大腦中記憶的原理
大腦中記憶的原理
我們的大腦是如何記憶東西的?大腦又為什么是越用越靈活呢?下面學(xué)習(xí)啦小編給大家分享一些關(guān)于大腦記憶力原理的知識。
記憶的生理本質(zhì)：
人類大腦內(nèi)在數(shù)十億個神經(jīng)細(xì)胞，它們相互之間通過神經(jīng)突觸相互影響，形成極其復(fù)雜的相互聯(lián)系。記憶就是腦神經(jīng)細(xì)胞之間的相互呼叫作用，其中有些相互呼叫作用所維持時間是短暫的，有些是持久的，而還有一些介于兩者之間。
記憶的形成原理：
當(dāng)一個腦神經(jīng)細(xì)胞受到刺激發(fā)生興奮時，它的突觸就會發(fā)生增生或感應(yīng)閾下降，經(jīng)常受到刺激而反復(fù)興奮的腦神經(jīng)細(xì)胞，它的突觸會比其它較少受到刺激和興奮的腦細(xì)胞具有更強(qiáng)的信號發(fā)放和信號接受能力。當(dāng)兩個相互間有突觸鄰接的神經(jīng)細(xì)胞同時受到刺激而同時發(fā)生興奮時，兩個神經(jīng)細(xì)胞的突觸就會同時發(fā)生增生，以至它們之間鄰接的突觸對的相互作用得到增強(qiáng)，當(dāng)這種同步刺激反復(fù)多次后，兩個細(xì)胞的鄰接突觸對的相互作用達(dá)到一定的強(qiáng)度(達(dá)到或超過一定的閾值)，則它們之間就會發(fā)生興奮的傳播現(xiàn)象，就是當(dāng)其中任何一個細(xì)胞受到刺激發(fā)生興奮時，都會引起另一個細(xì)胞發(fā)生興奮而，從而形成細(xì)胞之間的相互呼應(yīng)聯(lián)系，這就是即記憶聯(lián)系。
(說明：短期記憶腦細(xì)胞在受到反復(fù)刺激時，并不發(fā)生突觸增生，而是發(fā)生突觸感應(yīng)閾下降，這種下降時短暫的，所以不能維持太長時間;而惰性記憶細(xì)胞則以突觸增生為記憶基礎(chǔ)，因而維持記憶的時間較長。)
腦神經(jīng)元的交互作用：
神經(jīng)細(xì)胞之間存在四種基本相互作用形式：
單純激發(fā)：一個細(xì)胞興奮，激發(fā)相接的另一細(xì)胞興奮。
單純抑制：一個細(xì)胞興奮，提高相接的另一細(xì)胞的感受閾。
正反饋：一個細(xì)胞興奮，激發(fā)相接的另一細(xì)胞興奮，后者反過來直接或間接地降低前者的興奮閾，或回輸信號給前者的感受突觸。
負(fù)反饋：一個細(xì)胞興奮，激發(fā)相接的另一細(xì)胞興奮，后者反過來直接或間接地提高前者的興奮閾，使前者興奮度下降。(多由三個以上細(xì)胞構(gòu)成負(fù)反饋回路)
由于細(xì)胞的交互作用，記憶會受到情緒、獎勵、懲罰等的影響。
腦細(xì)胞的記憶分工：
人腦內(nèi)存在多種不同活性的神經(jīng)細(xì)胞，分別負(fù)責(zé)短期、中期、長期記憶。
活潑細(xì)胞負(fù)責(zé)短期記憶，數(shù)量較少，決定人的短期反應(yīng)能力 。這種細(xì)胞在受到神經(jīng)信號刺激時，會短暫地出現(xiàn)感應(yīng)閾下降的現(xiàn)象，但其突觸一般不會發(fā)生增生，而且感應(yīng)閾下降只能維持?jǐn)?shù)秒至數(shù)分鐘，然后就會回復(fù)到正常水平。
中性細(xì)胞負(fù)責(zé)中期記憶，數(shù)量居中，決定人的學(xué)習(xí)適應(yīng)能力 。這種細(xì)胞在受到適量的神經(jīng)信號刺激時，就會發(fā)生突觸增生，但這種突觸增生較緩慢，需要多次刺激才能形成顯著的改變，而且增生狀態(tài)只能維持?jǐn)?shù)天至數(shù)周，較容易發(fā)生退化。
