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心理学演义(38)学习记忆:学习靠放电,同步才有缘

心理学演义(38)学习记忆:学习靠放电,同步才有缘

作者: 董点心理 | 来源:发表于2018-11-12 16:34 被阅读35次

    手术室,灯火通明。各种镊子,刀子,锯子轮番上阵,相互碰撞,似乎在欢快地歌唱着。一群医生围着手术台,一片繁忙。

    这可不是一般的手术,而是开颅手术。也就是脑的手术。做脑手术,为了防止任何意外,一般都不能全部麻醉,都是让患者保持清醒的以随时观察手术进展。于是,会在他脑上贴满了电极随时监测变化。

    手术进展顺利!

    突然,负责检测大脑的一个电极检测到强烈的信号波动,预示着大脑某个神经元剧烈放电。

    这立刻造成一片混乱紧张,镊子,刀子,锯子的碰撞声变大,仿佛拿着麦克风在嘶吼的麦霸。

    医生们一顿忙乱,但进行完各种检测,未发现任何问题,病人也是神智清醒。

    手术继续...

    可,几分钟后又是同一电极检测到剧烈放电。。。

    当医生们静下心来,他们终于发现了一个规律:每当病人看到墙上的詹妮弗.安妮斯顿的海报的时候,某个神经元就会剧烈放电(明显,某个医生是安妮斯顿的粉丝)。

    院长大发雷霆:谁让把安妮斯顿的海报贴到手术室的!医生们一个个战栗着。。。

    院长继续嘶吼:快去把其他美女的海报也给我找来!医生:~~纳尼?

    于是,他们找来各种照片让病人看:玛丽莲梦露,电极没反应;章子怡,没放电;凤姐,没放电;布拉德.皮特,轻微放电。

    原来,这个神经元只对詹妮弗安妮斯顿放电。于是,他们将其命名为“安妮斯顿神经元”。

    他们同时,还找到了一个“哈利.贝瑞”神经元。他们还把这个发型发表在Nature上。

    问题是,我们的记忆真的是以神经元为单位进行存储的吗?

    安妮斯顿神经元的发现

    学习和记忆一直是我们非常关心的问题。很多人想知道,外界的信息是如何保存在我们的大脑里,并且被我们记住的?这个问题上,科学家进行过大量的研究,也取得了很多的进展。尽管,我们离真正揭示它的运作规律还有相当大的距离(大约十万八千里)。

    巴甫洛夫:虐狗却斩获诺贝尔生理学奖

    冰天雪地的俄罗斯,气温刺骨的寒冷。如果你开玩笑朝人泼一盆水,水在中途会受冷变成坚硬的冰块,变成利器。估计你们的友谊也基本就over了。

    消化系统科学家巴甫洛夫正在研究狗的消化功能,包括胃液的分泌,胰腺的功能等等。但一个现象严重干扰了他的研究进展。

    巴甫洛夫设计了精巧的实验记录系统来研究狗的唾液分泌与调节(消化系统一部分)。狗每次看见饲养员就会分泌唾液,进而推理其唾液分泌调节规律,分泌越多就越是吃货。

    但是,巴甫洛夫发现事情出现了诡异的变化:每次实验员从很远的地方打开门进入实验室的时候,狗还没看见是谁,也看不见事物,也闻不到味道,但就已经大量分泌唾液。

    难道狗想吃门?口味这么重?

    消化系统的研究进行不下去了!!

    巴甫洛夫干脆一不做二不休,探究这到底是怎么回事。结果这一转行不要紧,他竟然因为自己的发现获得了诺贝尔生理或医学奖(1904)。

    顺便说一下,巴甫洛夫打死都不承认自己是心理学家。所以心理学界就不用靠这个给自己贴金了。

    巴甫洛夫发现了啥:这只狗经过多天的观察,总结出开门和狗粮之间存在神秘的联系,虽然他没弄明白这种联系是什么,但不妨碍他听到开门声就收拾餐桌,分泌唾液,准备美餐一顿。

    动物原来有学习能力,并且还能够准确测量。

    巴甫洛夫进行了系列实验,深刻揭示了动物行为的特征,将“学习”这一神秘的过程变的可以观察和测量。

    远在美国的约翰.华生,将这一理论用到了人的研究和干预上。创建了“行为主义”。感兴趣的请出门左拐,查看相关章节。

    Ivan Petrovich Pavlov,1849年9月26日—1936年2月27日)

    卡哈尔(Cajal):凭过硬的绘画技能斩获诺贝尔生理学奖

    美丽的西班牙,四季如春。最适合跳着弗拉门戈,看着斗牛,喝着啤酒的小日子。但有一个倔老头没时间干这个,他一只眼睛贴在显微镜上,一只眼睛盯着自己的手绘稿纸,口里留着口水。

    当然,不是因为他听到了巴甫洛夫实验室的开门声,而是他看到了一个美妙的世界:神经纤维。

    此人就是拉蒙.卡哈尔。他可不是一般人,他11岁的时候就用自制的大炮把邻居家的大门给轰开了,谁让他不让他漂亮的女儿出来玩。他还做过鞋匠,理发师,画家,体操运动员。他做这些风马牛不相及的职业的原因很简单:哪样挣钱我整哪样!

