記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)（Word）

1、記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)陳定學(xué) 提要：“人腦的記憶之謎”是最難破解的科學(xué)之謎之一，而記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)則是破解記憶之謎的關(guān)鍵。那么，記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)究竟是什么呢？一百多年來，神經(jīng)科學(xué)家們提出了各種各樣的解釋，本文對(duì)這些解釋一一進(jìn)行了評(píng)析。本文重點(diǎn)論述了作者所提出的“記憶本質(zhì)假說”，假說不僅對(duì)記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)做出了明確的回答，而且對(duì)“人腦的記憶之謎”也做出了新的解釋。文章最后還對(duì)記憶所涉及的一些問題，如人腦的信息存儲(chǔ)量問題、長期記憶的奧秘以及遺忘的本質(zhì)與機(jī)理等也做出了解釋。 記憶是大腦將獲得的信息存儲(chǔ)和讀出的過程，通過記憶，大腦不僅可以牢牢地記住信息（存儲(chǔ)），而且還可以將這些信息回憶或再現(xiàn)出來（讀出），所以信息的

2、存儲(chǔ)與讀出是記憶的兩大特征。人類的大腦具有十分強(qiáng)大的記憶功能，人腦不僅可以記憶浩若煙海的信息，而且還能把一些信息記憶數(shù)十年，甚至上百年之久。大腦中的許多神經(jīng)結(jié)構(gòu)和化學(xué)物質(zhì)都參與了記憶活動(dòng)，通過這些活動(dòng)，大腦完成了信息的存儲(chǔ)與讀出。那么，在這眾多的神經(jīng)結(jié)構(gòu)和化學(xué)物質(zhì)中，究竟是哪一種東西最后存儲(chǔ)了記憶的信息？究竟是哪一種東西把記憶的信息保存了數(shù)十年，甚至上百年之久？究竟是哪一種東西使信息的存儲(chǔ)和讀出得以實(shí)現(xiàn)？腦科學(xué)家們把這些問題歸納為一個(gè)問題記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)問題，那么，記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)究竟是什么呢？千百年來，這個(gè)問題一直是一個(gè)深邃難解的謎，人們無法確定記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)記憶也無法做出科學(xué)的解釋。2 /

3、 222005年7月1日，在紀(jì)念美國科學(xué)雜志創(chuàng)刊125周年之際，科學(xué)家們列出了125個(gè)迄今仍無法破解的科學(xué)之謎，同時(shí)還列出了25個(gè)最難破解的謎，而“人腦的記憶之謎”就屬于最難破解的科學(xué)之謎之一。 一、神經(jīng)科學(xué)家們的觀點(diǎn) 人腦中的信息要想長期記憶和保存，首先必須具有自己的載體，這個(gè)載體就是記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)，或者說神經(jīng)基礎(chǔ)。假若沒有物質(zhì)基礎(chǔ)或載體，信息就會(huì)成為虛無縹緲的空中樓閣，根本無法存在。記憶的信息就隱藏在物質(zhì)的載體之中，假若我們能找到這些物質(zhì)載體，那么，我們就有可能破解“人腦的記憶之謎”，所以記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)就成了破解“人腦記憶之謎”的一個(gè)關(guān)鍵。那么，記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)究竟是什么呢？千百年來，哲學(xué)家

4、、心理學(xué)家、神經(jīng)科學(xué)家以及計(jì)算機(jī)科學(xué)家們都從不同的角度進(jìn)行了探索，提出了各種各樣的觀點(diǎn)與解釋，由于篇幅所限，本文重點(diǎn)介紹神經(jīng)科學(xué)家們的觀點(diǎn)。 長期以來，尤其是1872年意大利醫(yī)生高爾基發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元之后的一百多年來，大多數(shù)神經(jīng)科學(xué)家都把注意力集中于神經(jīng)元，許多神經(jīng)科學(xué)家都認(rèn)為，神經(jīng)元或神經(jīng)元之間的線性聯(lián)系就是人腦學(xué)習(xí)記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)。例如著名的神經(jīng)組織學(xué)家Cajal就認(rèn)為，學(xué)習(xí)過程可能產(chǎn)生持續(xù)性的神經(jīng)細(xì)胞間連接的形態(tài)學(xué)變化，這種持續(xù)性的變化可能是學(xué)習(xí)記憶的神經(jīng)基礎(chǔ)。俄國著名神經(jīng)生理學(xué)家巴甫洛夫也認(rèn)為，神經(jīng)元之間所建立的新的聯(lián)系是學(xué)習(xí)與記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)。也有不少神經(jīng)科學(xué)家認(rèn)為，神經(jīng)元與神經(jīng)元之間環(huán)狀排列

