人腦記憶如何運作，以及為什麼大腦會遺忘

從感覺到長期儲存

根據克利夫蘭診所(Cleveland Clinic)的說法，記憶不是一個過程，而是幾個不同的階段——編碼、儲存和提取。該診所解釋說，感覺記憶保持來自眼睛、耳朵、皮膚、鼻子和舌頭的原始輸入，只持續幾秒鐘，然後消褪或進入短期記憶。

根據克利夫蘭診所的說法，涉及前額葉皮層的短期記憶容量和持續時間有限——如果沒有進行複習或分塊整理，它只能持續幾秒鐘到幾分鐘。更具體的估計來自於Simply Psychology總結的經典心理學研究：喬治·米勒(George Miller)在1956年提出，短期記憶約可容納七項，上下浮動兩項，而使用布朗-彼得森任務(Brown-Peterson task)的實驗發現，未經複習的信息在約15到30秒內消褪。被認為重要的信息隨後可以進入長期記憶，克利夫蘭診所將其描述為一個沒有已知限制的儲存庫，可以容納多年的事實、事件、技能和習慣，大致分為陳述記憶(事實和情節)和程序記憶(技能和習慣)。

記憶如何在物理上建立

根據昆士蘭大學(University of Queensland)的昆士蘭腦研究所(Queensland Brain Institute)的說法，記憶是由神經元之間連接強度的持久變化所引起的特定神經元群的重新激活。該研究所表示，當一個神經元重複觸發另一個時，它們之間的連接通過稱為長期增強(long-term potentiation)的過程而增強，而很少使用的連接會減弱或消失。

位於大腦顳葉的海馬體是情節記憶和陳述記憶的主要形成中樞，克利夫蘭診所和昆士蘭腦研究所都指出了這一點。昆士蘭腦研究所補充說，海馬體支持神經發生——新神經元的產生——動物研究將其與更好的記憶表現相聯繫，而在人類中，與較大海馬體體積相關的運動與記憶任務的更強表現相關聯。睡眠也起著直接作用：昆士蘭腦研究所解釋說，在慢波睡眠期間，海馬體神經元以壓縮的序列重放當天的經歷，並與新皮層進行對話，幫助決定哪些細節被長期儲存，而睡眠不足會中斷該過程。

大腦為什麼會遺忘

根據Simply Psychology的說法，最古老的解釋之一是痕跡衰退理論(trace decay theory)，它認為如果記憶痕跡不被使用，它會隨著時間的推移而自動消褪——這個想法可以追溯到Brown在1958年進行的早期實驗，以及Peterson和Peterson在1959年進行的實驗。該理論的批評者指出，它難以解釋為什麼人們能夠生動地回憶多年未想過的遙遠事件。

第二個限制是簡單的容量。心理學家喬治·米勒在1956年提出，短期記憶約可容納七項，上下浮動兩項；一旦達到容量限制，新信息會取代已有的信息。Simply Psychology引用Waugh和Norman在1965年的實驗指出，隨著在學習和測試之間插入的數字增加，回憶能力下降。在長期記憶中，干擾理論認為相似的記憶相互競爭：前向干擾發生在舊學習破壞新學習時，逆向干擾發生在新學習破壞對較早材料的回憶時——Underwood和Postman在1960年通過展示學習第二份單詞清單如何損害對較早清單的回憶來證明了這一模式。

第三種解釋是提取失敗，也稱為線索依賴性遺忘：信息保留在儲存中，但在沒有正確線索的情況下無法訪問。Tulving和Pearlstone在1966年展示，提供類別名稱能夠大大改善對似乎被遺忘的單詞的回憶。環境也很重要——Baddeley在1975年對潛水員的研究發現，當在最初學習的相同環境中（陸地或水下）進行測試時，他們回憶的單詞多約40%。Goodwin和同事在1969年報告，回憶也可能取決於生理狀態，例如學習時與測試時的酒精中毒狀態。

第四個原因是鞏固過程本身的破裂。Simply Psychology引用了H.M.患者的例子，他在1953年的手術損害了他的海馬體後保持了正常的短期記憶，但失去了形成新的長期記憶的能力——這是海馬體必須將短期記憶轉換為持久記憶的證據。

測量遺忘：艾賓浩斯遺忘曲線

1885年，德國心理學家赫爾曼·艾賓浩斯(Hermann Ebbinghaus)發表了第一項系統性的遺忘研究，他測試自己對數千份無意義的三字母「無義音節」列表的記憶，這些列表旨在排除先前知識的任何影響。他將遺忘測量為「節省」——與第一次學習相比，他重新學習列表的速度快了多少——時間間隔從20分鐘到31天。

這些數據來自於阿姆斯特丹大學(University of Amsterdam)的Jaap Murre和Joeri Dros在2015年發表在PLOS One上的複製研究，他們在75天內用單一受試者重複了艾賓浩斯的方法，讓他學習70個無義音節列表。作者報告了與1885年原始研究的「顯著相似性」，儘管在31天標記處保留率較低，他們將這種差異部分歸因於現代實驗中使用的更長學習時間。