惰性細(xì)胞負(fù)責(zé)長期記憶，數(shù)量較多，決定人的知識積累能力。 這種細(xì)胞在受到大量反復(fù)的神經(jīng)信號刺激時，才會發(fā)生突觸增生，這種突觸增生極緩慢，需要很多次反復(fù)刺激才能形成顯著的改變，但增生狀態(tài)能維持?jǐn)?shù)月至數(shù)十年，不易退化。
以上三種細(xì)胞的區(qū)分是相對的，腦細(xì)胞的活性分布并沒有明確的界線，相對而言是連續(xù)分布的，例如活潑細(xì)胞的活性也不是都一樣的，有些活潑細(xì)胞的突觸變化周其只有幾秒種，而有些則達(dá)到幾分種。
"記住"的本質(zhì)：
記住 = 可回憶 = 細(xì)胞聯(lián)系路徑的通暢 = (細(xì)胞間的聯(lián)系強(qiáng)度 > = 有效閾)= 細(xì)胞間顯性聯(lián)系。
現(xiàn)在記住=神經(jīng)細(xì)胞間現(xiàn)時存在顯性聯(lián)系 # 以后永遠(yuǎn)保持顯性聯(lián)系(永久記住)
為什么要反復(fù)學(xué)習(xí)才能記?。?/strong>
神經(jīng)細(xì)胞并不會對所有接受到的刺激作出反應(yīng)，只有當(dāng)刺激的強(qiáng)度超過神經(jīng)細(xì)胞的感應(yīng)閾時才會激發(fā)神經(jīng)細(xì)胞作出反應(yīng)，通常少量的信號刺激，只能使活性細(xì)胞的感應(yīng)閾下降一點，而不能使中性或惰性細(xì)胞的突觸增生，因而難以保持較長的時間。
要形成有效持久的記憶，必須通過反復(fù)的學(xué)習(xí)刺激，直至相應(yīng)的惰性腦細(xì)胞發(fā)生充分的突觸增生而形成有效的相互呼叫作用。
為什么有時能回憶有時不能：
當(dāng)刺激強(qiáng)度接近神經(jīng)細(xì)胞的感應(yīng)閾時，有時能夠激發(fā)神經(jīng)細(xì)胞，但有時則不能激發(fā)，這是因為神經(jīng)細(xì)胞的感應(yīng)閾具有不穩(wěn)定性(受多種因素影響而忽高忽低)。
為什么有時能回憶起很多年前的細(xì)節(jié)：
大腦內(nèi)存在數(shù)以天文數(shù)字計算的隱性聯(lián)系，這種聯(lián)系構(gòu)成人的潛意識，隱性聯(lián)系在一定的條件下可以變成顯性聯(lián)系，那就是當(dāng)神經(jīng)細(xì)胞的敏感性提高(有效作用閾降低)時，所以有時人們會能夠忽然想起幾十年前的陳年小事的細(xì)節(jié)。
為什么情緒不好時記憶力差：
記憶形成過程中的獎勵能夠降低細(xì)胞的感受閾從而提高記憶效率相反，記憶形成過程中的懲罰或不愉快感受則會提高細(xì)胞的感應(yīng)閾從而降低記憶效率，甚至不能形成有效的記憶。所以記憶時保持良好的情緒有利于提高記憶效率反之，心神不寧或身體不適時記憶力差。
遺忘的生理本質(zhì)：
遺忘就是曾經(jīng)建立的腦細(xì)胞相互聯(lián)系，在一定的條件下，其聯(lián)系作用減弱直到其相互作用強(qiáng)度低于記憶閾值。
對短期記憶而言，就是活性腦細(xì)胞的感應(yīng)閾恢復(fù)到較高的水平，變得不敏感;對長期記憶而言，就是惰性腦細(xì)胞的突觸因為長期得不到必要的刺激而退化萎縮。
為什么會遺忘：
腦細(xì)胞總是處于變化之中，當(dāng)反復(fù)受到刺激時會發(fā)生突觸增生，當(dāng)長期得不到刺激時則會發(fā)生突觸退化。所以已經(jīng)建立的聯(lián)系還要不時進(jìn)行反復(fù)的刺激，才能保持相互作用強(qiáng)度超過記憶閾值，才能保持有效的相互作用聯(lián)系，否則會退化失效。
人為什么要遺忘：