5、的聯(lián)系（神經(jīng)回路）是學(xué)習(xí)與記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)。還有一些科學(xué)家認(rèn)為，單個(gè)神經(jīng)元的響應(yīng)或多個(gè)神經(jīng)元之間的編碼是學(xué)習(xí)與記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)，例如科學(xué)家巴羅就認(rèn)為，腦是通過單個(gè)神經(jīng)元的響應(yīng)來表示某一對(duì)象被感知的，也就是說他認(rèn)為單個(gè)神經(jīng)元是學(xué)習(xí)與記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)；另外一些神經(jīng)科學(xué)家如魯爾斯、Hebb等則認(rèn)為，腦是通過神經(jīng)元的“群體編碼”或“群疏編碼”來表示事物信息的，也就是說多個(gè)神經(jīng)元之間的群體編碼是學(xué)習(xí)與記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)。在當(dāng)前的腦科學(xué)或神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域，有相當(dāng)多的神經(jīng)科學(xué)家和計(jì)算機(jī)科學(xué)家都認(rèn)為，大量的神經(jīng)元所組成的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”或“神經(jīng)元集群”就是人腦中信息表達(dá)和記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)?？傊邢喈?dāng)多的科學(xué)家都認(rèn)為，神經(jīng)元或神

6、經(jīng)元之間的各種聯(lián)系或組合就是記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)。 神經(jīng)元或神經(jīng)元之間的各種聯(lián)系或組合真的就是記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)嗎？作者認(rèn)為，神經(jīng)元以及神經(jīng)元的各種聯(lián)系或組合，在大腦的思維過程中確實(shí)發(fā)揮著重要的作用，但是，由于神經(jīng)元之間的各種聯(lián)系與組合都是一種暫時(shí)的、動(dòng)態(tài)的組合，當(dāng)一個(gè)具體的思維過程結(jié)束之后，神經(jīng)元之間的這種聯(lián)系與組合就會(huì)停止，所以在一個(gè)具體的思維過程中，神經(jīng)元之間的各種聯(lián)系與組合其實(shí)都是一個(gè)極其短暫的過程。正是因?yàn)樯窠?jīng)元之間的各種聯(lián)系與組合是一種極其短暫的過程，所以這個(gè)短暫的過程一旦結(jié)束，神經(jīng)元之間的聯(lián)系與組合就不復(fù)存在了；如果連它們自身都不存在了，那它們又如何去長期存儲(chǔ)和記憶腦內(nèi)的信息呢？這無疑是一

7、個(gè)致命的缺陷，也正是由于這個(gè)致命的缺陷，它們只能短暫地?cái)y帶信息，而不能長期存儲(chǔ)信息，所以它們也就很難充當(dāng)記憶，特別是長期記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)。 在當(dāng)前的腦科學(xué)或神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域中，“突觸熱”方興未艾，許多科學(xué)家都認(rèn)為，突觸的“可塑性改變”就是記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)。突觸的可塑性真的是記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)嗎？作者在破解大腦之謎精神分子論一書中曾經(jīng)對(duì)突觸進(jìn)行過專門探討，作者認(rèn)為突觸只是神經(jīng)元的一個(gè)“話筒”，它的作用僅僅是信號(hào)轉(zhuǎn)換，所以我們不能對(duì)突觸寄予太多的期望。況且神經(jīng)遞質(zhì)在突觸釋放后很快就會(huì)失活，它作用的時(shí)間很短；即使是突觸的長時(shí)程增強(qiáng)現(xiàn)象（LTP）其時(shí)間也不過數(shù)小時(shí)、數(shù)天或數(shù)周之久，而腦的長期記憶則可達(dá)數(shù)年、數(shù)十年

