环球科学 | 大脑为什么没有2岁前记忆？《科学》：这个答案出乎意料

                



如果将拥有意识作为人生命的起点，那需要至少等我们的受精卵发育到24周。这也意味着，很早之前，在子宫中的我们，不会对第一次踢母亲肚子的时间有任何意识。因为胎动通常是在怀孕16～20周才开始出现。科学界普遍认为，在24周时，胎儿大脑中的信息中转站——丘脑才开始与大脑皮层形成神经连接，将各种感觉和运动信息向上传递。这个过程正是意识形成的一个必要基础。
还有一些人们心知肚明的事实是：我们并不知道自己开始咿呀学语的确切时间——一般发生在出生3个月左右，也不知道自己在1岁左右踏出第一步时，迈了左脚还是右脚。关于自己出生到2岁前所有的神奇经历，几乎都来自于亲人的分享。但在这之后，记忆似乎破土而出，开始变得愈发清晰。一般来说，人们能回忆起的最早记忆大约在3岁半，受不同地域的影响，这个时间可能会相差2年左右。

无法找回的记忆

在人类记忆研究史上，有一个特殊病例由于发挥了举足轻重的作用因而经常被提及：美国男子Henry Molaison一生中有超过50年的时间奉献给了科学研究，不过他本人应该对此完全没有记忆。1953年，医生为了治疗Molaison的癫痫，对其进行了双侧内侧颞叶切除术，其中包括大部分海马和杏仁核等。颞叶位于人脑的两侧，是大脑皮层的四大脑叶之一。4年之后，Molaison因为记忆功能异常被纳入科学研究，一直到2008年去世。


人脑中的海马和动物海马 图片来源：维基百科/ Professor Laszlo Seress

手术之后，Molaison无法产生新的外显记忆（Explicit memory）。这是人类拥有的两种长期记忆之一，具体指的是，当我们有意识地回忆时，可以想起的、发生自己身上或周围的事件，以及关于世界的各种事实信息。Molaison的另一种长期记忆，也称为内隐记忆很正常，他的工作记忆也不比正常人差，但无法转化为外显记忆。除此之外，Molaison也丧失了手术前1～2年的记忆，不过他保留了更早的记忆。
Molaison缺失外显记忆的情况，十分类似于我们缺失了2岁之前的记忆。关于人们为何没有婴儿时期的记忆，一直是记忆研究领域的一个热点。在大概100年前，奥地利的精神病医师、精神分析学派创始人西格蒙德·弗洛伊德（Sigmund Freud）用“婴儿失忆症”来描述了这个现象。不过近年来，很多科学家对于婴儿的记忆，有了一些全新甚至令人惊讶的发现。
婴儿就像是一块 “海绵”，他们对周围的事物充满好奇，不断学习新知识，探索这个世界。在他们生命的最初几年，每秒几乎都会形成超过700个新的神经连接，这也为后期大脑的学习、功能构建以及健康等奠定了基础。
2022年9月，北京大学第一医院在《自然·人类行为》（Nature Human Behavior）上发表的一项研究表明，婴儿对音素的辨别从刚出生就开始了。音素是最小的语音单位，比如a、o和e，都是音素。他们对75名出生5个小时、平均胎龄39周的婴儿进行了研究，发现婴儿能够分辨出正向元音（/ɑː/、/ɔː/和/iː/）和反向发出的元音（/iː/、/ɔː/和/ɑː/）之间的区别，对正向发出的元音的反应更快。在一次听到元音的2小时之后再次听到相同元音，他们的反应也会增强。



伴随着学习，可想而知就是记忆。人类借助学习和记忆，构建了一个不断吸取知识、熟悉世界的正循环。如果没有记忆，人脑就会像开了闸门的水池，学习获得的知识都会像池中的水一样，很快就会漏完。所以婴儿在这一时期的记忆又是怎样的呢？为什么我们如今完全回忆不起来呢？今年3月20日，一项发表于《科学》（Science）的研究利用功能性磁共振成像（fMRI）研究了婴儿在清醒期间编码记忆时的大脑，发现了关键的神经机制。

