什麼 時候 第一 次 聽到 他 的 名字 ， 因為 事件 的 記憶 已經 變成 語意 的 記憶 了 。 原來 的 事件 已經 轉換成 長久 的 知識 ， 它 的 神經碼 （ neural code ） 從 海馬迴移到 相關 的 皮質 電路 上 去 了 。 12 __UNDEF__ 程序 記憶 （ Procedural memory ） ： 當 我們 一直 重複 同樣 的 動作 （ 如 綁鞋帶 、 背 詩 、 計算 、 拋接球 、 拉 小提琴 、 騎 自行車 等 ） ， 皮質 的 神經元 和 其他 皮質 下 的 電路 改變 ， 下 次 這 個 訊息 得 傳遞 會 快 一點 ， 神經元 的 發射 變 得 更 有 效率 ， 並 將 不 必要 的 神經 活動 刪除 ， 像 時鐘 一樣 正確 無誤 地 精準 。 這 就 是 程序 記憶 — 潛意識 記錄 例行 公事 的 動作 ， 它 不 需要 海馬迴 的 幫忙 ， 透過 練習 ， 程序 記憶 主要 儲存 在 皮質 下 一 組 叫做 「 基底核 」 （ basal ganglia ） 的 神經元 。 這 是 為什麼 H.M. 在 沒有 任何 意識 、 事件 以及 海馬迴 相關 的 記憶 ， 他 仍 可以 學習 新 的 程序 。 研究 者 曾經 教 他 看 著 鏡子 寫下 左右 顛倒 的 文字 ， 即 所謂 的 鏡像 （ mirror image ） ， H.M. 並 不 記得 他 曾經 接受 過 這 個 訓練 ， 所以 當 他 發現 他 可以 輕而易舉 的 做 這 個 作業 時 ， 非常 的 驚異 （ 譯註 ： 這 個 實驗 表示 H.M. 不 記得 他 曾 學 過 ， 但是 學 的 有 儲存 起來 ， 所以 他 會 越 做 越 快 越 好 ） ！ 真正 的 突觸 和 假 的 記憶 __UNDEF__ 在 這 部 好看 而 令 人 難忘 的 電影 《 王牌 冤家 》 （ Eternal __UNDEF__ Sunshine __UNDEF__ of the Spotless Mind , 2004 ） ， 法國 的 導演 甘德拉 （ Michel Gondry ） 想像 有 一 個 公司 可以 選擇性 的 洗掉 人們 腦 中 的 記憶 ， 如果 這 是 真 的 ， 那麼 那些 引起 創傷 後 症候群 的 記憶 就 不再 困擾 著 解甲歸田 的 戰士 ； 或者 ， 反過來說 ， 我們 也 可以 畫 一 幅 假 記憶 來 愉悅 自己 ？ 其實 ， 神經 科學 的 進步 已經 離 甘德拉 導演 的 夢想 不 太 遠 了 。 另 一 位 諾貝爾獎 得主 利根川進 （ Susumu __UNDEF__ Tonegawa ） 教授 的 團隊 ， 在 老鼠 身 上 獲得 了 很 好 的 結果 。 他 先 讓 老鼠 在 一 個 房間 接受 電擊 ， 老鼠 從此 就 會 避開 那 個 房間 ， 代表 這 個 不 愉快 事件 的 記憶 印刻 在 老鼠 記憶 中 ， 然後 用 一 個 精密 的 雙光子 激發 顯微鏡 （ two –photon microscope ） ， 他 找出 哪些 神經元 在 這些 經驗 中 受到 活化 ， 結果 在 海馬迴 中 看到 不同 組 的 神經元 ， 一 組 在 老鼠 進入 A 房間 時 活化 起來 ， 這些 是 跟 電擊 經驗 有關 的 神經元 ， 另 一 組 跟 B 房間 有關 ， 在 B 房間 ， 什麼 事 都 沒 發生 。 