8、甚至終生，所以突觸很難把腦內(nèi)的信息保存數(shù)年、數(shù)十年甚至終生。根據(jù)以上分析，我們認(rèn)為突觸的可塑性改變也不可能是長期記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)。 在神經(jīng)元的活動(dòng)過程中，電信號(hào)也發(fā)揮著十分重要的作用，什么是“電信號(hào)”呢？在神經(jīng)細(xì)胞的內(nèi)外存在著一些帶著不同電荷的離子，例如鉀離子、氯離子以及鈉離子等，當(dāng)這些離子流動(dòng)時(shí)神經(jīng)細(xì)胞就會(huì)產(chǎn)生動(dòng)作電位，而這些動(dòng)作電位就形成了電信號(hào)。由于電信號(hào)中荷載著神經(jīng)元的許多信息，所以在神經(jīng)元的活動(dòng)以及神經(jīng)元的通訊過程中，電信號(hào)都發(fā)揮著十分重要的作用，神經(jīng)元的許多信息都是以電信號(hào)的方式傳導(dǎo)的。既然電信號(hào)在神經(jīng)元的活動(dòng)以及神經(jīng)元的通訊過程中發(fā)揮著十分重要的作用，那么電信號(hào)是否能夠充當(dāng)記憶的物

9、質(zhì)基礎(chǔ)呢？有的科學(xué)家就認(rèn)為，神經(jīng)元的放電現(xiàn)象例如神經(jīng)元的“平均放電速率”或“放電定時(shí)”，是學(xué)習(xí)與記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)。作者認(rèn)為，雖然電信號(hào)確實(shí)在神經(jīng)元的活動(dòng)以及神經(jīng)元的通訊過程中發(fā)揮著重要的作用，但它也無法充當(dāng)記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)，這是因?yàn)殡娦盘?hào)也是一個(gè)轉(zhuǎn)瞬即逝的過程，當(dāng)離子停止了流動(dòng)之后，當(dāng)放電停止之后，電信號(hào)就消失了，如果連它自身都消失了，那它又如何長期地存儲(chǔ)腦內(nèi)的信息呢？又如何充當(dāng)記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)呢？ 前面我們曾提到科學(xué)家巴羅，他提出過“祖母細(xì)胞”的假設(shè)，他認(rèn)為人腦中存在著一個(gè)對(duì)應(yīng)于祖母的細(xì)胞即“祖母細(xì)胞”，而腦正是通過單個(gè)神經(jīng)元的響應(yīng)來表示某一對(duì)象被感知的，也就是說他認(rèn)為單個(gè)神經(jīng)元是信息的“神經(jīng)對(duì)應(yīng)

10、物”或記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)。單個(gè)神經(jīng)元能夠充當(dāng)記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)嗎？作者認(rèn)為巴羅的假說存在著兩個(gè)困難： 我們知道神經(jīng)細(xì)胞由胞體、樹突與軸突三部分組成，作為一個(gè)整體它如何去存儲(chǔ)復(fù)雜的信息呢？人腦中的信息極其復(fù)雜，而單個(gè)神經(jīng)細(xì)胞的整體結(jié)構(gòu)則比較單一，它很難變化出復(fù)雜的花樣來表達(dá)、記憶各種復(fù)雜的信息； 腦內(nèi)的神經(jīng)元盡管數(shù)目浩大，但是腦所存儲(chǔ)的信息量幾乎是沒有窮盡的，如果一個(gè)細(xì)胞表達(dá)一個(gè)信息，那么腦內(nèi)的細(xì)胞恐怕根本就不夠用。況且成年人腦內(nèi)每天大約有10萬個(gè)神經(jīng)細(xì)胞死亡，這樣就會(huì)導(dǎo)致大量的信息丟失，這也是與腦的實(shí)際情況不相符的。根據(jù)以上分析，我們認(rèn)為單個(gè)神經(jīng)元也很難充當(dāng)記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)。 我們能夠確定的事實(shí)是，許多

