前一秒想说的话，后一秒怎么就忘了？为什么有人“在人群中看了你一眼”，就能过目不忘？这些其实都是人类的工作记忆。工作记忆的好坏因人而异，背后的“关键先生”到底是谁？

　　近日，《神经元》期刊在线发表的一篇研究论文给出了答案——中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）李澄宇研究组发现，瞬时性神经元，而非持续性神经元，是负责工作记忆过程中存储信息的关键组成部分。

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　　把信息“深深刻在脑海里”其实不容易

　　在生活中，从看到目标到记住目标，似乎是一个简单且常见的过程，但这对人体来说却是一个“浩大工程”，离不开人体内“能工巧匠”的互相配合。

　　南京脑科医院神经内科副主任医师董靖德告诉《科技周刊》记者，记忆是人脑对信息的保存和再现能力，而这些信息的存储和管理由海马体和大脑皮层共同完成。

　　感觉性记忆指人们接受外界信息后在脑内感觉区域存储的阶段，这种记忆一瞬而过，一般不超过1秒，不经处理很快消失，因此也被称作瞬时记忆。有人瞬间能记住很多内容，这表示其大脑神经元活动更活跃，对外界信息的接受存储能力更强。

　　那么，为什么在学习时有些内容能够过目不忘有些内容却总是记不住呢？董靖德解释，神经元之间形成了许多环路联系，环路的持续活动可以加强神经元之间的连接强度并最终导致再生更多的环路连接，使记忆更持久，这好像彼此经常走动的人们之间更容易形成持久而牢固的关系一样。学习的过程中，如果新的知识越能够与已有的知识产生关联，则越容易与原有神经元网络形成牢固的连接，故而可以记得更牢，甚至“过目不忘”。反之，如果不能将新的知识内化于已有的知识当中（即无法与原有的神经网络形成有效的连接），则很难被吸收，就会出现“总是记不住”的情况。

　　此外，年龄、压力、脑外伤、缺氧、糖尿病等都会对人的记忆力产生影响。

　　瞬时性神经元，工作记忆背后的“关键人物”

　　那么，什么是工作记忆呢？董靖德介绍，工作记忆是一种特殊的瞬时记忆，是高等动物在执行认知任务时需要用到的一套系统，对于完成学习、运算、推理和语言理解的复杂的认知活动其重要作用。

　　“区别于长时程记忆和一般的短时程记忆，工作记忆具有时间短、容量有限、抗干扰等特点。”中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）李澄宇教授介绍，科学家们认为一般人的工作记忆长度是4-9个记忆单元，即使并行存在干扰信息也可以在短时间内维持相关记忆。且随着年龄的增长，大脑执行工作记忆的能力会逐渐下降。

　　结合小鼠行为学等研究方法，李澄宇团队发现，瞬时性神经元是在工作记忆过程中存储信息的关键组成部分。这是一种按照神经元的放电特性划分出来的神经元类型。它特指在记忆的存储期，通过短暂的差异化电活动来编码信息的一类功能性神经元。除此之外，大脑还包含持续性神经元和非编码性神经元。

　　“总而言之，这三类神经元都可以在工作记忆当中存储信息。差别在于对于不同的需要记忆的内容，大脑可能通过不同的神经元类型发挥主导作用。”李澄宇举例说明，“比如，在学习游泳时，孩子们会通过快速回忆教练传授的动作要领，进而规划或调整接下来的动作。对于这类运动控制相关的工作记忆信息，大脑通常会调用更多的持续性神经元存储信息。又比如，当人们在进行快速的语言交流时，大脑需要短暂地存储并不断地更新对方的谈话内容，瞬时性神经元可能发挥主导性作用。而非编码性神经元则可能在任何条件下发挥一定程度的作用，其作用还有待用更先进的技术手段进一步验证。”

　　当然，大脑中的神经元还可以依据细胞形态，分泌的细胞递质类型，表达的递质受体或基因类型进行划分。

　　当人脑遇上AI，能成为“最强大脑”吗？

　　人类工作记忆的存储容量有限，且随着年龄的增长功能会有显著下降。如何弥补这一遗憾呢？

　　看上去，人工智能在此方面的性能似乎优于人类大脑。“并非如此！”李澄宇表示，有选择性地加强处理有用信息是人脑所具备的特殊能力。比如，人类能够在嘈杂的环境中分辨并记忆我们所需要的记忆的内容。从目前来看，人工智能难以满足灵活处理多种不同信息和场景的需求，仅限于特定场景和功能的使用。以曾经“战胜人类”的AlphaGo为例，它可以在围棋界“呼风唤雨”，却不能像人脑一样去处理生活中各种各样的其他事务。并且，人工智能还不具备人脑特有的一些诸如推理、联想、想象等创造性学习能力。

　　不可否认的是，人工智能的确可以部分解决人脑的劣势，比如人工智能可以一心多用，且不受衰老的影响。“总的来说，人工智能与人类的大脑在行使工作记忆功能时互有优势和不足，如果能够相互取长补短那将是最理想的结果。人脑功能的研究和人工智能的开发如果能够相互启发将彼此受益。”李澄宇表示。

　　那么，当人脑遇上人工智能，真的能成为“最强大脑”吗？

　　“如果是指各方面的性能都超越人类大脑，那现在AI还做不到，这种强人工智能是目前机器学习领域的重要发展方向之一。如果是指在某些方面超越人类大脑，那么答案是肯定的。比如运算速度和精度。”李澄宇告诉《科技周刊》记者。

　　设想一个比较理想但又很极端的情况，如果人类的记忆容量不受限制，可以无限制地存储信息，同时可以监测和存储决策的反馈信息。在进入新情境时能够依照所处情境的各种刺激非常迅速地根据以往的经验做出推断和决策。在这种情况下，超级大脑是可以无限逼近的。但事实上，现阶段机器学习最大的局限在于：如何实现人类大脑特有的超线性学习能力。“将来，当脑科学的研究能够揭示大脑支撑人类进行创造性学习过程的组织结构、功能特性和算法基础时，才可能为人工智能向超级大脑的进化提供理论依据和实践指导。”

　　人的大脑有着天马行空的想象，这片沃土孕育了无数颠覆性的科技种子，也繁衍出贯穿于人类社会的参天大树，支撑了人类站在更高处眺望远方，同时，也在改变着自己。“随着我们对大脑的深入理解和人机交互科技等技术的突破，在不远的将来，我们或许真的可以见到人机结合的‘最强大脑’，且人类的记忆可以如操作电脑文件般复制、粘贴和删除。”李澄宇说。

　　交汇点记者 叶真

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