记忆系统

由于脑的疾患或损伤，导致记忆力的严重丧失即患了遗忘症。大脑受创伤后，不能形成新的记忆，称为顺行性遗忘。如果创伤发生前发生的事被遗忘，但创伤以前很久的事以及受伤以后经历的事应能记得称为逆行性遗忘。

人的一生中尽管脑细胞不断地死去，但记忆却始终保持着。那么记忆是否可能位于大脑中某个特定区域？在20世纪中期，大多数研究专家仍对此抱怀疑态度。他们更多地相信，记忆是依赖语言或视觉等其他功能进行工作的，并分布式储存于整个大脑。

后来在1953年，有关记忆是分散在这个大脑的想法突然间发生了变化。一个名叫H.,M的男子自10岁起癫痫发作越来越严重，没有一种药物能减缓他的病情。因此，一生决定采取最后的手段，切除了双侧长约8厘米的内侧颞叶，其中包括皮层、下面的杏仁核和海马前面的三分之二，这是缓解癫痫发作的最后一者。在减轻癫痫发作这方面，手术是成功的。不过，手术使得他得了严重的遗忘症。H,M对手术前几年的事有部分的逆行性遗忘，但他的顺行性遗忘极其严重。尽管他还能记得起许多小时候的事，但他记不住5分钟前才见过的人。他的智商高于平均值，且不是弱智，但他就是记不住周围世界发生的事情，记不住每天看到的护理人员是谁。他记着他的童年，但不知道自己是谁。

于是加拿大蒙特利尔神经学研究所的米尔纳（Brenda Miilner）博士对H,M进行了长达50年的跟踪研究。H,M能很好地回忆起他童年的情况，因此手术时形成的长时程记忆即回忆这些往事的能力没有遭到破坏。H,M能成功地学习镜像画画，或者记住一窜6个数字，但任何打扰都会使他忘掉，说明他对心的信息无法形成短时程记忆。H,M的遗忘症表明，记忆有短时程和长时程之分，并且长时程和短时程的神经解剖学部位和神经机制都不同。此外，这也证明了内测颞叶在学习和记忆中起作用。

那么，当我们学习或记忆什么时，哪些区域被激活了呢？手术切除H,M内测颞叶时，大部分海马和杏仁核也切掉了。人类海马深藏于大脑颞叶皮层，它的前方就是杏仁核。海马可能在学习和记忆中起着重要作用。那些需要长期记忆的事情会不会就储存在执行核团中呢？脑研究专家认为，估计不会。例如，你对好友的记忆，可能储存在不同的特殊脑区，他的脸存在视觉功能区，他的声音存在听觉功能区。对好友的各式各样的描绘都相互联系，可能在你的脑海中突然闪现他的脸时就会回想起他的声音。老年痴呆症患者出现的记忆缺损、语言表达的缺损（失语）等症状，也可能就是从颞叶（尤其是海马）退化，缺损开始的。

长期记忆力不仅限于储存和重新唤起某些曾经接触过的脸或者外语，还包括许多无意间了解的东西。例如刷牙，你不会在每次刷牙时留意手的方向和力的大小，你学会了刷牙这种动作后，以后不需要什么力气就能使用这一方式，这类能力称为内延性记忆力。与此相反，外延性的记忆力是我们有意识使用的记忆力。内延性记忆力和外延性记忆力是各自独立工作的，分别涉及大脑皮层、杏仁核、海马、甚至需要小脑的协助，大鼠视觉空间记忆的实验能说明这个问题。

大脑中的神经细胞是怎样帮助我们进行学习的呢？著名心理学家赫布（Donald Hebb）早在1949年久提出了如下的想法：有两个连接不很紧密的细胞，其中一个发出脉冲，另一个不一定也要发出脉冲；而当另一个正好也发出脉冲时那两者之间的了解就得到了加强。赫布的明确表达是“Cells that fire togother,wire togother）。他把同时激活的神经元称为“细胞集合”，设想这些细胞是相互连接的。直到20世纪70年代，科研人员发现海马中神经细胞和大脑皮层神经元能够不断地加强它们间的连接，之一现象被称为突触传递的“长时程增强”。

语言感知

   使用语言是人类区别于其他动物的关键特征之一，对人类社会具有很大的影响。动物会奔跑，游水，飞翔，它们能看东西、听声音、闻气味和感受周围的变化，还会通过面部表情或动作来互相沟通。但它们与人类不同，不会讲话。人类语言是社会文明的一个根本前提，通过口头语言或文字不仅可以相互沟通，交流经验与体会，也能使知识不断积累，代代相传，且广泛传播。其实，语言不但是言语声库，而是一个由声音、符号和手势组成的、更具创造性的交流系统。例如，失聪者可以通过手语与别人交流，甚至猜谜，尽管手语相当复杂。因此，手语也能像语言一样在脑中进行学习，记忆和加工。