11、記憶的信息都能在人腦中長期保存，有些甚至能夠保存幾十年，甚至上百年之久，所以記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)必須具備長期存儲(chǔ)信息的功能。人腦中的許多神經(jīng)結(jié)構(gòu)及神經(jīng)活動(dòng)雖然也能夠短暫地?cái)y帶或傳遞信息，但由于它們無法長期地存儲(chǔ)、保存信息，所以它們很難充當(dāng)記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)。我們可以通過一個(gè)例子來說明這個(gè)問題，雖然交談、打電話也能方便快捷地記錄并傳遞信息，但重要的文件、合同、論文、著述以及遺囑卻很少采用這些方式，而是采用文字、錄音、影象等方式把重要的信息記錄下來。重要的文件、合同等為什么一定要采用文字、錄音、影象的方式記錄信息呢？其原因就是因?yàn)槲淖?、錄音、影象等方式能夠把這些重要的信息長期保存下去，而交談、打電話卻是一個(gè)

12、短暫的過程，一旦這個(gè)過程結(jié)束了，其中的信息就蕩然無存了。大腦也是如此，為了保存重要的信息，它必然會(huì)選擇那些能夠長期保存的神經(jīng)結(jié)構(gòu)或化學(xué)物質(zhì)，而決不可能選擇那些轉(zhuǎn)瞬即逝的東西。 需要指出的是，雖然我們認(rèn)為電信號(hào)、突觸、神經(jīng)元以及神經(jīng)元的組合不可能是記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)，但并不是說這些神經(jīng)結(jié)構(gòu)或神經(jīng)事件是可有可無、無足輕重的。在大腦的活動(dòng)中，它們都發(fā)揮著極其重要的作用，每一個(gè)神經(jīng)結(jié)構(gòu)和神經(jīng)事件的缺失或障礙，都會(huì)給大腦的活動(dòng)帶來巨大的，甚至是災(zāi)難性的影響。 二、記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)“記憶蛋白” 通過以上探討我們可以看出，電信號(hào)、突觸、神經(jīng)元以及神經(jīng)元的組合都不可能是記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)，那么，記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)究竟是什么

13、呢？經(jīng)過數(shù)十年艱難探索，作者在破解大腦之謎精神分子論一書中提出了“記憶本質(zhì)假說”，對(duì)記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)以及“人腦的記憶之謎”做出了更為明確的解釋： 記憶是腦的一種功能，特定的蛋白質(zhì)分子“記憶蛋白”是記憶信息的載體，是記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)，所以記憶的本質(zhì)就是腦對(duì)“記憶蛋白”的存儲(chǔ)與利用?？戳俗髡叩慕Y(jié)論，許多朋友可能都會(huì)感到困惑：蛋白質(zhì)是人體中最普通、最常見的生物分子，它怎么可能長期保存人腦中的信息呢？怎么能充當(dāng)記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)呢？當(dāng)然，作者所說的“記憶蛋白”并不是一般的蛋白質(zhì)分子，而是在記憶的過程中大腦神經(jīng)元所合成的一種特定的蛋白質(zhì)分子，所以我們把它命名為“記憶蛋白”?！坝洃浀鞍住本烤褂惺裁刺貏e之處，它為什

14、么能夠長期保存人腦中的信息并充當(dāng)記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)呢？生命化學(xué)家王文清教授在宇宙·地球·生命一書中曾對(duì)蛋白質(zhì)能否作為信息的載體問題進(jìn)行過論述：“蛋白質(zhì)和核酸一樣，是一種高度量子簡并性物質(zhì)，或者說是一種高共振物質(zhì)，具有巨量的、強(qiáng)大相互作用的非偶電子云，以及有著很高的介電常數(shù)和出現(xiàn)三線激發(fā)態(tài)等作為信息載體的共同特征。從化學(xué)的角度看，核酸和蛋白質(zhì)都是信息大分子，都是生物多聚體。信息吸收的本質(zhì)是一些分子對(duì)另一些分子的識(shí)別，是由它們的相互作用決定的。生物體是化學(xué)機(jī)器，是以滋生分子為信號(hào)的。蛋白質(zhì)在信息吸收和儲(chǔ)存中起作用?！闭怯捎诘鞍踪|(zhì)分子的結(jié)構(gòu)特征，所以它具有良好的信息接受和存儲(chǔ)功能，

