失忆时大脑发生了什么?

心理学中很少有领域像记忆领域那样吸引了如此多的兴趣。记忆缺失，即健忘症，对大脑功能有着深远的影响，几个世纪以来一直被认为是一种神经系统疾病。健忘症指的是陈述性记忆的丧失，陈述性记忆指的是我们可以有意识地回忆起的那部分记忆。它可以分为两部分:情景记忆和语义记忆，分别是指对自传体事件的有意识回忆和对事实性知识的记忆。失忆症的神经基础仍然是一个有争议和激烈争论的话题。这篇文章将探讨这些争论和剩余的挑战涉及理解失忆症的神经生物学基础。

这些模型

关于记忆的神经基础的理论分为两大阵营。联想模型认为，大脑中被称为内侧颞叶记忆系统(MTLMS)的区域，由海马、周皮层、海马旁皮层和内嗅皮层组成，处理陈述性记忆¹．研究人员在一系列研究表明，海马体和周围区域受损的人类患者通常具有陈述性记忆障碍后，得出了这一理论。

解离障碍

那么，为什么确定哪种模型能更好地解释健忘症如此困难呢?主要的困难之一是确定一个区域的损伤是否会导致特定的损伤。例如，两个著名的案例研究，YR和RB，遭受了海马体损伤，显示出回忆事件的能力受损，但仍然可以识别熟悉的物体^{3. ， 4}．其他研究表明，损伤的程度与回忆的严重程度相关，但与熟悉程度无关⁵．这支持了分离模型的假设，即EHS支持情景记忆。

然而，联想模型认为，回忆和熟悉程度是连续的，在认知上，回忆比熟悉程度更“困难”⁶．因此，联想模型解释了这些数据，认为这种损伤损害了陈述性记忆中更具有挑战性的方面，即回忆，但“更容易”的陈述性记忆形式，如熟悉度，被保留了下来。这些困难强调了为什么依赖于单一解离的研究不能为联想或解离模型提供明确的证据。

一些研究使用双重解离来区分模型。双重分离指的是证明“区域A”的损害损害了“能力X”而不是“能力Y”，而“区域B”的损害损害了“能力Y”而不是“能力X”。两名关键患者为情景记忆和语义记忆代表不同的记忆系统提供了证据，它们分别由不同的大脑区域负责。患者Jon在四岁时海马损伤后表现出情景记忆障碍，但语义记忆相对保存，例如学习单词定义⁷．相比之下，CL患者表现出语义记忆受损，但相对保留了情景记忆，如叙述自传体事件⁸．这些结果似乎表明，情景记忆和语义记忆代表不同的神经系统。

不幸的是，许多限制限制了我们从这些患者身上得出结论的能力。患者CL患有诵读困难症，这影响了一个人通过阅读和写作学习的能力。这可能限制了她获取和表达语义记忆的能力，而不是情景记忆，而不是神经损伤的结果。此外，幼儿表现出高度的神经可塑性。Jon开发了补偿机制来促进语义记忆的获取，这是合理的⁹．因此，很明显，即使是双重解离也很难区分联想型和解离型失忆症。

类似的失忆?

有人可能会认为这个问题的答案很简单——如果你破坏了EHS中位于MTLMS之外的区域，然后就发生了失忆，那么Squire和Zola-Morgan(1991)的联想模型就是不正确的。的确是回忆，但不是熟悉¹⁰，是由于这些区域的损坏而受损^{11 ， 12 ， 13}．不幸的是，解决这个问题没有这么简单。联想模型认为，虽然MTLMS以外的区域受损可以表现出某种类型的健忘症，但它与MTL健忘症不同⁶．这提出了一个新的困难，因为现在必须证明MTL健忘症与其他区域损伤引起的健忘症相同，然后才能得出结论，这些研究反驳了健忘症的联想模型。

本地化的局限性

确定病变范围是另一个主要困难。研究通常基于对患者进行相当粗糙的MTL结构手术切除来治疗癫痫¹⁴或者有缺血损伤的病人⁴．如果不能准确识别受损区域，就更难找到认知能力受损的根源。例如，猴子海马体CA1和CA2亚区域的缺血性病变比手术切除整个海马体产生更大的记忆障碍¹⁵这表明，无法检测到的损伤延伸到了海马体之外¹⁶．此外，癫痫患者的MTL结构切除必然会造成MTL以外的损伤，因为它位于大脑的中心位置。事实上，在手术后，保存下来的组织是否仍能正常工作通常是不清楚的。例如，Rempel-Clower等人(1996)发现，一组海马损伤患者的海马细胞几乎全部死亡，尽管神经影像学扫描显示超过50%的海马细胞保留了下来¹⁷．因此，确定损伤的程度是理解失忆的神经基础的一个基本困难。

