过去的记忆 未来的想像
过去的记忆 未来的想像
白明奇 | 成功大学医学系神经学科
林宜 | 成功大学行为医学研究所

近年来,对未来想像的研究正快速成长,科学家也逐渐形成了「前瞻性大脑」的概念,认为大脑的重要功能之一就是储存讯息以供想像、模拟和预测未来事件。因此,记忆具有创造性,由过去经验加上新经验重复组装而成。

记忆是什么

还记得前天早餐吃了些什么?甚至上周五音乐会的曲目、前次到虎头埤健走的趣事吗?在日常生活中,我们借着海马回不断地把生活经验储存在脑中,等到未来要用到相关资讯时再提取出来,这就是记忆。

然而,人类的记忆经常夹杂着许多错误的讯息。哈佛大学心理系主任沙克特(Daniel L. Schacter)教授写了一本书《记忆七罪》(The Seven Sins of Memory),描述人类可能犯下的七种错误记忆类型,例如,随着时间逐渐褪色或消失的「遗忘」、忘东忘西的「没头神」,或误把妄想当作事实的「错认」等。这些错误提供了研究记忆非常重要的依据。

早在1932年,巴特里(Frederic C. Bartlett, 1886-1969)就认为「情节性记忆」可以让人回忆时间、地点及个人经验,这可能是经由片段的经验重新组合、建构而成,而非完全复制过去的经验。就像我们可以借着照片回忆小时候的样子,而对某个特定事件印象深刻,例如千禧年冬天,爸妈邀请了班上同学为自己庆生的热闹场面,却无法很仔细地描述当时来了多少人、收了哪些礼物。

为什么情节性记忆是透过类似拼图的过程,把过去的经验与讯息片段地拼凑起来,而非像播放光碟或影带般呢?越来越多的研究显示,错误记忆很可能是其中的一个理由。

有一个著名的实验,实验者让受测者注视依次投影在墙上的字词:疲惫、床垫、作梦、棉被、床单、夜晚、打鼾、枕头等。过了一段时间后,实验者问受测者方才是否出现过「打鼾」这个字词,大部分的人可以笃定地说:「有。」再问是否有「面包」,多数人会肯定地说:「没有。」

若再问是否出现「睡觉」时,受测者则开始出现困惑,并很可能说出错误的答案:「有。」这样的情形称为「错误再认」,因为他们相信「睡觉」与清单出现的一系列字词相关,睡觉在这里是一种语意诱标而产生的要旨记忆,因此造成误判。

用功能性脑部磁振造影术对健康成人进行类似的字词回忆研究发现,大脑的海马回与顶叶、额叶区,不论对「正确决策」或「错误再认」都出现相似的反应,显示这些脑区掌控了大脑能否正确提取过去记忆的功能。因此,重新确认字词是否出现在清单中,是大脑整合新旧记忆的运作过程。而且,仅记住过去事件的主轴是一种储存经验最便捷的方式,不需把繁杂细节且不相关的记忆也纳入。

除此之外,情节性记忆还有其他的功能吗?

想像未来与回忆过去

以色列学者都戴(Dudai)和美国学者卡鲁什司(Carruthers)在2005年指出,人从过去提取经验,是为了想像与模拟可能发生在未来的相关事件。当我们在想像明天开会,或下礼拜出国旅游可能发生的种种情景时,就是把自己投射到未来的想像,这样的想像植基于过去累积的经验。

但是,未来事件的想像并不会完全复制过去经验,而且如果记忆系统储存的讯息过于简单,则能够模拟未来的资源会变得很小,也就缩小了想像力的范围。因此,夏克特和澳洲学者阿迪司(Addis)提出了结构性情节模拟假设—模拟未来情节需要一个能够弹性地结合过去事件细节的系统,而「记忆」正是可以用来模拟的有用资讯。

过去一个多世纪以来,对记忆的研究多着重在回忆的经验,而究竟在回忆过去与想像未来之间,是怎么搭起一座重要桥梁呢?

想像未来的研究

巴特里认为情节性记忆可能是个建构系统。同时期,加拿大的记忆学学者陀芬(Endel Tulving)也认为,大脑的特定脑区具有能够回忆个人经验的系统,也可以进行「心灵时光旅行」。借着想像,不仅可以回到过去,也能进入未来,而这能力是人类特有的。但后来的研究却发现,动物也可以进行心灵时光旅行。

过去认为,动物当下表现出来的任何行为,都是为了使牠们能够在未来得到报偿的暂时需求。例如著名的史金纳箱实验—老鼠肚子饿了会想吃东西,于是研究者把食物放到器皿里,老鼠必须按杠杆才有食物吃,久而久之,就学会在想吃东西时,就压杆来得到食物。

这样,我们可以说老鼠也有记忆,记得要压杆来获取食物。但是,究竟牠能不能「回忆」食物的气味,或吃东西当时的情景呢?换言之,动物是否也能像人一样,记得一个情景所包含的时间、事物、地点等讯息呢?