盡管人腦的記憶容量很大(達(dá)到數(shù)十億個比特)，但畢競是有限的，比起人類一生中所接受到的信息，人腦的記憶容量就更是難以盡數(shù)收納。
假如有一個人過目不忘、歷事不遺，那么用不了三天，這個人的腦子里就會很快塞滿各種無關(guān)緊要的信息，例如每一次排小便大便的情境、吃每一粒飯時的感受、每一步走過的位置等等，其實這些信息只有在其發(fā)生后很短的時間內(nèi)才有用，過后則成為無用的信息，這些過時無用信息多了，不僅占用了寶貴的大腦記憶容量，而且大大妨礙了有用信息的檢索，因為每次回憶一個有用的信息，都要想起無窮無盡的枝節(jié)小事和過時遷境，如此將不勝其煩而無法過正常生活，甚至無力維持基本的生存，假如世界上出現(xiàn)一個過目不忘的人，那么這個人會很快死掉(歷事不遺，天誅地滅)。
因此，遺忘是人類經(jīng)過數(shù)萬年的生存競爭，而獲得的一種適應(yīng)環(huán)境和自我保護(hù)的本領(lǐng)，是大自然賜給人類的一種更有效地使用大腦資源的寶貴本領(lǐng)。
記憶衰減的近似數(shù)學(xué)模型：
1)主公式：M(%)=100*(N1*N2)/(T^0.5)
2)各變量解釋：
M=記憶信息殘留率(%)
T=時間(短期記憶的時間單位是分中期記憶的單位是日長期記憶的單位是年)
N1=記憶強(qiáng)度(=參與記憶的腦細(xì)胞個數(shù) * 關(guān)聯(lián)突觸個數(shù))。
N2=記憶深度(=參與記憶的惰性度總和：短期記憶細(xì)胞的惰性度<=1，1<中性細(xì)胞<=10，10<惰性細(xì)胞的惰性度<=100)。
3)公式說明：
當(dāng)(M>=作用閾)時，記憶有效
當(dāng)(M<作用閾)時，記憶無效
記憶有效作用閾會受到情緒、健康、營養(yǎng)等的影響
復(fù)習(xí)就是當(dāng)記憶仍未失效時進(jìn)行路徑的開通擴(kuò)闊
由上列公式可見，當(dāng)記憶深度低時，記憶的衰減速度很快。
為什么腦子越用越靈?
科學(xué)界以前均認(rèn)為，大腦內(nèi)的神經(jīng)細(xì)元(神經(jīng)細(xì)胞)不會進(jìn)行細(xì)胞裂殖，在我們成年后每天都有大約十萬個腦細(xì)胞死亡，腦細(xì)胞只會一天比一天減少。但這個常識于1998年被推翻了，因為研究人員發(fā)現(xiàn)在擔(dān)負(fù)記憶重要任務(wù)的大腦海馬區(qū)(hippocampal area)存在神經(jīng)元的新生現(xiàn)象。
神經(jīng)元本身確實不會細(xì)胞分裂，但是腦內(nèi)有一種“神經(jīng)干細(xì)胞”(neural stem cell)會分化出新生的神經(jīng)元。新生神經(jīng)元在腦中擔(dān)負(fù)什么任務(wù)，我們還不清楚，只知道小鼠作實驗時，它們與某種記憶活動過程有關(guān)。也有報告指出，猴子的大腦皮質(zhì)也會出現(xiàn)類似的神經(jīng)元新生現(xiàn)象。
究竟是什么促使這種新生現(xiàn)象的出現(xiàn)和控制它的進(jìn)行速度?有學(xué)者基于大量的實驗數(shù)據(jù)指出，這種神經(jīng)元新生過程很可能和記憶活動本身有密切關(guān)系，當(dāng)大腦不斷受到記憶信息的刺激時，就會分泌出一些特殊的激素類物質(zhì)，加快神經(jīng)干細(xì)胞分化成神經(jīng)元的過程。由此可見，科學(xué)研究的最新成果表明，“腦子越記越好記”、“人腦越用越靈”的說法是有相當(dāng)?shù)目茖W(xué)根據(jù)的。如果您真的記性不好，那么介紹一種治療健忘癥的有效療法，就是努力去記更多的內(nèi)容。
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