除了确定损伤的位置，病变的选择性反映了另一个主要挑战。海马体和++区域在物理上非常接近。因此，神经损伤经常影响这两组结构¹⁸，通过选择性++损伤限制双解离的可用性¹⁹．然而，很少有证据表明这些系统是可分离的。NB患者周围皮质受损，但海马区基本保存，熟悉程度严重受损，记忆相对保存^20.．这些结果似乎为解离模型提供了关键证据，表明熟悉度可以选择性受损。然而，NB的伤害超出了++区域。因此，尽管有证据表明熟悉度可以选择性地受损，但这种情况的罕见性和复杂性意味着我们不能明确地反驳记忆缺失的联想模型。

转向动物研究

一些心理学家开始研究动物来研究失忆的神经基础。然而，这也伴随着一个基本的警告——我们不知道动物是否拥有情景记忆。在动物身上证明类似的记忆内容将有利于研究健忘症的神经基础，但很难做到证明动物是有意识的。然而，在动物中有一些“情景式”记忆的证据(也称为“什么-地点-时间”记忆，它包括发生了什么，在哪里发生和什么时候发生的知识)。克莱顿和狄金森(1998)已经证明了灌木松鸦的情景记忆²¹．作者报告说，这些鸟类在短时间内会优先导航到存储有偏好食物(蠕虫)的地方，但如果经过了相当长的时间，它们会导航到存储有不太开胃但不太可降解的食物(花生)的地方。这些相当深刻的发现表明，灌丛鸦拥有“何时何地”的记忆。

然而，关于情景记忆是否需要事件“何时”发生的知识，一直存在一些争议。虽然动物(包括人类)能记住一件事发生在多久以前，但他们常常记不起事情发生的确切时间^{22 ， 23}．相反，我们倾向于使用上下文知识来记忆“何时”。这表明，情景记忆应该被更好地定义为“什么-哪里-哪个”记忆，包括发生了什么事、在哪里发生以及在哪个场合发生的知识²⁴．动物记忆的证据来自Eacott和Norman(2004)，他们让大鼠熟悉不同地点的许多物体(什么记忆)(在哪里记忆)在不同的环境(哪种记忆)²⁵．尽管这些方面各自都同样熟悉，但他们发现，大鼠优先导航到环境中某个位置的新奇物体配置，这支持了动物拥有“什么-哪里-哪个”记忆的概念。

与对人类的研究一致，动物的EHS也与情景记忆有关。有证据表明，猴子在特定环境中回忆物体奖励配置的能力，会因EHS中位于MTLMS之外的区域受损而中断^{26 ， 27 ， 28}．重要的是，EHS损伤不会影响依赖熟悉度的任务表现²⁹这支持了可分离的神经系统是情景记忆和熟悉度的基础这一观点。

还有一些有希望的研究表明存在可分离的系统在MTLMS。这些实验使用了自发的物体识别任务，这些任务依赖于啮齿动物天生的偏好，即与熟悉的物体结构相比，探索新的物体结构。Norman和Eacott(2005)报告说，啮齿动物对物体(“什么”记忆)和物体在位置(“什么-哪里”记忆)的新奇偏好分别被外嗅和后嗅损伤选择性地破坏，而穹窿损伤选择性地破坏了对环境中物体在位置的新配置的偏好(什么-哪里-哪个记忆)^30.．这些发现为啮齿动物MTLMS中存在解离性记忆系统提供了强有力的证据。然而，未能证明动物的意识意识限制了这种结论对人类的推广。

总结评论

对心理学家来说，确定健忘症的神经生物学基础仍然是一个挑战。解决这一争论的困难主要在于我们的方法的局限性。研究人员在依赖解离的研究中遇到了困难，在确定遗忘表型是否类似时遇到了问题，在试图定位损伤时也有局限性。即使是在动物身上设计的最注重细节的研究，也未能阐明失忆的神经基础。目前，健忘症的本质仍然有些难以捉摸，联想模型或解离模型更好地解释健忘症将继续成为未来几年激烈争论的话题。