海马深藏不露,置身于大脑皮层深处,左右半球各有一个。因为形似海洋中海马的尾巴,所以称它作海马。
1953年美国的一位癫痫病患者H·M·的病情不断恶化,药物治疗几乎无济于事,最终接受脑手术,大范围切除左、右脑的海马及其周边部位。
这可不是在躯体上卸胳膊卸腿,也不是在肚子上拉一刀摘去一段肠子什么的,这可是在我们日思夜想的大脑里动刀子,而且还是俩!
不得不佩服高超的医学技术,手术后,病人的状况居然十分良好,癫痫症状得到了比较明显的改善。这个手术无疑取得巨大成功。
但是,恢复中的H·M·却落下了一个后疑症——严重的记忆障碍。他忘记了眼前的一切,想不起周围人的名字,想不起回家的路,想不起吃的什么饭,甚至想不起刚刚吃过饭这回事。H·M·所能做的就是一件事——同样的漫画书百看不厌。H·M·感慨道:“一天一天过去了,但曾经的喜怒哀乐却丝毫没有留下来,总是像从梦中醒来似的。”
可怜的H·M·成了我们电影里见过的那种健忘人。他忘记了手术之前发生的事,把时间向前推移,一共忘记了十一年,也就是说,他十六岁以后发生的事完全记不得了。万幸的是,他总算记得十六岁以前发生的许多事——他十六岁以前的记忆完全正常。
众多的研究者从各个方面对他进行了调查和研究,结果显示,H·M·所显现出的状态只限于记忆障碍,他的人格和知觉都正常,智商测试达到118,依然保持在一个良好的水平上,只是记忆丧失了!
丧失记忆,医学上分为两种状况:记不住新的事情,这叫顺行健忘;记不住以前的事情,这叫逆行健忘。这两种记忆障碍在H·M·身上都有发生,其中顺行健忘的症状在他身上表现得更严重。
显然可以看出,没有海马人照样可以活得很滋润,只是记忆出现了问题。
上面这张图是海马的横截面,那两条特别的黑道,成∩和∪状相互交叉组合在一起。这两条黑道是由神经细胞整齐排列着的集合体,那个呈∩状的叫阿蒙氏角,∪状的则被称为齿状回。两者的神经细胞数量大致相同,所含的神经细胞的形状和性质却截然不同。阿蒙氏角的神经细胞象金字塔状的三角形,称为锥体细胞;而齿状回的神经细胞是浑圆的小颗粒状,称为颗粒细胞。阿蒙氏角又被分成四个部分,分别为CA1区、CA2区、CA3区、CA4区。不管懂不懂,固且记下海马各部分的名称,后面用得着。
人们通过看、听、触、嗅等获得有关事物的信息,通过神经纤维传递到人的神经中枢——大脑,具体一点说,是传递到大脑皮层中一个被称做颞叶的特定场所,这是一个识别事物的重要脑部位。这样人就能够认知当前的事物。
接下来,该信息被继续输送到海马。进入海马的信息首先通过入口处的齿状回,紧接着又到了CA3区、CA1区,最后,经由出口处的一个叫海马支脚的场所,再返回到颞叶。也就是说,外部信息是按照颞叶-齿状回-CA3区-CA1区-海马支脚-颞叶的顺序,顺时针传导,并且象晶体二极管那样,只能单向导通,决不会逆行传导。
进入海马的信息是人们看到、听到、感知到的综合信息,但并不是所有信息都会一丝不漏地作为记忆储存起来,而是以各种各样的方式被整理合并或删除,从中选择应该记忆的信息,进行高效的记忆,海马在其中扮演了记忆分类员的角色。信息会在海马中停留一个月左右,之后将其中应该记忆的部分送还到颞叶。
老师们常常会批评一些学生“左耳朵进,右耳朵出”,就是因为这些学生的海马齿状回区不够发达,信息在经过海马时未留下任何印记,未经加工又被送回去了。
英国认知神经学者埃莉诺·马圭尔,出于对出租车司机高超的记忆力的敬佩,将他们纳入了自己的研究范围。他使用一种被称做sMRI(结构性核磁共振成像)技术,对他们的脑结构进行检查,发现了一个惊人的事实——出租车司机脑的某个部分要比一般人大。也就是说,这个部位的神经细胞数量要比一般人多。而且,神经细胞数目的增多,与从事这一职业的时间有正向的关联。从事出租行业时间较长的人,神经细胞的数目较多,操作方向盘达30年之久的老出租车司机,脑中的该部位会膨大3%。这一研究结果表明,人脑中某些部位的神经细胞是可以增殖的,而且越是勤于用脑,神经细胞增殖就越多。
实际上,脑细胞经过锻炼数量会增加的现象,仅仅是齿状回的颗粒细胞特有的现象。海马中具有增殖能力的神经细胞仅仅是齿状回的颗粒细胞,颗粒细胞增加,记忆力就会增强。齿状回是信息进入海马的入口,所以入口的神经细胞越多,记忆力就越好。总之,进入海马的信息量与记忆力之间有着很深的联系。
不同种类的动物,其海马的齿状回、CA3区、CA1区三个部分大小是不同的,越是低等的动物,其齿状回越是发达一些,而高等动物的CA1区与高层次脑机能有关联的缘故吧。从进化论的角度还可以发现,海马的三个部位中,齿状回是最重要的领域,发挥着最原始最基本的作用。