科学家于是研究了一种会储存食物的欧洲樫鸟,这种鸟能从牠们找寻食物的经验中提取极为细微的讯息,例如记得藏了什么食物、藏在哪里。这是不是说,樫鸟除了时间之外,可能也具备人类所拥有的自传性记忆?

随后的实验发现,鸟儿会判断「不同时间」所储存的食物,并选取存取时间较近的食物来吃,因为牠们可能知道时间较近,储存的食物较新鲜美味。

就算动物可能也有时间的记忆,但是否也能像人类一样预想且规划未来?如果能,则牠们的行为必须能够满足非即时、尚未出现的需要,就好像当我们知道台风即将来临时,会先做好防台准备。那动物有类似的行为吗?

研究发现,樫鸟和人类一样,也会安排早餐的菜单!在不同的盒子放著不同的谷物如花生、松子,但只有其中一个盒子可以在早上打开。几天后,樫鸟知道不是所有的盒子在早上都能打开,因此牠会开始预先储存食物,以确定隔天早上可以吃到所有种类的谷物。但仍有科学家认为动物不可能像人可以知道现在是早上8点、过了6小时后是下午两点,因此尚难以确认牠们是否有时间的定向感。

除了鸟类之外,灵长类如黑猩猩、猴子,及囓齿类如老鼠等哺乳动物,都具有凭借过去经验计划未来的能力。但这类动物缺乏语言能力,因此难以描述牠们心灵时光旅行的内涵。

人类又是如何发展出心灵时光旅行的能力呢?儿童发展的研究发现,儿童可以做时光旅行,但「情节性回忆」和「想像未来」的能力则较晚,大约在3至5岁间才发展出来。这样的能力与儿童何时能够谈论心灵的内容,以及是否已经累积足够的生活经验密切相关。

前已述及,建构性情节模拟假设强调了情节性记忆对于模拟未来事件的贡献,但语意性记忆的角色也不容忽视。语意性记忆就像是所有知识的本源,也是事件的主要内容,而且可能用来引导建构未来的情景。

从学会说话开始,我们就不断地运用情节性与语意性记忆来描述生活经验,例如「台湾的小孩从小学开始要接受国民义务教育」是一个普及化的语意性记忆。若曾在上小学前在美国住了一段时间,就会了解「美国的小孩每天都进行许多活动,像在教室养小动物、时常参观博物馆,或趴在美术馆里临摩」,与台湾小孩必须每天穿着制服坐在教室听老师上课的经验很不同,这就是一个亲身经历的情节性记忆。

以往典型的想像未来研究,常用字词或图片引发正常受试者想像事件并详细描述,再把录音资料誊成逐字稿以定量未来想像,或分析文本内容的内部成分(情节性细节)与外部成分(语意性细节),从内部成分的丰富性可以推断受测者是否真的身历其境。但如果是脑部受伤、精神疾病引起失忆的病人,或甚至是盲人,他们回忆过去与想像未来的机制与正常人是否不同?

脑伤病人 K.C.是一位科学史上著名的失忆症病人,他在一次严重脑部受伤后失去了全部的情节性记忆,如果问他个人过去经验或想像未来时,他只会回答一切都是「空白」。

十多年前,学者发现有自杀倾向的忧郁症病人,在回忆过去和想像未来之间的连结出现问题。病人对于特定字词线索,难以从过去事件中提取特定讯息,回应概括且笼统的描述,对于自传性未来事件所含的想像成分也很少。

至于精神分裂症病人,仅能回忆少量的特定过去事件和想像少量的特定未来事件,且后者的能力优于前者,这也许和病人的正向症状(幻觉或错觉)而非负向症状(冷漠情感)有关。同时,他们想像的内容可能是脱离现实、虚构的,与个人经验无关,因此描述的内容无法有系统地记住相关细节。

