員發現這些神經元組成了記憶編碼的神經網絡單元。

更有意義的是，這些編碼單元通過它們的激活狀態可以把任何一種驚嚇經曆轉化成一串二進製數字，這種數字化的編碼形式使得科學家們能夠對不同的個體乃至不同種群動物的大腦編碼活動進行直接的比較和分析。在觀察到了這一有趣的編碼方式後，錢卓教授曾感慨地說：“大腦記憶係統這種精美的操作設計真令人歎服！”

人類的記憶到底在哪裏？它在大腦的哪個層麵存在？它是如何獲得、鞏固並被回憶的？昨天，41歲的林龍年博士站在華東師大上海腦功能基因組學研究所裏宣布，他和美國波士頓大學的錢卓教授在世界上首次發現了大腦記憶的編碼單元，這被認為是為解讀人類大腦密碼提供了可能性。

記憶在哪產生？

“我們在大腦神經元網絡層麵發現了記憶活動。”在進行了2年半的實驗研究後林龍年說，這個神經元網絡層麵的首個記憶研究成果，可能會對將來人類發現大腦秘密提供一把鑰匙。

大腦中的神經元網絡活動直接決定人類行為。目前世界上對人腦的研究在底層的基因分子層麵和突觸(神經元連接點)、神經元網絡以及行為層麵同步展開。

可適用於人類讀人類思維理論可行

雖然目前林龍年的實驗對象隻是小鼠，但是，這為人類最終破解大腦的記憶密碼提供了一把鑰匙。因為人腦和鼠腦乃至世界上大多數哺乳動物大腦的“海馬”所用編碼方式都是一樣的，因此，科學家們推測，人的大腦很可能利用同樣的原理來完成記憶之外的其它高級認知功能。

這是否意味著，以後在人的腦袋上也戴一個同樣的機器“帽子”，然後我們就可以坐在電腦前“看”他在想些什麽？林龍年表示這從理論上來說是可能的，但從技術操作上難度太大。

首先，人類大腦有140億個神經元，目前最先進的儀器也隻能讀到小鼠的260個神經元，所以要研發出一種能夠監控140億個神經元的“帽子”難度非常大。其次，這個“帽子”要戴到腦子裏麵去，給人的大腦插上電極還有倫理和實際操作方麵的困難。

人腦記憶破解可研製獨立思考機器人

一旦人類大腦的記憶原理完全被破解，就可以據此研製出具有人類思維方式的機器人，他們能夠獨立思考，懂得聯想，甚至有情有義。這種前景讓人又喜又憂，可能是美麗的畫卷，也可能給人類帶來滅頂之災。當然，這種構想還非常遙遠，但卻再次證明了科學是把雙刃劍。

“哢嗒、哢嗒———”這不是小鬧鍾的秒針走過的聲音，而是一隻灰色的小老鼠“思考”的聲音。記者昨天在林龍年副教授的實驗室中，通過儀器聽到了小鼠大腦神經元的活動聲，努力聽懂這種聲音，就是科學家們正在從事的研究項目。

小鼠頭上插著一個特製的精細微電極推進器，這是監控它大腦活動的“探頭”。為了幫小鼠“減負”，科學家在這個推進器上方係了一個老虎形狀的大氣球，免得壓得小鼠抬不起頭來。

這隻小鼠正在自己的“窩”裏玩玩具———幾個木製的汽車、娃娃。從顯示器上看，它的大腦神經元活動很平靜，“哢嗒哢嗒”的神經元活動聲也很均勻。這時，林龍年伸手過去，它機警地躲開，而顯示屏上顯示的神經元活動立即密集起來，很多原來未激活的神經元都活躍起來，“哢嗒”聲的節奏也有所變化。看來，小鼠對於敵人“入侵”產生了一些“想法”。

林龍年坦言，目前他們也沒有完全讀懂小鼠的心思，隻有幾種特定的驚嚇情況能夠讀懂，而一些平和的情緒還有待研究。

二、如何開發大腦皮層潛力？

編者按：中國中醫研究院教授、博士生導師、著名腦病專家程昭寰，在確立中醫腦科學理論的基礎上，加強了對常見腦病的臨床研究，同時，他積極組織推廣和普及健腦知識，主編了《腦健康》一書，強調“要長壽、先養腦、養腦健康度百歲”的理念，提倡讓沉睡的右腦覺醒，讓潛能的大腦開發，讓智慧的大腦健康。本報記者日前對程昭寰教授進行了專訪。

