李澄宇破解大腦快速記憶之謎

　　“人的大腦只開發了10%，海豚的腦力開發達到了20%。如果人的腦力開發達到20%至30%，人的判斷力、認知能力、速度和力量等都將獲得極大提升。”這是時下熱映的科幻影片《超體》提出的一個假設。影片主人公Lucy一目十行、過目不忘的能力，令電影觀眾們忍不住猜想：我的記憶力能提高到什么程度?

　　難以達到的“秒”級研究

　　上海市中心的核心地段，“奢侈”地坐落著一組極富特色的建筑群。青磚、紅瓦的低層建筑，掩映在至少有著數十年樹齡的法式梧桐之間，若隱若現。11月24日上午10點，這里陸陸續續正在進出各式小型面包車，車上卸下一個個大小各異、寫滿各國文字的箱子。

　　幾個年輕人小心翼翼地把這些箱子搬上樓，生怕箱子蹭破點兒皮或者產生不必要的晃動。箱子里頭，有實驗器材，也有實驗用小動物。這些東西，都是科學家們的“寶貝”。

　　8樓是神經科學研究所辦公和實驗的場所。李澄宇極不情愿地帶記者去實驗室看他的“寶貝”——一群頭上戴著粉色“小帽子”的褐色小鼠。“你最好不要進去，它們對陌生人氣味很敏感。”他說。

　　這些小鼠是一群已經被動過手術的實驗動物，它們腦袋上的粉色器件是專用材料定制而成的“腦殼”替代物。通過這個粉色“帽子”，實驗者可以通過控制“光”的變化，來影響小鼠大腦內側前額葉的行為反應。

　　實際上，大腦內側前額葉對工作記憶功能可以產生影響，是一個早在79年前就被證明的事實。李澄宇并不需要對此進行什么證明，他的研究更聚焦于內側前額葉究竟是如何對記憶產生作用的，研究的是一張影響記憶的“路線圖”。

　　1935年，一個名叫雅各布森(Jacobson)的學者就用猴子實驗證明了內側前額葉的功能。他先在猴子面前放兩個盤子，左側盤子內有食物，右側盤子內沒有食物。然后用一塊擋板隔離猴子的視線，在這段時間里讓它只能在腦中記著“食物在哪兒”。聰明的猴子會在這段時間之后，直接將手伸向左側。

　　同樣的實驗，使用同一只猴子，如果把猴子的大腦內側前額葉部分摘除，那么它就無法做出正確的選擇。

　　類似直接取走內側前額葉或者使用藥物暫時隔離內側前額葉功能的做法，在過去數十年間，被科學家們使用了無數次。這樣做的一個弊端是，它所研究的“記憶延遲期”只能是較為長期的，而對“短時工作記憶”這項研究幾乎沒有幫助。

　　猴子視線被擋板隔離的這段時間，被稱為“記憶延遲期”。對于“短時工作記憶”來說，這段延遲期一般只有幾秒鐘到十幾秒鐘的時間，但現有的實驗手段，此前尚無法研究精確到“秒”級的記憶。

　　79年前的那只猴子，只能證明大腦內側前額葉能對動物記憶產生影響，但具體到“哪一部分”記憶，則有待研究。因為猴子把手伸向食物盤的這個決定，可能是由多種“記憶模式”帶來的——它的大腦在延遲期間記錄的，可能是那只盤子，可能是一個把手伸向左側的動作，也可能是一個往哪里伸手的決定。簡單摘除前額葉并不能解決問題。

　　后來，科學界研制出一種能暫時“抹去”內側前額葉功能的藥物，但這種藥物抹去功能的時長，有時是十幾分鐘，有時是一個小時。也就是說，可供科學家進行研究的“延遲期”至少要長過藥物作用時間，無法進入“秒”級研究。

　　正是上述原因，導致數十年來對“短時工作記憶”的研究進展緩慢。“因為科學家們很難找到一種能在幾秒鐘內影響短時記憶的實驗手段，沒有‘秒’級的研究。”李澄宇說。

　　花了3年來訓練小鼠

　　2009年，從美國加州大學伯克利分校學成歸來的李澄宇找到了一個在他看來“自然而然”的研究方法。一方面用“光遺傳”的手段來影響小鼠短時記憶的“延遲期”，另一方面，以小鼠的嗅覺為基礎進行短時工作記憶的研究。