后天性盲人 国内学者曾访谈长期从事视障教育的老师,发现他们必须透过各种生动活泼的描述,把正常人所见的事物灌输给盲生。

而盲人会用想像的方式掌握这些看不见的事物,可以经由他人转述,借助语言来理解色彩、绘画、光等视觉图像。统计资料指出,大部分的盲人喜欢看电视胜于听广播,显示盲人与正常人一样,除了听觉、触觉、嗅觉等感官外,视觉经验更在他们的生活中扮演了重要角色。

高龄者 研究发现,高龄者在回忆过去事件时,所提到的情节性记忆少于年轻人。更重要的是,在想像未来事件时,高龄者同样比年轻人有较少的情节性记忆。高龄化社会中常见的阿兹海默氏症病人,由于大脑掌管记忆的内侧颞叶区出现病变萎缩,不论在回忆过去或想像未来事件时,比健康高龄者都有较少情节性记忆。

与想像未来相关的脑区 

澳洲学者阿迪司等人以功能性脑部磁振造影的实验,进一步说明想像未来情境究竟是活化哪些脑区以及代表的意义。一开始,要受测者回想过去(忆往)或预想未来(瞻前),称为「建构历程」。接着,要同一受测者尽可能产生瞻前忆往的细节,称为「精致化阶段」。

他们发现,在建构历程阶段,受测者活化的脑区主要是后视觉区与左侧的海马回,这可能是引发索引的视觉区与指向记忆痕迹的海马回之间的互动。而在精致化阶段,两者活化的脑区彼此重叠部分颇多,包括前额叶、内侧颞叶区(含海马回、海马旁回),以及接近前楔叶的后侧中线区。而高龄者在想像未来和回忆过去时,大脑颞叶区分野也出现了类似的神经活化。

另外,实验者提供事件的线索,引导受测者回忆特定的过去事件和想像特定的未来事件,或想像某个熟悉人物(例如美国前总统柯林顿)的特定未来事件时,在前额叶和内侧颞叶脑区也出现了重叠活化的现象,在后中侧脑区或接近前楔叶也有活化现象。但是,这些区域在想像柯林顿的个人事件时并不会受到激发,显示瞻前忆往的建构与「个人经验」相关。

这个研究再次证明了前几个研究以自传性「瞻前忆往」事件时,大脑系统的活动区域产生重叠的现象,也说明了瞻前忆往的历程与大脑核心系统的功能有关,包括前额叶、中颞叶区和后脑区(含前楔叶、后压部皮质)。这些脑区活动的连续性与大脑网络的组成相关,也影响了记忆的提取。

2007年,英国哈萨比思(Demis Hassabis)的团队利用功能性脑部造影术的研究发现,伤及海马回的病人无法想像未来发生的情境,受测者预想未来事件时与回忆情节性记忆时所活化的脑区多所重叠,特别是在想像虚构、非个人亲身经验的事件时。这也证明了想像未来需要凭借个人经验的论点。由此可知,预想未来的大脑认知历程所动用的资源与脑区多来自情节性记忆。

由上述提到的众多脑区可以知道,想像未来发生情境的认知功能涉及许多相关高次大脑功能。英国认知科学家马乖尔(Eleanor Maguire)曾经用「搭景」的概念,来说明涉及到由视觉引起的刺激与储存记忆的互动历程,也呼应了盲人使用视觉图像的经验。

越来越多证据显示,想像未来也可以应用到很多情境。例如,预想到一个未来将抵达的地方,当受测者经由某种管道或认知历程把自我移到一个情境,就与认路功能发生了密切关联,当事人也必须假想未来即将抵达目的地的情景。但如果当事人不曾走过那条路或看过地图,要假想行经的路线就较为困难。

盲人呢?对多数全盲者来说,进入一个陌生环境时,经常无法完成有效的定向行动。相对地,在熟悉的环境中,即使其他感官不灵敏,不会使用手杖与缺乏外在环境的抽象概念,盲人依然可以轻松地完成定向行动,而且和是否曾经受过定向教育无关,显示他们也可以透过先前建立的认知地图轻易地完成定向行动。

此外,臆测他人的想法、计划未来和想像即将发生的情境,很可能都是同一个认知历程,而且共用一个核心大脑系统。这就不难了解,想像未来的能力与日常生活息息相关。

不妨想想看,若有一天突然对生活失去方向,不知道自己下一刻应完成什么事情,或不知道怎么做,对忙碌的现代人来说,这会是多么大的冲击?

资料来源:http://scitechvista.nsc.gov.tw/zh-tw/Articles/C/0/1/10/15/34.htm

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白明奇 林宜 作者:白明奇 林宜 / 628次阅读
时间:2017年1月04日
来源: 國立臺灣師範大學圖書館
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