李澄宇破解大腦快速記憶之謎

　　“人的大腦只開發(fā)了10%，海豚的腦力開發(fā)達(dá)到了20%。如果人的腦力開發(fā)達(dá)到20%至30%，人的判斷力、認(rèn)知能力、速度和力量等都將獲得極大提升。”這是時下熱映的科幻影片《超體》提出的一個假設(shè)。影片主人公Lucy一目十行、過目不忘的能力，令電影觀眾們?nèi)滩蛔〔孪耄何业挠洃浟δ芴岣叩绞裁闯潭?

　　難以達(dá)到的“秒”級研究

　　上海市中心的核心地段，“奢侈”地坐落著一組極富特色的建筑群。青磚、紅瓦的低層建筑，掩映在至少有著數(shù)十年樹齡的法式梧桐之間，若隱若現(xiàn)。11月24日上午10點(diǎn)，這里陸陸續(xù)續(xù)正在進(jìn)出各式小型面包車，車上卸下一個個大小各異、寫滿各國文字的箱子。

　　幾個年輕人小心翼翼地把這些箱子搬上樓，生怕箱子蹭破點(diǎn)兒皮或者產(chǎn)生不必要的晃動。箱子里頭，有實(shí)驗(yàn)器材，也有實(shí)驗(yàn)用小動物。這些東西，都是科學(xué)家們的“寶貝”。

　　8樓是神經(jīng)科學(xué)研究所辦公和實(shí)驗(yàn)的場所。李澄宇極不情愿地帶記者去實(shí)驗(yàn)室看他的“寶貝”——一群頭上戴著粉色“小帽子”的褐色小鼠。“你最好不要進(jìn)去，它們對陌生人氣味很敏感。”他說。

　　這些小鼠是一群已經(jīng)被動過手術(shù)的實(shí)驗(yàn)動物，它們腦袋上的粉色器件是專用材料定制而成的“腦殼”替代物。通過這個粉色“帽子”，實(shí)驗(yàn)者可以通過控制“光”的變化，來影響小鼠大腦內(nèi)側(cè)前額葉的行為反應(yīng)。

　　實(shí)際上，大腦內(nèi)側(cè)前額葉對工作記憶功能可以產(chǎn)生影響，是一個早在79年前就被證明的事實(shí)。李澄宇并不需要對此進(jìn)行什么證明，他的研究更聚焦于內(nèi)側(cè)前額葉究竟是如何對記憶產(chǎn)生作用的，研究的是一張影響記憶的“路線圖”。

　　1935年，一個名叫雅各布森(Jacobson)的學(xué)者就用猴子實(shí)驗(yàn)證明了內(nèi)側(cè)前額葉的功能。他先在猴子面前放兩個盤子，左側(cè)盤子內(nèi)有食物，右側(cè)盤子內(nèi)沒有食物。然后用一塊擋板隔離猴子的視線，在這段時間里讓它只能在腦中記著“食物在哪兒”。聰明的猴子會在這段時間之后，直接將手伸向左側(cè)。

　　同樣的實(shí)驗(yàn)，使用同一只猴子，如果把猴子的大腦內(nèi)側(cè)前額葉部分摘除，那么它就無法做出正確的選擇。

　　類似直接取走內(nèi)側(cè)前額葉或者使用藥物暫時隔離內(nèi)側(cè)前額葉功能的做法，在過去數(shù)十年間，被科學(xué)家們使用了無數(shù)次。這樣做的一個弊端是，它所研究的“記憶延遲期”只能是較為長期的，而對“短時工作記憶”這項(xiàng)研究幾乎沒有幫助。

　　猴子視線被擋板隔離的這段時間，被稱為“記憶延遲期”。對于“短時工作記憶”來說，這段延遲期一般只有幾秒鐘到十幾秒鐘的時間，但現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)手段，此前尚無法研究精確到“秒”級的記憶。

　　79年前的那只猴子，只能證明大腦內(nèi)側(cè)前額葉能對動物記憶產(chǎn)生影響，但具體到“哪一部分”記憶，則有待研究。因?yàn)楹镒影咽稚煜蚴澄锉P的這個決定，可能是由多種“記憶模式”帶來的——它的大腦在延遲期間記錄的，可能是那只盤子，可能是一個把手伸向左側(cè)的動作，也可能是一個往哪里伸手的決定。簡單摘除前額葉并不能解決問題。

　　后來，科學(xué)界研制出一種能暫時“抹去”內(nèi)側(cè)前額葉功能的藥物，但這種藥物抹去功能的時長，有時是十幾分鐘，有時是一個小時。也就是說，可供科學(xué)家進(jìn)行研究的“延遲期”至少要長過藥物作用時間，無法進(jìn)入“秒”級研究。

　　正是上述原因，導(dǎo)致數(shù)十年來對“短時工作記憶”的研究進(jìn)展緩慢。“因?yàn)榭茖W(xué)家們很難找到一種能在幾秒鐘內(nèi)影響短時記憶的實(shí)驗(yàn)手段，沒有‘秒’級的研究。”李澄宇說。

　　花了3年來訓(xùn)練小鼠

　　2009年，從美國加州大學(xué)伯克利分校學(xué)成歸來的李澄宇找到了一個在他看來“自然而然”的研究方法。一方面用“光遺傳”的手段來影響小鼠短時記憶的“延遲期”，另一方面，以小鼠的嗅覺為基礎(chǔ)進(jìn)行短時工作記憶的研究。