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为什么有些词可能比其他词更令人难以忘记?

来自美国国立卫生研究院的一项研究表明,我们的大脑可能会回忆起一些常见的单词,如“猪”、“坦克”和“门”,比其他单词更频繁,包括“猫”、“街道”和“楼梯”。通过结合记忆测试、脑电波记录以及对书籍、新闻文章和互联网百科全书页面上发表的数十亿个单词的调查,研究人员发现有些词比其他词更令人难忘,研究结果支持这样一个观点:“我们的记忆被连接到神经网络中,我们的大脑搜索这些记忆,就像搜索引擎在互联网上追踪信息一样”。美国国立卫生研究院神经疾病和中风研究所(NINDS)的认知心理学家和博士后研究员Zane在Nature Human Behaviour上发表研究成果并希望“这些结果可以作为评估一个人记忆和大脑健康状况的路标”。       

Zane和他的同事们第一次发现这些词时,他们重新分析了30名癫痫患者的记忆测试结果,这些患者是由NINDS的神经外科医生和高级研究员Kareem Zaghloul博士领导的临床试验的一部分。Zaghloul博士的团队试图帮助那些癫痫发作不能被药物控制的病人,也就是所谓的难治性癫痫。在观察期间,病人们在国家卫生研究院的临床中心呆上几天,用外科植入的电极来检测大脑活动的变化。

“我们的目标是找到并消除这些有害和使人衰弱的癫痫发作的源头,” Zaghloul博士说监测期也提供了一个难得的机会来记录控制我们生活其他部分的神经活动。在这些有耐心的志愿者的帮助下,我们得以揭开记忆背后的一些蓝图。”

记忆测试最初的目的是评估情景记忆,或者是我们与过去的经历产生的关联——谁、什么、在哪里以及如何进行细节。阿尔茨海默病和其他形式的痴呆症通常会破坏大脑产生这些记忆的能力。  

研究人员给患者看了300个常用名词列表中的单词对,如“手”和“苹果”。几秒钟后,他们看到其中一个词,例如“手”,并要求他们记住它的配对词“苹果”。扎格卢尔博士的团队利用这些测试来研究大脑中的神经回路是如何储存和重放记忆的。  

当Zane和他的同事重新检查测试结果时,他们发现,不管单词配对的方式如何,患者成功地回忆起一些单词的频率要高于其他单词。事实上,在使用的300个单词中,前5个单词被成功召回的概率平均是倒数5个单词的7倍左右。            

起初,Zaghloul和研究小组对结果感到惊讶,甚至有点怀疑。多年来,科学家们一直认为,成功地回忆成对单词意味着一个人的大脑在学习过程中在这两个单词之间建立了强有力的联系,而类似的过程也许可以解释为什么有些经历比其他经历更令人难忘。而且,很难解释为什么像“坦克”、“玩偶”和“池塘”这样的词比“街道”“沙发”和“云”等常用词更容易被记住。但是,当2623名健康志愿者在众包网站Amazon Mechanical Turk上发布了一个单词对测试的在线版本后,当研究小组看到非常相似的结果时,任何疑问都很快消失了。           

Zaghloul说:“我们发现有些东西——在这个例子中,单词——可能天生就比其他东西更容易让我们的大脑回忆起来。”这些结果也提供了迄今为止最有力的证据,证明我们在这组患者身上发现的关于大脑如何控制记忆的发现对研究之外的人来说也可能是正确的。”      

Zane是在大约两年前到达美国国立卫生研究院后不久参加的一个圣诞晚会上想到这个研究的。Zane花了多年时间研究了我们的精神状态——我们的情绪、睡眠习惯以及我们对某些事物的熟悉程度——如何改变我们的记忆之后,Zane加入了Zaghloul的团队,以了解更多关于大脑内部工作的知识。    

“我们的记忆在我们是谁和我们的大脑如何工作中起着基础性的作用。然而,研究记忆的最大挑战之一是人们经常以不同的方式记住同样的事情,这使得研究人员很难比较人们在记忆测试中的表现。一个多世纪以来,研究人员一直呼吁对这种可变性进行统一的核算。如果我们能事先预测人们应该记住什么,并了解我们的大脑是如何做到这一点的,那么我们也许能够开发出更好的方法来评估某人的整体大脑健康状况。”            