甜言蜜語對著左耳朵說

“說情話是有講究的，不但要注意措辭，還要注意位置——要站在對方的左邊說。因為科學家研究的結果表明，人更能記住從左邊聽到的甜言蜜語。因為人的左耳由右腦控製，右腦掌握人的情感。”中國中醫研究院教授、博士生導師、著名腦病專家程昭寰侃起深奧的腦健康來，風趣幽默。

程昭寰說，從人的生物節律在用腦的最佳時間上講，人的大腦大體可分為“百靈鳥型”、“貓頭鷹型”和“混合型”三類。“百靈鳥型”的特點是每到清晨時分便精神煥發、思維活躍、用腦效率最高；“貓頭鷹型”的特點是每到夜時就進入大腦皮層建立條件反射的最佳興奮狀態——中度興奮狀態，反應快、才思敏捷，思維能力和判斷能力發揮得淋漓盡致。“混合型”的人全天用腦的效率差不多，隻是在清晨和傍晚時稍高一點，但很少出現超長發揮的狀態。

不管哪一種類型，都麵臨著一個共同的問題——開發右腦，雙腦雙贏。

美國科學家研究的結果表明：大腦的左右半球是以不同的方式進行思維的，左腦傾向於用語言抽象進行思維，右腦傾向於以感覺形象進行直接思維，隻有左右結合起來，才能產生創造性思維。

由於我國教育的特點是“讀－寫－算”的三點式，強調的是左半腦的作用，死記硬背的工夫比較深，但是形象思維方麵普遍比較差，右腦的開發還大有潛力可挖。就拿記憶來說吧，死記硬背肯定不是最好的記憶方法。而科學家對右腦的研究表明，形象思維接受信息刺激的量是語言的1000倍，1個月熟記1000個英語單詞，或者5分鍾記住100個單詞，這些都不算什麽奇跡，隻要你能夠熟練運用形象思維，能科學地開發右腦。據說，德國一個叫塞勒的人能夠把24卷大百科全書倒背如流，他說，他的辦法就是把抽象的信息轉化成固定的圖像，並且按照需要進行歸類、分組。

程昭寰說，實踐證明，中醫在腦健康領域能夠大有作為，特別是在右腦的開發方麵，中醫養生強調的靜坐、冥想、淡泊名利、心情愉快等都直接對右腦的開發產生良性作用。

養腦長壽十字法

程昭寰在中醫傳統養生的基礎上總結出養腦長壽十字法：一貫知足，知足常樂。

不盲目與別人比較，量體裁衣地安排自己的生活，不求花天酒地，隻求平淡人生。

二目遠眺，遠眺明目。無論何時，不可隻看到眼前利益，不可患得患失，要登高望遠。

三餐有節，食不過飽。早吃好，午吃飽，晚吃少。

四季不懶，勤於鍛煉。根據季節的變換，選擇不同的時間和項目進行適度的體育鍛煉，貴在堅持。

五穀皆食，營養均衡。不可偏食，才能攝入人體所需的多種營養。

六欲不張，清心寡欲。欲節則養精氣，縱欲傷身，後患無窮。

七分忍讓，豁達大度。遇事達觀，得讓人處且讓人。

八方交往，廣結朋友。

九（酒）薄煙戒，神清氣爽。飲酒不可過量，且根據各自身體條件限酒，不得貪杯豪飲；力求戒煙，以免危害身體。

十分坦**，以誠待人。為人襟懷坦白，寬以待人，不做虧心事，保持心平氣和的好心境，心平天地寬。

程昭寰說，健康應該首先是腦健康。腦健康是指腦的生理結構正常，腦的物質運動正常及腦的思維等功能活動正常。現代社會的人們往往把健康等同於必要的運動加各種營養品和藥物。其實，上班族中處於亞健康狀態的人比例很高，65歲以上的老年人（除疾病外）亞健康的比例更高，亞健康首先是腦的亞健康，它最主要的表現是腦疲勞。是過度用腦、掠奪性用腦（如幾天幾夜不休息）引起大腦內營養物質和運作中產生的雜質與毒素在血管內積澱，造成血流受阻、大腦缺氧、腦細胞失去活力而形成“血腦屏障”。