美国神经生物学家莱普2000年时在《神经科学》杂志上发表自己的研究报告,报告中写到,因衰老而导致记忆力低下的老鼠,它的齿状回连接点的数量会少一半,也就是说,由于无法向海马输入信息而使老鼠的记忆力减退,依旧充满活力的老鼠,它们同年轻的老鼠一样,拥有几乎同样数量的连接点。
齿状回的颗粒细胞会增殖,死亡速度也非常快,寿命仅仅三、四个月而已。它们相距产生,同时又不断死亡,这种新陈代谢非常剧烈。
海马能够发出θ波,但海马并不是经常发出θ波,只是在某些特定的时候才产生。当遇到新事物或到了一个陌生的环境,需要了解各方面的信息的时候,海马就会明显地发出θ波。相反,在人百无聊赖、墨守成规或对周围事物失去兴趣的时候,就不会产生θ波。我们会有这样的体验——兴致勃勃地学习总比百无聊赖地学习效果好,记忆力更强一些。这与海马发出θ波有关。所以,要想提高记忆力,就要对需要记忆的事物拥有浓厚的兴趣,促使θ波的产生,从而使海马的活动更加旺盛。
这下你可知道为什么训练记忆力,必须听脑波的原因了吧。海马是θ波的策源地,而θ波确乎是一个人兴趣的来源。凡人之所以是凡人,就是因为他们的海马发出的θ波太少了。我们小区有一对收废品的夫妻,人缘是不错,就是常常在没生意时,对着地上一大堆废品可以愣上半天。不知道大脑空白是一种什么感觉,想必是θ波太少的缘故。听脑波,就是要用外来的θ波促使海马产生共震,诱使海马时不时地产生θ波,或是在原来较弱的基础上增强θ波的强度,θ波源源不断地、经久不衰地产生,在使大脑清醒的同时,口舌生津,气血顺畅,那种感觉妙不可言,在记忆力提高的同时,身体状况又得以明显改善。
20世纪70年代,有关海马的研究取得了划时代的巨大进步。英国脑科学家阿·基夫,于1971年在《脑研究》杂志上发表了自己的研究报告。阿·基夫用细微的电极去刺激老鼠脑中的海马区,观察阿蒙氏角的锥体细胞的活动情况。研究报告详细记录了老鼠在屋中自由活动的时候,它的神经细胞活动情况。结果表明,该神经细胞仅在老鼠处于屋子中某一特定处所的时候才活动。其它的神经细胞也仅在其他特定“场所”的时候活动。这些神经细胞就叫处所神经细胞。
处所神经细胞可以记忆事物在空间的某一特定上位置,它有一个非常重要的性质——处所神经细胞仅仅受到处所信息的影响,与老鼠身体面向哪个方向没有关系。
海马的处所神经细胞并不是仅仅凭借眼前所见的事物来判断场所的。而是运用综合感觉来进行判断的。海马中有处所神经细胞所描绘的周密地图,利用这个地图可以确定现在所处的位置。
处所神经细胞汉存在于海马之中,从这一点上来说,人们发现处所神经细胞的时候,就了解到海马对于空间概念记忆的重要性。对于人类而言,海马对于某地有某物的信息、有关路线的记忆、立体图形的想象、图画或文字的书写等都是至关重要的。
人们常说,婴儿出生后要让他多多地爬行,我想这里是有科学依据的。婴儿通过爬行,刺激海马中的处所神经细胞的生长发育,他的方向感、立体感、空间感就会增强。我见过不少小孩,看着挺聪明,可是却分不清左右,甚至连“左”、“右”两个字都会搞起来。这些小孩大抵是家里太过宝贝了,婴儿期爬行得太少,真正是抱大的一代,以至方位感缺失,
进一步研究表明,海马中还有一些神经细胞,不仅仅会对场所产生反应,对声音或气味等也会产生相应反应。现在,我们已经了解到,从眼、鼻、手、耳舌等获取的各种感觉信息都会进入海马,并在那里进行加工处理。这些信息都形成个人经验的必要资料。对何时何地看到什么、听到什么,感觉到什么等诸如此类的资料进行整理,找出其中的联系,形成记忆——经验。这种经验就是情景记忆。
齿状回还有一个特别的性质,在刚生成的脑中,齿状回未发育完成,主要是在出生后形成的。一般来说,海马初步形成大约在两三岁的时候。事实上,婴儿期的健忘的原因就在于幼儿时期的情景记忆尚未完成。
加拿大精神神经学家米尼于2000年在《自然神经科学》杂志上发表了研究报告,其中写道,经常受到父母舔试、爱抚,在亲情浓厚环境下成长的小老鼠,脑中的海马会发育得更加成熟,记忆力也会更好,这一点和人类培育子女有共通之处。
抚育幼儿或妊娠中的母亲的紧张感,对孩子发育成长非常不利。
谁都希望齿状回的颗粒细胞多一些,那么有什么办法呢?
只吃软质食物会导致颗粒细胞增殖能力降低。用力咬食食物可以整体上刺激大脑,对大脑有好处。现在科研人员通过颗粒细胞的研究具体阐明了这一点。
此处,还有报告指出,走出社会积极与人交往要比孤独、封闭的生活方式更能促进神经细胞的增殖,我们只要回想一下日常的生活就会立刻赞同和理解这个观点了。顺便指出,异性间的效要比同性间的交往更能提高颗粒细胞的增殖率。
适度的运动(慢跑)或轻微的节食,也可提高颗粒细胞的增殖率。而饮酒过度、身心压力过大或麻醉剂等都是导致颗粒细胞增殖率低的因素。