人類記憶如何運作：編碼、儲存和回憶解釋

基本定義：三個（或四個）階段

記憶是大腦攝取信息、保持信息並稍後回憶信息的能力。根據克利夫蘭診所的說法，該過程經歷四個相互關聯的階段：收集感覺輸入、將其編碼成可儲存的格式、儲存它以及在需要時檢索它。許多神經科學評論將此濃縮為三個核心階段——編碼、儲存和回憶——因為收集只是為編碼提供原始感覺輸入。

• 編碼——將您看到、聽到或感受到的信息轉化為大腦可以使用的神經信號
• 儲存——穩定和組織該信號，以便隨著時間推移保持它
• 回憶——在需要時訪問或重建儲存的信息

記憶的主要類型

克利夫蘭診所根據信息持續的時間長短將記憶分為三大類：感覺記憶（秒）、短期記憶（秒到分鐘，容量有限，可以通過分塊或複述等技術擴展）和長期記憶（年，無已知容量限制）。昆士蘭大學的昆士蘭腦研究所（QBI）在短期儲存中添加了功能上的區分：工作記憶，是在大腦執行其他認知任務時將信息保持在腦海中的系統——例如，在撥號時將電話號碼記在腦海中。

顯性與隱性長期記憶

在長期記憶中，QBI將顯性（有意識）記憶與隱性（無意識）記憶區分開來。顯性記憶包括情節記憶——個人經歷，如特定的假期——和語義記憶，儲存一般事實和知識。隱性記憶包括程序記憶，即騎自行車或打字等動作背後學到的運動技能，以及啟動，即對一個刺激的暴露影響對後來刺激的反應。

大腦如何編碼和儲存記憶

一份託管在美國國立衛生研究院PMC檔案上的認知神經科學評論將編碼描述為大腦獲取和處理信息的過程，將其轉化為適合儲存的神經表示，受注意力、情感重要性和重複的塑造。儲存過程分兩個步驟進行。首先，'細胞鞏固'通過稱為長期增強和長期抑制的突觸變化在學習後不久穩定新的記憶跡象，這些變化加強或削弱神經元之間的連接。其次，在數週到數月或更長時間內，'系統鞏固'看到海馬體重新組織記憶，使其逐漸變得不那麼依賴海馬體本身，而更多地嵌入整個新皮層的網絡中。

位於顳葉的海馬體，被克利夫蘭診所和PMC評論描述為大腦形成新的陳述性記憶——事實和個人經歷的中樞樞紐。其他區域支持特定的記憶功能：克利夫蘭診所將前額葉皮層列為短期記憶的重要部分，並將基底節、小腦和杏仁核列為支持長期記憶的不同方面，包括運動技能和情感記憶。

根據PMC評論，睡眠在鞏固中也起著有據可查的作用：非REM睡眠通過慢波腦活動支持陳述性（基於事實的）記憶的鞏固，而REM睡眠與情感記憶的整合有關。

回憶——以及遺忘——如何發生

同一評論指出，遺忘通常發生在可用的回憶線索未能激活正確的記憶跡象時，而不是記憶被永久擦除——回憶實踐和有效的線索可以改善回憶。克利夫蘭診所以不同但兼容的方式框架化遺忘，將其描述為一個選擇性過程，大腦在該過程中優先保留它認為最重要的內容而不是其他信息。

克利夫蘭診所還列舉了與記憶問題相關的條件，包括阿爾茨海默病、腦腫瘤、抑鬱症、睡眠剝奪、壓力、中風和創傷性腦損傷，指出遺傳學可以通過其對大腦結構和功能的影響來影響記憶。