    后来他成了一名医生,但是闲不住,想做点研究。但没钱!!于是,他就找了一个最不花钱的研究方向:细胞组织学--因为需要一台显微镜就能开张了。

    卡哈尔仔细研究了当时的酸银染色法,然后在加以改进,使之更可靠。然后,他就在显微镜下看呀看。

    俗话说,艺多不压身。因为卡哈尔曾经做过画家,他立刻成了生理学圈子里画画最好的人。这使得他的画出来的结果极富表现力。包括现在的教科书上,也都基本用卡哈尔当年画的图。

    他发现,我们的大脑层层叠叠堆砌这无数的细小神经细胞,他们不规整,有突起,有分叉。而我们的神经细胞之间就靠这些突起连在一起。他们相互联系,互相影响。

    当我们要记住一个东西,就需要点亮其中一些神经元,然后迎来神经细胞之间漫天烟花般的闪耀。

    凭着过硬的绘画技能,1906年,他获得了诺贝尔生理与医学奖。

    卡哈尔绘制的神经元

    赫布(Hebb):单身派对定律与泡妞必备神器

    加拿大心理学家赫布(Donald Hebb)看了巴甫洛夫的狗理论和卡哈尔画的神经元,就嘀咕,怎么把这两者联系在一起的呢?

    他认为,二者是一体的。

    比如巴甫洛夫的狗,它脑袋里有一个“开门”神经元,还有一个“口水”神经元,他俩本来不认识,也没联系过。但是,在巴甫洛夫这里,每次“开门”神经元兴奋的时候(听到开门声),“口水”神经元也常常伴随兴奋(吃东西)。于是,他俩就想,我靠,咱俩是不是有缘分呀。

    这就是著名的Hebb法则“Fire together, wire together!”.

    你或许说,这一理论有什么用?当然有用,说不定可以帮你告别单身狗的生活。

    现在很多单位或组织都会搞所谓的单身派对,邀请还单身的男生和女生来参加。然后把他们一对一地随机搭配在一起,要求他们合作完成某项活动:做游戏、搞活动、表演节目等。原本在派对之前形如路人的人,可以通过这一过程就建立联系了。很多人就是靠这个走到一起的。

    你看,这不就是人类生活中的赫布定律吗?

    其实,你可以更积极地应用这一定律来追喜欢的女孩/男孩。

    比如,你在某次活动上被小花的美貌与智慧折服,然后深深爱上了她。但是,人家小花课不认识你。如果,现在这种状态下,你去搭讪,会显得非常突兀,基本是给你一个差评,甚至以后都没机会了。

    正确的做法是:你要掌握小花的行踪。在每次她吃饭的时候,不经意创造某些偶遇。每次都尽量表现得绅士,每次给她一个微笑。但别着急搭讪。

    时间久了,因为你经常出现在她的视线里,就会把你和她的胃口建立起联系。每次她在看见你的时候,胃就开始活动;或者,每次饿了,就想到你(至于是美味还是反胃就看你了)。

    你再去搭讪,一点也不突兀。

    Donald Olding Hebb,1904.07.22-1985.08.20

    20纳米的距离:不腻与不弃

    卡哈尔说两个细胞会相互联系,赫布说两个细胞会因放电联系在一起,那么两个细胞是如何连在一起的?

    两个恋人要相隔多远?才能既保持亲密,而又不失去自我。

    答案是20纳米。两个细胞的神经突起会无限接近,正好停在相隔20纳米的位置。这样可以保证信号及时传递,同时又保持两个细胞的相互独立。

    学习,就发生在这20纳米的距离之间。学习会导致这20纳米距离之间信号传递效率的变化(增强或减弱)。而传递效率变化的根基是生化特征的变化(神经递质)。假设两个神经突出是A和B,A有个信息想传递给B,于是A把信息交给邮递员,他拿着信跑着去交给B。但,学习的作用可以加强这两者之间的联系,比如A不是跑,而是骑着自行车,开着汽车,或飞机等等。

    而,每一次学习,都是在改变这种连接方式。有时候,连接两个点某条路太忙了,我们会新建一条高速公路(新增突触)。

    于是,问题有来了。赫布法则说两个神经元要一起活动才能建立联系。那么,这个“一起活动”该怎么理解?或者,负责探测这两个之间活动的一致性?

    承担这个任务的叫NMDA(天冬氨酸)受体,他就像一个睡神,一般时间都在睡觉,只有当两个神经元在几乎同一时间兴奋才能唤醒他,一个不好使。

    所以,这个“差不多”取决于NMDA这个睡神的反射弧长短。

    如果你足够机制,你发现了,如果我们能够控制NMDA这个睡神的敏感度呢。

    第一种方法,以前两个神经元兴奋的误差如果再20ms以内可以激活NMDA,我们通过调整它,使两个时间差在50ms内的都被认为同时激活,是否就可以更好地促进学习。

    这种思路是错误的,如果误差变大,可能把一些无关的细胞活动都认为是学习。这样,大脑或栾城一锅粥。

    第二种方法,如果我们增加NMDA的数量,是否会增加建立联系的机会?这个还真有人做过,华人科学家钱卓就让小老鼠脑中某部位产生超量的NMDA,结果,他们变得非常聪明了。

    嗯,目前聪明药(增强记忆)的研发,主要是走这条路线。

    据说不久就要上市!

    所以,你能做的可能就是准备好钱!越多越好!

    神经元

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