1、海马和学习记忆的关系【摘要】：海马并非指传统中医药理论指导临床运用的中药海马，而是指人类大脑颞内侧以及腹侧卷曲的海马回及齿状区。在与学习记忆有关的脑区中，海马结构的作用显得特别突出。而学习和记忆是大脑最基本也是最重要的功能之一，是衡量人类智能发育的总共要标准之一。所以说，海马对人类至关重要。【关键词】：海马 学习 记忆1、海马的发现及其研究史大脑海马是位于脑颞叶内的一个部位的名称，人有两个海马，分别位于左右脑半球。它是组成大脑边缘系统的一部分，担当着关于记忆以及空间定位的作用。名字来源于这个部位的弯曲形状貌似海马。解剖学家 Giulio Cesare Aranzi（约 1564 年）首先使用海
2、马一词形容这一大脑器官，源于此部位貌似海马。这一部位最初被认为司控嗅觉，而非现在周知的记忆储存作用。俄国学者Vladimir Bekhterev 于 1900 年左右基于对一位有严重记忆紊乱的病患者的长期观察，首先提出海马与记忆相关。但是，其后的很长时间，学界习惯上关于海马的作用都被认为和其他大脑边缘系统一样，司控情绪。1950年代前期开始有科学家认识到海马对于某些记忆以及学习有着基本的作用。特别是1957年 Scoville 和 Milner 的报告成为了神经心理学中很重要的一个病例。这是来自一位被称为 HM 的病者的报告，HM 要算是神经心理学的领域之中被检查得最详细的人物。由于长期的癫痫
3、症状，医生决定为他进行手术，切除了颞叶皮层下一部份的边缘系统组织，其中包括了两侧的海马体，手术后癫痫症状被成功控制，但自此以后 HM 失去了形成新的长期记忆的能力。这个发现变成了让许多人想了解海马体在记忆及学习机制的契机，而成为一种流行，无论在神经解剖学、生理学、行动学等等各种不同领域，都对海马体做了相当丰富的研究。现在，海马体与记忆的关系已经为人所了解。2、海马的功能海马主要负责学习和记忆，日常生活中的短期记忆都储存在海马中。海马主管人类近期主要记忆，有点像是计算机的内存，将几周内或几个月内的记忆鲜明暂留，以便快速存取。记忆其实就是神经细胞之间的连结形态。然而，储存或抛掉某些信息，却不是出自
4、有意识的判断，而是由人脑中的海马来处理。海马在记忆的过程中，充当转换站的功能。当大脑皮质中的神经元接收到各种感官或知觉讯息时，它们会把讯息传递给海马。假如海马有所反应，神经元就会开始形成持久的网络，但如果没有通过这种认可的模式，那么脑部接收到的经验就自动消逝无踪。日常生活中的短期记忆都储存在海马中，如果一个记忆片段，比如一个电话号码或者一个人在短时间内被重复提及的话海马就会将其转存入大脑皮层，成为永久记忆。所以海马比较发达的人，记忆力相对会比较强一些。存入海马的信息如果一段时间没有被使用的话，就会自行被“删除” ，也就是被忘掉了。而存入大脑皮层的信息也并不就是永久会给忘掉了，如果你长时间不使用
5、该信息的话，大脑皮层也许就会把这个信息给“删除”掉了。有些人的海马受伤后就会出现失去部分或全部记忆的状况。这全取决于伤害的严重性，也就是海马是部分失去作用还是彻底失去作用。3、海马和学习记忆瞬时记忆可保持30秒钟，短时记忆可保持10分钟至几天。长时记忆可保持终生。瞬时记忆、短时记忆的本质是信息电的变化过程。主要发生在脑干网状结构，大脑感觉皮质区和边缘系统，信息如无重复很快被干扰消失，长时记忆是核糖核酸（DNA）参与的蛋白质合成反应，发生在颞叶与海马。人类记忆与大脑海马结构密切相关。海马结构由海马、齿状回等组成。海马全长5厘米，位于侧脑室下角底，内衬复室管膜层，海马绕过胼胝体续于胼胝上回。齿状回
6、是一条狭长的皮质带，被海马包绕。海马分为网状层、锥体层和多形细胞层，由大型锥体 c、小型锥体 c、三角行 c 和梭形 c 构成。海马与皮质区、皮质下区、脑干网状结构保持间接联系。双侧海马损伤，可出现近事记忆丧失，远事记忆不受影响。海马结构涉及与记忆储存有关的过程。远事记忆储存不是海马的单一作用，需要皮质各区和皮质下区的完整性。完整的记忆是在中枢神经系统留下的痕迹，是条件反射的结果。记忆是暂时神经联系的形成、巩固和恢复的过程。据美国生物科技网 BIO.COM（2003/06/10）报道，美国哈佛大学与纽约大学科学家共同找出，大脑海马体帮助人类处理长期学习与记忆声光、味觉等事件的秘密。也就是所谓的