然後 他 把 老鼠 放進 A房 ， 電擊 牠 ， 但是 他 用 人工 活化 B組 神經元 ， 結果 當 老鼠 進入 B房 時 ， 他 會 恐懼 ， 害怕 到 僵直 不 敢 動 。 這 個 壞 的 記憶 現在 轉移到 B房 ， 雖然 這裡 沒有 發生 任何 事情 。 13 科學家 可以 用 活化 神經元 的 方式 把 新 資訊 植入進去 。 利根川進 教授 的 團隊 現在 要 把 不 好 的 記憶 變成 好 的 ， 這 個 被 電擊 的 壞 記憶 可以 被 洗掉 嗎 ？ 可以 的 ， 他 把 老鼠 跟 一 隻 異性 老鼠 放 在一起 ， 然後 重新 刺激 B房 的 神經元 。 現在 老鼠 不再 恐懼 B房 ， 舊 的 電擊 記憶 被 洗掉 ， 現在 老鼠 在 B房 中 搜尋 上 次 交配 的 老鼠 。 14 __UNDEF__ 另 一 組 研究 團隊 採取 了 稍微 不同 的 策略 ： 他們 重新 喚醒 最初 壞 記憶 的 神經元組 ， 這時 ， 把 連接 它們 的 突觸 變弱 ， 結果 老鼠 就 不 記得 一 開始 的 創傷 ， 那 個 記憶 沒有 了 。 15 __UNDEF__ 法國 研究者 卡漢 ． 本舍南 （ Karim __UNDEF__ Benchenane ） 在 老鼠 睡覺 時 ， 成功 植入 一 個 新 的 記憶 到 牠 的 大腦 中 。 16 當 動物 睡眠 時 ， 海馬迴 中 的 神經元 會 自動 活化 前 一 天 的 記憶 ， 尤其 是 牠們 去 過 的 地方 （ 後面 第十 章 會 詳細 談 這 部分 ） ， 所以 Benchenane 就 利用 老鼠 睡覺 時 ， 重新 活化 跟 某 個 地方 有關 的 神經元 ， 注射 一些 快樂 的 神經 傳導 物質 — 多巴胺 進去 ， 結果 老鼠 醒來 後 迫不及待 的 跑到 這 個 地方 去 。 這 個 本來 沒有 什麼 特別 的 地方 ， 突然 變成 像 上癮 的 普羅旺斯 （ Provence ） 的 甜品 或 初戀 的 地方 。 老鼠 畢竟 跟 人 還 有 些 距離 ， 這些 實驗 是否 可以 用 在 跟 人類 比較 接近 的 動物 身 上 呢 ？ 有 些 實驗 者 便 在 猴子 身 上 模擬 大腦 學習 的 效果 ， 比如說 ， 當 猴子 學會 字母 、 數字 或 用 工具 時 ， 牠們 的 大腦 是 什麼 樣 呢 ？ 17 日本 研究者 八來篤史 （ Atsushi Iriki ） 顯示 ， 猴子 可以 學會 用 耙子 去 把 遠處 手搆 不及 的 地方 的 食物 耙近 來 吃 ， 經過 幾千 次 的 訓練 後 ， 猴子 動作 快 得 像 賭場 荷官 收錢 那樣 快 ， 只要 幾分之一 秒 的 時間 就 能 把 食物 弄到 嘴 裡 。 牠們 甚至 學會 用 一 個 中型 的 耙子 去 把 第二 根 長 一點 的 耙子 弄到 手 ， 好 耙 更 遠 地方 的 食物 來 吃 。 這 種 工具 學習 激發 了 一連串 大腦 的 改變 ， 皮質 的 前 頂葉區 就 是 我們 人類 用來 控制 手 的 動作 ， 寫字 、 抓 一 個 物體 或 用 槌子 、 鉗子 。 新 的 基因 展現出來 ， 突觸 大量 形成 ， 樹狀 突 和 軸突 成 倍數 成長 — 這些 增加 的 連接 ， 使 有 經驗 的 老手 猴子 皮質 厚度 增加 了 百分之二十三 。 