15、在記憶的過程中，“記憶蛋白”可以接受記憶的信息，并把這些信息存儲(chǔ)到它的分子結(jié)構(gòu)之中。正是由于“記憶蛋白”能夠存儲(chǔ)記憶的信息，所以它就有可能充當(dāng)記憶信息的載體，成為記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)。 人腦中記憶的信息不僅浩若煙海，而且各種各樣、紛繁復(fù)雜，這些小小的“記憶蛋白”能夠記憶這么多復(fù)雜的信息嗎？它們又是如何記憶這些信息的呢？我們知道，蛋白質(zhì)分子都是由氨基酸小分子組合而成的，一個(gè)個(gè)氨基酸小分子通過肽鍵結(jié)合起來就構(gòu)成了氨基酸序列即“肽鏈”，而一條條肽鏈結(jié)合起來又構(gòu)成了蛋白質(zhì)分子。氨基酸序列和蛋白質(zhì)分子雖然都是一些普普通通的化學(xué)分子，但它們的分子結(jié)構(gòu)卻變化多端、復(fù)雜多樣，所以這些看似普通的化學(xué)分子卻能夠記憶復(fù)雜

16、而又高級(jí)的信息?？茖W(xué)家們曾經(jīng)進(jìn)行過測算，以20種、500個(gè)氨基酸組合而成的蛋白質(zhì)為例，它的排列方式就有可能達(dá)到20的500次方，換句話說就是10的650次方，也就是在10后面加上650個(gè)零！整個(gè)宇宙所有的原子數(shù)量，也不過是在1后面加上79個(gè)零，那么可想而知，20種氨基酸究竟能組成多少種蛋白質(zhì)?。?所以通過氨基酸小分子的不同排列組合，完全能夠記憶人腦中的信息。不僅如此，蛋白質(zhì)是具有確定構(gòu)像的生物大分子，組成蛋白質(zhì)的肽鏈數(shù)目差別很大，有的蛋白質(zhì)只有一條肽鏈，而有的卻有幾條、幾十條甚至上百條。蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)也十分復(fù)雜，雖然它最基本的結(jié)構(gòu)是鏈狀的一級(jí)結(jié)構(gòu)，但多條肽鏈還可以折疊盤曲從而形成二級(jí)、三級(jí)，甚至

17、四級(jí)結(jié)構(gòu)，所以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)具有非常大的變化范圍，正是由于蛋白質(zhì)分子具有如此復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，所以它能夠記憶人腦中復(fù)雜的信息。 “記憶蛋白”不僅能夠存儲(chǔ)人腦中的信息，而且還能讓這些信息方便地讀出。由于記憶的信息就存儲(chǔ)在“記憶蛋白”之中，所以當(dāng)需要回憶、應(yīng)用這些信息的時(shí)候，大腦就可以以“記憶蛋白”為摹本復(fù)制、提取其中的信息，并通過一定的方式把信息顯示或再現(xiàn)出來。由于讀出的信息是從“記憶蛋白”中復(fù)制出來的，所以記憶的信息能夠準(zhǔn)確無誤地回憶與再現(xiàn)。 人腦是一個(gè)極其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，它大致可以分成分子、突觸、神經(jīng)元、神經(jīng)回路、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)及腦區(qū)等多個(gè)層次，而腦中的神經(jīng)結(jié)構(gòu)更是多種多樣，那為什么人腦在記憶的時(shí)候

