大脑记忆、存储、再现的全息模式

关屹瀛¹      张妍²

[1]东北大学    沈阳  110004  [2]哈尔滨医科大学 哈尔滨 150001

摘要：本文首次阐述了大脑记忆及再现的全息模式，指出大脑记忆和再现模式在宏观上类似于全息照相的原理，眼动θ波起到全息参考光的作用，是识记、存储和再现的必不可少的“钥匙”，

关键词：大脑  记忆  再现  全息术 

1前言

大脑是如何记忆和再现的呢？为什么我们在思考时眼球总在无“意义”地运动呢？科学家在给猴子短时呈现一种长方形光带，并测量神经元的反应时发现，当光带位置改变时，沿着其中一个视神经元传递的脉冲数不变，但放电模式－－脉冲序列中的脉冲间隔－－的确以一种完全可以再现的方式发生了变化。他们对一个位置上的光带做一次测量，得到一个模式，再在其它位置上记录下别的模式，然后，回到第一个位置，又一次得到了第一个脉冲序列的模式[1]。

试验表明：家兔视觉皮层不仅接受来自外膝体和丘脑枕核的视觉传入冲动，而且还接受丘脑中央外侧核等传入的动眼信息[2]。另外发现，眼球转动时，外膝体将受到抑制[3]

2 全息照相

2．1 全息照相

   有关全息的原理在1947年就已由英国物理学家丹尼斯伽柏提出了，科学家本人也因此获得了诺贝尔奖。在全息影像拍摄时，记录下光波本身以及二束光相对的位相，位相是由实物（图中蓝色光线）与参考光线（图中红色光线）之间位置差异造成的。具体讲：

两束由同一光源分离的激光，一束照射物体（物光）后与另一束没有照射物体（参考光）但是同源同频的激光在感光片上形成干涉图样，从而把物光的频率、波面、波幅等大量的信息固化在感光片上。

2．2 全息图片再现

    从全息照片上的干涉条纹上我们看不到物体的成像.当移开物体后，选择一束参考光（该参考光的频率与该全息图片制作时的参考光的频率一致）直接照射到感光片上，便把以该频率参考光存储在该全息图片上的信息激发出来，使我们看到了物体的图片。，一个叫班顿的人后来又发现了更为简便使用白光还原影像的方法，从而使这项技术逐渐走向实用阶段。

2．3 全息照片的特点

2．3．1 多次成像。可以在一个感光片上承载大量的图片；

2．3．2 任一个局部都包含了物体的全部整体信息；

3、大脑记忆及再现全息模式

     1953年，美国有一位叫HM的癫痫病人，医生动手术为他摘除了全部海马和大脑皮质的颞叶的一部分。癫痫症状大有好转，可是，他却失去了一样非常重要的东西---记忆力。术后，HM对新发生的事情一点也记不住。同别人谈话，当时还能应对，但是几分钟后，别人说话的内容，甚至谈话这件事本身也会记不起来。这说明，他无法建立起新的“情景记忆”。然而，手术以前的好几年发生的事情，他却记得，能够回忆起来。山口博士认为，情景记忆即使已经从海马转移到大脑皮质，但在海马中仍然留存有为以后回忆情景记忆提供线索的回路。根据这种线索，从大脑皮质“仓库”中调出有关的记忆“零件”，再把它们按顺序送回海马，于是就能够再现（回忆起）原来记忆的事物[4]。

山口的理论与上述HM病例完全违背。笔者认为，HM的病例说明，建立新的记忆，海马是必不可少的；同时也说明且记忆和记忆的再现不是一个回路，记忆的再现过程并不必须经过海马，可与海马无关，且记忆最终并不固化在海马里。

wolf singer 等人已经证实：在大脑中不同的神经元之间存在４０赫兹的同步电发放振荡波。他们在猫脑内相隔较大距离的神经元上记录电信号时，发现对来自同一物体的刺激，神经元电脉冲发放趋于同步。对明显无关的刺激，神经元虽有发放，但不同步。

鉴于上述情况，笔者建立关屹瀛大脑记忆与再现全息模式。笔者认为，放电模式包含了该物体及物体周围空间的大量几何信息，而脉冲个数，包含了该物体的固有信息（如颜色信息等）。由于海马与脑皮质区之间存在的多渠道“映射”，电信号在海马的膝状体处被由丘脑产生的θ波“调制”成一段一段的电信号，由此按频率的不同被分别送往大脑视觉皮质区及额叶的不同区域，形成了专业化分区（如脸部区、不同的图形区，颜色区等），在那里与丘脑中央外侧核等传入的动眼θ波相互作用，通过类似“干涉”的原理，改变了神经突触间的化学物质及神经网络结构，从而把电信号携带的信息以蛋白质的形式存储在大脑部分皮质上。把电信号加在θ波上，或者说电信号以θ波为载体的形式非常类似全息“调制”、“成像”的过程。笔者认为，从整体而言，大脑有专业分区，但在分区内部则是全息的，即任何局部都包含整体信息。换句话说，在某一专业分区内，如果轻微损伤了一小部脑组织，则不会影响该专业分区的整体功能。

那么，当我们回忆时，又是怎样把大脑中贮存的信息再在现出来的呢？

笔者认为，当主管意识的大脑前部的额叶发出指令，人们便不断转动眼球进行思考，这正是大脑检索、提取脑内信息的过程。正如文学家描述的“眼球一转，计上心来”。此时外膝体被抑制，新输入的电信号不能被“调制”，从而阻断了视觉信息的输入，不至于干扰大脑对信息的检索和提取。此时由眼球转动产生的θ波与某一电信号经存储时的θ波的频率相同时，相关的不同神经元之间产生同步“共振”，这样便把以该频率固化在大脑皮质及神经网络中的信息激发出来。这一过程类似全息图的再现过程，又类似于收音机搜索电台的过程，当收音机的固有频率调到与空间中某一电台的电磁波频率一致时，产生共振，该电台的信号，便被放大，提取，接收。这就是联想和幻想的机理。这一原理也说明了，为什么一个双目失明的人，在思考问题时，眼球也必须在“无意义”的转动的原因。

此外，如果在睡眠时，动眼神经无意识运动，当发送的波与某个信息存储频率一致时，同样能激活该信息，产生共振，这就是梦境的由来。

6、结束语

总之：视觉信息在大脑的存储和再现的过程，类似一个全息图片的制作和再现的过程，动眼θ波相当于制作全息图片时的参考光的作用。

可以推断：当视觉皮层接受不到来自动眼神经信息时，人将不能再现（回忆起）大脑所存储的任何视觉信息。

大脑是宇宙进化中最杰出的产物，是宇宙的灵魂和主宰。因此，象人类仿生鸟类从而制造出飞机，仿生鱼类从而制造出潜艇那样，在不远的将来，人类一定能模仿人类的大脑制造出新一代全息计算机。

参考文献

[1]黄秉宪  脑的高级功能与神经网络  科学出版社  2000年

[2]赫尔曼。哈肯  大脑的工作原理  上海科技教育出版社   2000年

[3]威廉。卡尔文  大脑如何思维  上海科学技术出版社    1996年    

[4]王鸣阳 记忆之迷   科学世界   2007年2月

Holographam Model of memory and reappear of brain

Abstract

   The text point out that theoria of memort and reappear in brain is same with theoria that holograph.θwave of eye motive correspond refer light of holograph .the test point out that holograph computer due assume character that different area of function and multiway paralleling and holograph storage equipment.

key word: cerebra  memory  reappearance  holography