對照15種現象查出腦疲勞

程昭寰說，腦疲勞會帶來全身性的疲勞，如果你疲勞又不能及時治療的話，很可能積勞成疾。那麽，如何檢測自己是否疲勞呢？請大家對照下麵的15種現象，看自己存在多少：

1.早晨醒來懶得起床。

2.走路抬不起腿。

3.不想參加社交活動，尤其不願見陌生人。

4.懶得講話，說話聲音細而短，自覺有氣無力。

5.坐下後不願起來，時常呆想發愣。

6.說話、寫文章時常出錯。

7.記憶力下降，想不起朋友的叮囑或者忘掉幾小時前的事情。

8.提不起精神來，過分地想用茶或者咖啡提神。

9.口苦、無味、食欲差，感到飯菜沒有滋味，厭油膩，總想在飯菜中加些刺激性調料。

10.吸煙、飲酒的嗜好有增無減。

11.耳鳴、頭昏、目

三、怎樣開發大腦右半球?

近年來有人觀察發現左撇子比一般右撇子聰明，在百人中左撇子約占2％，左撇子中的70％在幼年期左手優勢就已定型，但多數在父母和老師的管教下學會了用右手寫字和拿筷子。根據“用進廢退“的法則，左撇子能夠鍛煉左、右手和左、右大腦兩半球。這就是大多數左撇子聰明的原因所在。

科學發現，形象思維主要由大腦右半球負責，發明創造與右半球的功能密切相關。

而許多事實證明：左撇子能夠鍛煉左右腦，右撇子也完全可以鍛煉右左腦。在此，為絕大多數右撇子提供一些開發”右腦”的措施：

體育活動法

如每天跳上半個小時的迪斯科健身舞、打乒乓球、羽毛球等；在做操或打拳時有意識地讓左手、左腿多重複幾個動作，以刺激右腦。右腦在運動中隨之而來的鮮明形象和細胞激發比靜止時來得快，由於右腦的活動，左半球的活動受到某種抑製，人的思想或多或少地擺脫了現成的邏輯思維方法，靈感經常會脫穎而出。

刺激指尖法

開發右腦，國外學者主張從兒童做起，如前蘇聯著名教育家蘇霍姆林斯基說：“兒童的智力發展表現在手指尖上。”他將雙手比喻為大腦的“老師”。人體的每一塊肌肉在大腦層中都有著相應的“代表區”——神經中樞，其中手指運動中樞在大腦皮層中所占的區域最廣泛。現在許多父母讓孩子練習彈琴，實際上就是很好的指尖活動。隨著雙手的準確運動就會把大腦皮層中相應神經細胞的活力激發起來，尤其是左右手並彈的鋼琴、電子琴。

環、球鍛煉法

手部有許多穴位，這些經絡將手指與腦神經、五髒六腑聯係起來。通過五指捏掐(每捏扁一次約11—12千克握力)，刺激手掌各穴位，使氣血津液保持暢通。經常捏握可使腦部供血係統通暢，從而達到健腦益智、消除腦力疲勞、增強思維能力的效果。常拿健身環球或一對核桃在手中轉也有良好的效果。

左右開攻好

一個人一生中至少有90％左右的腦細胞是“英雄不得誌”，其中最多的是右腦的細胞。因此，應讓孩子“左右開攻”。對右撇子而言，多讓左手幹活，如練習用左手寫字、拿筷子、用剪刀、做針線活、刷牙、梳頭、下棋、打牌等。但不必強迫改為“左撇子”，因這樣易打亂孩子思路，造成精神緊張，結果會造成“口吃”的毛病。

借助外語開發右腦

美國神經外科近年發現：兒童學會兩三種語言跟學會一種語言一樣容易，因為當孩子隻學一種語言時，僅需大腦左半球，如果培養同時學習幾種語言，就會“啟用”大腦右半球。

借助音樂的力量

心理學家發現：音樂可以開發右腦。所以父母應該讓孩子學習音樂。此外，還可以在孩子從事其他活動時，創造一個背景音樂。音樂由右腦感知，左腦並不因此受到影響，仍可獨立工作，使孩子在不知不覺中得到了右腦鍛煉。