18、偏偏要采用蛋白質(zhì)分子作為記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)呢？它為什么不采用其他的神經(jīng)結(jié)構(gòu)呢？這個(gè)問題需要從人腦的進(jìn)化中尋找答案，世界上原本并沒有大腦，大腦是億萬年進(jìn)化的產(chǎn)物。大腦進(jìn)化的過程其實(shí)就是生物適應(yīng)外部環(huán)境的過程，為了更好地適應(yīng)環(huán)境，腦必須及時(shí)地調(diào)整自身的結(jié)構(gòu)與功能，調(diào)整自己的工作方式。如何調(diào)整自己的工作方式呢？所謂調(diào)整其實(shí)就是選擇，就是選擇那些最有效、最簡約、最經(jīng)濟(jì)的工作方式，因?yàn)橹挥凶钣行?、最簡約、最經(jīng)濟(jì)的工作方式才能更好地適應(yīng)環(huán)境。記憶也是如此，大腦一定會(huì)選擇那種最有效、最簡約、最經(jīng)濟(jì)的方式，而不可能去選擇那些過于復(fù)雜、效果不佳、耗能較大的方式。在信息的記憶方面，蛋白質(zhì)分子具有許多得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，這

19、些優(yōu)勢是：蛋白質(zhì)分子是一種相對(duì)穩(wěn)定、具有確定構(gòu)像的生物大分子，它具有比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，具有一定的生命周期，這樣人腦中的信息就有可能被保存，并有可能長期保存下去。蛋白質(zhì)分子體積很小，易于在腦中存儲(chǔ)，而且易于提取，易于傳遞，耗能又小，十分有利于腦的微觀活動(dòng)，所以通過蛋白質(zhì)記憶是一種十分有效、十分簡約、十分經(jīng)濟(jì)的記憶方式。比較而言，神經(jīng)元之間的聯(lián)系、神經(jīng)回路、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、電信號(hào)以及神經(jīng)元震蕩等大都是一些比較復(fù)雜、耗能又大的工作方式，它們遠(yuǎn)不如蛋白質(zhì)記憶有效、簡約、經(jīng)濟(jì)，所以腦在進(jìn)化過程中極有可能會(huì)選擇這種方式，正如愛因斯坦所說的那樣：“物理上真實(shí)的東西一定是邏輯上簡單的東西”。 最有力的證明就是生物對(duì)遺

20、傳信息的記憶，遺傳也曾是一個(gè)長期無法破解的科學(xué)之謎，在20世紀(jì)之前的漫長歷史時(shí)期里，盡管哲學(xué)家、神學(xué)家以及科學(xué)家們絞盡了腦汁，但卻一直無法揭開這個(gè)謎，人們不知道究竟是什么東西記憶、保存了生物的性狀信息，是什么東西把生物的性狀信息一代又一代地傳遞下去。在20世紀(jì)50年代，這個(gè)生命之謎終于被科學(xué)家們破解了，這時(shí)人們才知道，原來記憶、保存生物性狀信息的就是脫氧核糖核酸分子，正是這些化學(xué)分子把生物的性狀信息一代又一代地傳遞下去，這就是說，生物在表達(dá)、記憶、傳遞遺傳信息的時(shí)候采用的也是分子方式，只不過這里使用的分子不是蛋白質(zhì)分子，而是脫氧核糖核酸分子。生物在表達(dá)、記憶、傳遞遺傳信息的時(shí)候?yàn)槭裁匆惨捎梅?/p>

21、子方式呢？這說明分子方式確實(shí)是一種最有效、最簡約、最經(jīng)濟(jì)的方式，確實(shí)具有無法超越的優(yōu)勢。 我們說蛋白質(zhì)分子是記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)，這并非是作者毫無根據(jù)的猜測與想象，這個(gè)結(jié)論已經(jīng)被腦科學(xué)的許多實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。早在20世紀(jì)的60年代，美國、加拿大、丹麥、瑞典等國的科學(xué)家就進(jìn)行了有關(guān)記憶機(jī)理的實(shí)驗(yàn)與研究，有許多實(shí)驗(yàn)都提示，蛋白質(zhì)分子的合成對(duì)記憶的形成具有關(guān)鍵性的意義，長時(shí)記憶的形成需要有新的蛋白質(zhì)分子合成。最著名的實(shí)驗(yàn)是2000年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)獲得者之一坎德爾（Eric Kandel）所進(jìn)行的海兔記憶實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)海兔神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行強(qiáng)刺激，可以形成幾周的長期記憶，而形成長期記憶的原因正是生成了新的蛋白

