人脑如何组织其信息存贮（黄秉宪）

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　　记忆对于人类的生存和发展有极重要的意义，我们对周围世界的各种知识绝大部分是通过学习而获得的。记忆使我们在一定时间内保持获得的知识，并可随时取出以适应我们的需要。尽管人类早就开始对记忆机制进行探讨，并从行为、生理、细胞和分子等不同层面对记忆展开研究，取得了不少成果。然而到目前为止，我们对人类的记忆机理的了解仍然非常有限。记忆机制的研究不仅对揭示人脑的工作原理、记忆疾患的防治和提高人类的记忆能力有重要意义，而且对于发展新型的信息处理机器也有很大作用，特别是当今世界面临信息爆炸的时候。因此，记忆的研究已成为我们当今科学研究的热点和面临的难题。
　　人类记忆的目的是存贮对其生存有意义的内外环境的信息，而人类在自然状态下，由各种感官不断传入大量的信息，如果把传入信息都存贮起来，将占用过多的存贮资源，而且增加正确提取的困难。实际上，人脑不是将传入信息原原本本地加以存贮，而是根据轻重缓急加以选择和处理后再存贮。如何选择有意义的信息是信息存贮的组织首先面临的问题。
　　人类的记忆依靠脑内存在的广泛联系采用并行分布方式，多种不同记忆可同时进行处理和存贮。为了有效存贮信息，脑内的记忆不是单纯输入信息的印记，而是将信息按本身需要和自然界本质特征，分门别类整理和加工，形成一定的存贮结构。人类的记忆实际表明，记忆系统利用客观存在的事物聚类，事物在时空中的联系，通过归纳、组合、抽象等方式，将信息纳入到联系最省和方便提取的记忆结构中。在心理学研究中，已揭示有组块、图式等高级存贮结构。我们现在还不清楚脑如何具体实现这样的任务。但从神经系统的生理和结构看，大致应对应于一种并行、分布、多层次结构的广泛联系的神经网络。揭示这一脑内存贮结构的形成和发展，将大大推动对人类记忆的理解。这里包含许多问题，如层次结构如何通过学习而建立?不同层次和不同类记忆间如何相互协调?而层次信息在脑内如何表示?这些是其中最基本的问题，而此问题已成为当前计算神经理论的一个热点。
　　脑内的记忆的存贮和提取是一个复杂的动态过程，其过程中产生的脑内兴奋可能相当广泛并可能有不同的程度，这些兴奋通过突触联系造成脑内兴奋的运动。在存贮过程中，输入信息不仅使相应脑区兴奋，而且可引起脑内的响应，特别是与输入有关的原有记忆的表示脑区也可被兴奋，两者互相作用而使新的信息融合到原有的记忆结构之中。已有人提出这种响应性的记忆痕迹是自由回忆的基础。在记忆过程中脑内有多少种不同程度的兴奋存在，相互间有何关系，新的信息如何嵌入到已有的记忆结构中去，等等问题，都有待解决。
　　上面提出的许多问题，涉及许多方面，要解决这些问题有赖于多学科的共同努力。目前首先应综合认知心理学、神经心理学、神经生理学、神经解剖学的资料和神经网络研究成果，建立反映记忆组织过程的神经网络模型，特别要注意利用多种手段同时进行观察记录的实验资料。控制论和系统论为综合不同学科知识，建立复杂系统的功能模型提供基本方法。
　　模型在生物医学研究中的作用已日见重要。模型不仅可以综合不同学科的成果，建立神经生理与神经心理之间的桥梁。正确的模型能反映原有系统的特征以及系统参数对过程的影响；因而可用计算机仿真来代替部分难于实现的或费力、费时、费钱的生物学实验。模型应能预报系统的行为并为进一步的实验提供指导。
　　解决上述人类记忆的组织问题，不能期望通过一次综合、一个模型的研究就能解决。总之，人脑记忆的组织问题，有赖于多科学的协作，综合各学科成果的功能模型研究最为重要。应当从简到繁，从易到难，通过综合?模型?验证?实验和再综合?模型?验证的过程，反复进行和逐渐深入，才能一步步前进。我们相信人类终将解开人类记忆之谜。