在聚会上,Zane遇到了芝加哥大学心理学系的助理教授Wilma Bainbridge博士,她当时在美国国立卫生研究院精神健康中心(NIMH)担任博士后研究员,她试图通过研究“我们所看到的东西是否比其他东西更令人难忘”来解决这个问题。         

例如,在一组对1000多名健康志愿者的研究中, Bainbridge和她的同事们发现,有些面孔比其他人更令人难忘。在这些实验中,每个志愿者都被展示了一系列稳定的面孔,并被要求指出他们何时能认出其中一张。             Bainbridge说:“令人兴奋的发现是,尽管我们每个人在生活中都见过不同的东西,但有些人或地方的形象本身就让人难忘。”如果图像的记忆能力如此强大,这意味着我们可以提前知道人们可能会记住或忘记什么。”

然而,这些结果仅限于理解当我们认识到我们看到的东西时大脑是如何工作的。在聚会上,Zane和Bainbridge想知道这个想法是否可以应用于Bainbridge的团队一直在研究的记忆,如果是这样的话,这将告诉我们大脑如何记忆我们过去的经历?  

在这篇论文中,Zane提出,从搜索联想记忆(SAM)模型的角度,可能有助于解释他们对癫痫患者和健康对照者的初步发现。理解单词对测试结果的一个方法是应用网络理论来解释大脑如何记忆过去的经历,人类使用单词的记忆就像互联网或机场航站楼地图,更容易记忆的单词出现在大的、高流量的点上,而小的点则代表不太容易记住的单词。要完全理解这一点,关键是要弄清楚这些词之间的联系。   

为了解决这个问题,研究人员编写了一个新的计算机建模程序,测试用于定义单词连接方式的某些规则是否能够预测他们在研究中看到的记忆结果。这些规则是基于语言研究,对书籍、新闻文章和维基百科页面上的数千个句子进行了扫描。

最初,他们发现看似简单明了的单词连接方法无法解释其结果。例如,较难记忆的单词并不是简单地出现在句子中的次数多于不太容易记住的单词。同样,他们也找不到一个词定义的相对“具体性”和它的可记忆性之间的联系。像“蛾”这样的词并不比像“酋长”这样具有更抽象含义的词更令人难忘。

相反,他们的研究结果表明,更容易记忆的单词在语义上更相似,或者更经常与英语中使用的其他单词的意思联系在一起。这意味着,当研究人员将语义相似性数据插入计算机模型时,它能够正确地猜测出哪些单词是患者和健康志愿者测试中记忆深刻的。相反,当他们使用词频或具体性的数据时,这并没有发生。

进一步的研究结果支持了这样一个观点,即记忆更深刻的单词代表了大脑记忆网络中高流量的中枢。癫痫患者对记忆单词的正确回忆比其他人快。同时,对病人的前颞叶(语言中心)的脑电波记录显示,他们的大脑比记忆不好的单词更早地重播这些单词背后的神经信号。研究人员在观察所有结果的平均值和单个试验时发现了这一趋势,这有力地表明,记忆更深刻的单词更容易被大脑找到。 

此外,患者和健康志愿者都错误地说出了比其他单词更容易记住的单词。总的来说,这些结果支持了先前的研究,这些研究表明大脑可能访问或传递这些高度关联的记忆,比如动物觅食的方式或电脑搜索互联网的方式。

Zane说,“你知道当你在搜索引擎中输入单词时,它会显示一系列高度相关的猜测?感觉搜索引擎在读你的心思。我们的研究结果表明,当他们试图回忆一个成对的单词时,他们的大脑也会做类似的事情,我们认为,当我们回忆起过去的许多经历时,这种情况可能会发生。我们的研究结果还表明,英语的结构存储在每个人的大脑中,我们希望,有一天,它可以用来克服医生在评估一个人的记忆和大脑健康状况时所面临的可变性。”   

该小组目前正在探索将他们的研究结果和计算机模型纳入阿尔茨海默病和其他形式痴呆症记忆测试的开发中的方法。

(中国科协杨宝龙根据NIH、Nature Human Behaviour相关资料整理,图片来源:JEGAS RA / stock.adobe.com)