22、質(zhì)。通過以上探討，我們就有可能對(duì)記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)問題做出明確的回答，在這眾多的神經(jīng)結(jié)構(gòu)和化學(xué)物質(zhì)中，是“記憶蛋白”最后存儲(chǔ)了記憶的信息，是“記憶蛋白”把記憶的信息保存了數(shù)十年，甚至上百年之久，是“記憶蛋白”使信息的存儲(chǔ)和讀出得以實(shí)現(xiàn)?！坝洃洷举|(zhì)假說”不僅對(duì)記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)做出了明確的回答，而且對(duì)記憶信息的存儲(chǔ)和讀出也做出了較為合理的解釋，所以通過這個(gè)假說，我們就有可能對(duì)“人腦的記憶之謎”做出新的解釋，并有可能為破解這個(gè)科學(xué)之謎提供新的思路和理論依據(jù)。 三、對(duì)相關(guān)問題的解釋 上面我們探討了記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)，通過探討我們得出了這樣的結(jié)論：特定的蛋白質(zhì)分子“記憶蛋白”是記憶的物質(zhì)基礎(chǔ)，記憶的本質(zhì)就是腦對(duì)“

23、記憶蛋白”的存儲(chǔ)與利用。然而，記憶是一種十分復(fù)雜的現(xiàn)象，它還涉及許多問題，我們嘗試通過“記憶本質(zhì)假說”對(duì)這些問題也做出解釋。 我們在文章的開頭曾經(jīng)說過，人類的大腦具有十分強(qiáng)大的記憶能力，人腦可以記憶浩若煙海的信息。然而人腦是一個(gè)不大的器官，它的體積大約為14001500立方厘米左右，大腦皮層的體積也只不過600立方厘米左右。既然人腦是一個(gè)不大的器官，那小小的人腦為什么能夠存儲(chǔ)浩若煙海的信息呢？作者認(rèn)為，問題的關(guān)鍵就在“記憶蛋白”的體積，克里克先生在驚人的假說中曾對(duì)蛋白質(zhì)和細(xì)胞的體積進(jìn)行過比較，他指出蛋白質(zhì)的一般體積通常是細(xì)胞體積的10億分之一，這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的體積十分微小，用光學(xué)顯微鏡都無法看

24、到它們。正是由于蛋白質(zhì)的體積十分微小，而記憶的信息就存儲(chǔ)在極其微小的蛋白質(zhì)分子中，所以小小的人腦就能存儲(chǔ)浩若煙海的信息。 我們在文章的開頭還曾說過，人腦可以把一些信息記憶數(shù)十年，甚至上百年之久。然而，蛋白質(zhì)分子是有壽命的，它的壽命長則數(shù)月，短的只有數(shù)秒鐘，即使按最長的壽命數(shù)月計(jì)算，“記憶蛋白”也很難保存幾年、幾十年，更不用說上百年之久了。既然“記憶蛋白”的壽命是有限的，那為什么人腦中的記憶卻能夠保存那么久呢？作者認(rèn)為，其中的奧秘就是“記憶的加固”，所謂記憶的加固就是“記憶蛋白”的更新和記憶信息的傳遞。大腦是通過意識(shí)性加固（例如回憶）與潛意識(shí)加固（例如做夢）兩種方式對(duì)記憶的信息進(jìn)行加固的，通過加固，“記憶蛋白”不斷更新，老的“記憶蛋白”壽終正寢了，新的“記憶蛋白”又生成了，“記憶蛋白”一代又一代地接替，而記憶的信息也一代又一代地傳遞下去。通過記憶加固，“記憶蛋白”