7、“叙述性记忆” 。借着研究海马体神经元的活动情形，研究人员发现大脑叙述性记忆形成的方法。而这个发现对于证明海马体记忆学习的可塑性，也提供了最有利的证据。从1950年代起，科学家就已经注意到大脑海马体与记忆间的关系。但却一直无法把记忆与海马体间的神经活动相连结。纽约大学研究人员利用电极，监控学习中的猴子大脑神经活动的情形，之后再用哈佛大学研究人员研发出的“动力评估演算系统”分析记录下来的行为与神经信息。在研究进行的过程中，研究人员每天都让猴子观看由四个类似物重叠的复杂影像。当猴子从试误学习中知道各影像的位置时，就可以得到报偿。在此同时研究人员观察猴子海马体内神经元的活动情形，结果他们发现有的细胞
8、神经活动的改变曲线，与猴子学习的曲线平行。这表示这些神经元与新的联想记忆形成有关。而由于这些神经活动在猴子停止学习后仍然有持续进行的现象，因此，研究人员推测其中的部分细胞，应该与长期记忆的形成有关.3.1 大脑海马与一般记忆心理学家与神经学家对海马的作用存在争论，但是都普遍认同海马的重要作用是将经历的事件形成新的记忆（情景记忆或自传性记忆） 。一些研究学者认为应该将海马看作对一般的陈述性记忆起作用内侧颞叶记忆系统的一部分（陈述性记忆指的是那些可以被明确的描述的记忆，如“昨天晚饭吃了什么”这样的关于经历过的事情的情景记忆，以及“北京是中国的首都”这样的关于知识的概念记忆） 。有迹象显示，虽然这些
9、形式的记忆通常能终身持续，在一系列的记忆强化以后海马便中止对记忆的保持。海马的损伤通常造成难以组织新的记忆（顺行性失忆症） ，而且造成难以搜索过去的记忆（逆行性失忆症） 。尽管这样的逆行性效果通常在脑损伤的很多年之前就开始扩展，一些情况下相对久远一些的记忆能够维持下来。这表明海马将巩固以后的记忆转入了脑的其他的部位。但是，旧的记忆是如何储存的要用实验来检测的话存在一些难点。另外，在一些逆行性失忆症案例中，在海马遭受损伤的数十年前的记忆也受到了影响，导致了这一关于旧的记忆的观点的争议。海马的损伤不会影响某一些记忆，例如学习新的技能的能力（如学习一种乐器） ，将设这样的能力依靠的是另外一种记忆（程
10、序记忆）和不同的脑区域。有迹象表明著名的病人 HM（作为治疗癫痫病的手段他的内侧颞叶被切除）有组织新的概念记忆的能力。3.2 大脑海马与空间记忆及方向定位有些证据提供以下的线索：空间讯息的储存与处理牵涉到海马体。老鼠实验的研究显示，海马体的神经元有空间放电区，这些细胞称为地点细胞。如果老鼠发现自己处在某个地点，不论该老鼠移动的方向为何，有些细胞会发电，而大部分的细胞至少会对头的方向、移动方向感到敏感。在老鼠身上，有些细胞称为分野细胞，该种细胞的发电取决于动物的近期经验(回顾记忆)、或是期待即将的为来(前瞻记忆)。根据不同的身处地点，不同的细胞会发电；因此，只要观察细胞的发电情形，就可能指出动物
11、身处的地点。在人类身上，当人们在虚拟世界的城镇里在寻找方向时，就会牵涉到“地点细胞” 。 这样的发现是源于如下的研究：在严重癫痫患者的大脑里面植入电极，当作是患者在手术过程中诊断的方式。发现了“地点细胞” ，让世人觉得海马体可能扮演“认知地图”的角色，而认知地图就是环境格局的神经重现。然而，针对这样的观点，近期的证据提出怀疑，并且指出海马体对于“寻找方向”更根本的过程非常重要。尽管如此，动物实验显示，即使要完成简单的空间记忆活动，健全的海马体是必要的（譬如把目的地藏住，要动物找路回去） 。若海马体不健全，人类可能就无法记住曾经去过的地方、以及如何前往想去的地点。研究人员相信，若要在熟悉环境之间
12、找出捷径、以及新的路线，海马体扮演极重要的角色。针对这样寻找方向的能力，有些人比其他人能力强；此外，大脑显影研究显示，这些寻找方向能力比较好的人，在寻找方向时，他们的海马体比较活跃。伦敦计程车司机必须要记住很多地点，并且知道这些地点之间最直接的路线（他们必须通过严格的考试，该考试名为“知识” ，英文名是 The Knowledge，才能得到伦敦著名的黑色计程车的驾驶执照） 。在伦敦大学大学学院的研究显示，相较于一般民众，伦敦计程车司机的海马体体积较大，至於更有经验的计程车司机的海马体体积又更大。然而，有较大的海马体是否有助于成为计程车司机、或是成为计程车司机或以找捷径为生是否能够使得一个人的海马体变大仍待研究。参考文献:温二生、王凤珍、胡志苹海马与学习记忆研究进展孙同舟 周怀伟人类记忆与海马百拇医药网海马与学习记忆生物论坛 海马对持久性记忆至关重要张承彦、郭进 学习与记忆的研究进展韩太珍、吴馥梅学习与记忆的神经生物学医疗健康大脑海马区的生理作用互动百科大脑海马张明、周民、丁向东海马与记忆相关性的研究进展魏海 黄敬耀 海马与学习记忆关系的实验研究概况