   语言是这样产生的？人类说话能力是与生俱来的吗？什么时候开始说话？文明对语言的表达、理解和命名等问题的认识，大部分来自对脑损伤所致的语言功能缺陷的研究。

   语言是否与生俱来？我们学习说话是因为是因为我们具有相应的基因构造？或是我们跟着父母“鹦鹉学舌”而成的？有个有趣的现象：日本的成年人很难区分“r”和“l”的发音，而日本的婴儿可以分清两者的发音，但他们在日后也就渐渐失去了这一能力。新生儿也有类似的现象，他们的父母或兄弟姐妹说什么语言是无关紧要的，他们起先能区分所有可能出现的语音，不管是否是起母语的语音。他们的大脑里似乎有一个包括全部语音的语言库，他们只是对那些一再重复的语音加以模仿，并将它们牢牢记住，其余语音则逐渐地被删除。美国的科研人员曾对来自美国和中国台湾的各四名孩子的手势顺序进行了比较。那些说话的母亲们使用的是各自不同的动作，但孩子们却组成了正确的句子。令人惊喜的是：无论是来自中国台湾还是来自美国的孩子，他们的符号句子是同样的，这表明了存在“与生俱来”的语法现象。

   因而，语言在很大程度上是天生的能力，但也许经过正确的刺激才能得到发展。天生失聪的婴儿就无法学习说话，独立一个人也无法学会符号性语言。即便是一个有语言天赋的女孩，在被隔离了12年之久后，虽经过强化训练，也无法学会如何确切地表达，而只能使用稚童的语言，尽管她的心智已经成熟。

   我们更感兴趣的是，大脑在什么地方处理语言呢？如果我们发出一个音，或试图去理解一句话，会使哪些神经细胞工作呢？

   语言研究的发端始于1861年，当时布罗卡发现了与神话有关的大脑皮层区域，它位于下额叶部分。1864年布罗卡提出语言表达只由一侧大脑半球控制，而且总是左半球。后来，把布罗卡确定的对清晰表达语言具有重要作用的脑区称为“布罗卡区”，位于左侧优势半球的额叶。如果该区受损伤，就发生布罗卡失语症，其特点是有明显的语言表达困难，而听理解和阅读理解却很正常，因此又称为运动性失语或非流畅性失语。

   另一种语言障碍是韦尼克失语症。德国语言研究专家韦尼克（Karl Wernicke）发现损伤颞叶上部（韦尼克区）也可引起失语症。此类患者语言表达相当流畅，但对理解很差，而不理解别人甚至自己在讲什么，讲话的句子非常离奇，常常答非所问。

   布罗卡区和韦尼克区是大脑中两个重要的语言中枢，前者是语言运动中枢，后者是语言听觉中枢。为了进一步了解这两个部分是如何一起参加活动，设想这样一个任务：请您对桌子上的一个物体进行命名。这一物体首先刺激您的视网膜细胞，由它们将信号传递给大脑，再由大脑分析它的形状、颜色和深度等特征。大脑的联络区是各类信息汇总的地方，整合这一刺激各种特征，然后识别出“此物体是只杯子”。信号再从联络皮层传递到韦尼克区，估计在那里把“杯子”的视觉图像转换成了“杯子”这个词。因为韦尼克语言控制中枢犹如一个词库，包含了所有书面的或口语词汇的“记忆痕迹”。在韦尼克区的帮助下您也就能想象出“杯子”这个书面词语是个什么样子。现在，以单词信号存在韦尼克区里的“杯子”信号输出，通过角回和弓状纤维束传递到布罗卡区。布罗卡区也是一个词库，而词汇是作为语言生成时嘴、唇、舌、喉等部位的运动方式保存在这里。。单词“杯子”在布罗卡区被转化成产生语言声音所需要的肌肉运动编码，然后作为口语发出“杯—子”的声音。此外布罗卡语言中枢还具有更多的功能：他是一种语法“机器”，将许多相互关联的东西整理成合理、正确的表达形式。

   最近，关于布罗卡区和韦尼克区如何一起参与说话活动的认识发生了变化。通过测试大脑的神经电活动发现：首先是由布罗卡区检查一个句子的语法结构，需用时间约为200微秒。然后，韦尼克区又用300微秒来处理词语的含义。总共经历约700微秒，大脑才得出词语和语法监测的结果。其实，大脑对“说什么”兴趣不大，而是对“如何说”感兴趣。

   上诉情况也可以说明为什么我们学习外语时特别费力。大脑皮层诱发电位表明，人们对其母语句子反应快速而听到外语时，就没有这样的反应。一般来说，语言或手语的习得在人的发育关键期（大约在5岁内）比较容易。在青春期之后，语言的习得能力就显著下降。尽管成人也能学好非母语语法，但要达到熟练掌握并流畅表达外语，是十分困难，艰巨的任务。

   在我们的大脑左半球控制自己说话的同时，右半球是否保持“沉默不语”？其实，右半球专门处理语言的某些情感成分，如语调的抑扬顿挫（语韵），情感的或喜或悲。我们表达自己的感情或是感知对方的情感，都得归功于右半球发挥正常功能。右半球损伤所致的“语韵缺失”患者，对语言中情感成分的表达或理解就非常困难，将语调总是平平淡淡的。这表明右脑中存在着与左半球布罗卡区和韦尼克区相配合的情感表征的神经基础。

   人类提供学习、记忆等适应性训练，可以实现功能性脑重构。用fMRI技术研究人类语言加工，已发现一些脑重构的明显例子。

   大脑左右半球的功能有某种侧化优势：

左半球的优势，如右手控制，口语，数字机计算，写作科学研究，阅读等。

右半球的优势，如左手控制，音乐欣赏，立体感知，艺术感悟，抽象思维，空间定位等。但是，大脑的一切活动，好像总是左脑和右脑在一起活动，相互配合，谁也不愿意离开谁。