這些 神經 連接 巨大 的 改變 ： 遠處 在 顳葉 的 軸突 長 了 好幾 毫米 ， 侵入 前 頂葉區 ， 這 個 區域 的 神經元 本來 跟 它們 是 沒有 連接 的 。 這些 例子 說明 了 大腦 可塑性 的 時間 和 空間 的 延展性 。 我們 來 回顧 一下 幾 個 重點 。 當 我們 希望 記住 一 個 事件 或 一 個 概念 時 ， 一 組 神經元 會 活化 起來 ， 一 開始 是 突觸 ， 即 二 個 神經元 接觸 的 地方 ， 當 二 個 神經元 同步 發射 時 ， 它們 之間 的 連接 會 更 緊密 ， 這 就 是 海伯 定律 ： 一同 發射 的 神經元 會 聯結 （ wire ） 在一起 。 一 個 強化 的 突觸 就 像 一 個 增加 產量 的 工廠 ： 它 的 前 突觸 需要 更多 的 神經 傳導 物質 ， 後 突觸 需要 更多 的 受體 ， 這 個 突觸 也 會 變大 以 承載 更多 的 訊息量 。 當 神經元 學習 時 ， 它 的 形狀 改變 了 ， 一 個 像 草菇 一樣 的 結構 ， 叫做 「 樹突棘 」 （ dendritic spine ） ， 在 樹狀 突 接近 突觸 的 地方 ， 有 必要 時 ， 會 長出 第二 個 突觸 來 ， 在 這 個 神經元 上 的 其他 突觸 也 會 被 強化 。 18 __UNDEF__ 所以 當 持續 學習 時 ， 大腦 的 生理 結構 就 改變 了 。 感謝 顯微鏡 的 進步 — 尤其 雙光子 激發 顯微鏡 的 發明 — 現在 可以 直接 觀察到 突觸 和 軸突 按鈕 依 每 一 次 的 學習 而 生長 ， 就 像 春天 的 植物 一樣 。 當 累積 夠多 的 學習 ， 使 軸突 和 樹狀突 改變 以 毫米 速度 持續 生長 時 ， 最後 在 核磁共振 中 就 可以 看得 見 了 。 學習 音樂 19 、 閱讀 20 、 拋接球 21 、 甚至 在 大都會 開 計程車 22 都 會 形成 看得見 的 皮質 厚度 改變 ， 以及 連接 皮質 各 區塊 神經 迴路 的 強度 改變 ， 我們 用 的 越 多 ， 大腦 中 的 高速 公路 進步 就 越 多 。 突觸 是 學習 的 縮影 ， 但 不 是 大腦 中 唯一 改變 的 機制 。 當 我們 學習 時 ， 大量 增加 的 新 突觸 常 迫使 神經元 去 長出 更多 的 軸突 和 樹狀突 。 軸突 的 外面 包有 一 層 絕緣體 叫 髓鞘 （ myelin ） ， 它 就 好像 電線 外面 包 的 黑色 膠布 一樣 ， 使 電流 通過 軸突 時 不會 短路 ， 軸突 用 的 越 多 ， 外面 包 的 髓鞘 越 厚 ， 電流 通過 越 快 ， 訊息 就 傳遞 越 快 。 神經元 並 不 是 學習 的 唯一 主角 ， 當 學習 進行 時 ， 神經元 旁邊 的 環境 也 會 隨之 改變 ， 包括 環繞 神經元 的 膠質 細胞 （ glial cell ） ， 它 為 神經元 提供 氧 和 營養 ， 固定 神經元 膠質 細胞 的 位置 ， 間隔 神經元 和 另外 一 個 神經元 會 把 死亡 的 神經元 運出去 。 在 這 個 階段 ， 可以 說 整 個 神經 迴路 和 膠質 細胞 的 支持 結構 都 改變 了 （