记忆和成长的交点

在这项新研究中，耶鲁大学等机构的科学家探究了婴儿的情景记忆（episodic memory），也就是Molaison手术之后失去的、关于自身经历和周围发生的事件的详细记忆。如果说Molaison是因为失去了部分海马，而没有了这些记忆，那婴儿或是因为海马还没有完全发育，因为海马需要到青春期才能发育成熟。
不过近年来的一些新发现显示，海马在我们大约3个月大时，就开始发挥功能。而关于情景记忆的神经回路主要存在于海马后部，它们发育较晚，可能会在婴儿晚期开始出现。还有一些研究显示，约1岁左右，随着海马神经活动的显著增强，婴儿能开始对观察行为的记忆表征。这似乎说明在这一时期，大脑就具有了编码情景记忆的能力。因此一些观点认为，我们拥有关于1岁之后的情景记忆，只是没有能力在记忆之海中检索到它们。
婴儿处于快速发育的阶段，大脑几乎每天都会有新的改变。根据婴儿的行为和记忆改变，耶鲁大学的科学家推测，婴儿开始编码情景记忆的时间出现在9～12个月时或者是18～24个月时。在第一时间点，婴儿开始能记住物体之间的关系，比如球藏在杯子下面，而在第二个时间点，他们开始能记住事件发生的顺序、物体的位置以及自身经历中的一些细节。
在论文中，他们研究了26名4～24个月大的婴儿，其中一半婴儿小于1岁，剩下的均大于1岁。他们让这些婴儿观察一些图片（每张仅出现2秒的时间），并在之后又对婴儿进行了一次检测，探究他们是否会更长时间注视之前见过的照片。在这期间，他们用fMRI检测了这些婴儿的大脑活动。

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情景记忆检测的实验过程 图片来源于《科学》论文

这其实是一种熟悉偏好（familiarity preference）。一般来说，人们更容易对熟悉的事物产生好感和安全感，并给予这些事物更多的注意力。如果婴儿有这种偏好，也意味着他们记住了这些照片。研究人员发现，如果婴儿在第一次看图像时，海马后部的活动强烈，当这张图像再次出现时，他们看它的时间会越长。而这个现象在年龄大于12个月的婴儿中十分明显。
他们还发现，年龄大于12个月的婴儿中除了海马体活跃外，右侧眶额叶皮层也会参与这些图像的记忆编码中。而随着年龄增长，人脑中的参与情景记忆的神经网络在逐渐扩展。在成年人中，这些情景记忆的编码会更加复杂，除了依靠海马之外，还依赖于内侧颞叶皮层区域的多个脑区。
值得一提的是，海马作为婴儿情景记忆的核心，发挥了十分关键的功能。正如实验中所发现的，海马后部对全新图像的记忆编码，是在2秒内完成的。此前的研究曾发现，海马可以根据人的行为需求，在秒甚至毫秒内，快速编码事件发生的顺序和时间关系。而在我们3个月大时，海马就开始发挥统计学习的功能，也就是能通过自动提取环境中的统计规律，来形成记忆和预测能力。

等待发现或已消失的“孤岛”

“统计学习让我们能提取周围世界的结构，”论文通讯作者Nick Turk-Browne说，“这对语言、视觉、概念等的发展至关重要。因此，我们可以理解为什么统计学习可能比情景记忆更早发挥作用。“不过，对于为何我们没有2岁之前的记忆，他提出了几种可能，一个可能是这些情景记忆没有长期存储下来。另一个可能是，这些记忆在编码后仍然存在很长时间，一直到我们成年，只是我们无法探索它们。Turk-Browne更倾向于是后者。
实际上，此前科学家曾发现，如果小鼠在婴儿期知道了迷宫逃生孔的位置，它们在成年后会忘记这个位置。不过，如果通过光遗传学方法重新激活在编码过程中激活的海马神经元，小鼠会重新知道逃生孔的位置。这些发现表明，啮齿动物的“婴儿失忆症”和记忆检索机制的缺失有关。因此，我们在婴儿时期的记忆，可能也因为没有直接刺激或提醒，因而无法被检索。
不过在青春期，人大脑中会进行一次大规模的突触修剪，很难推测这些记忆是不是会因此丢失。此外，还有研究人员认为，由于婴儿在两岁前尚未具备语言能力，他们无法将自身经历转化为连贯的生活叙事，而正是这种叙事能力构成了日后自传体记忆的基础。
在新论文中，研究人员表示，目前的这些发现提供了神经学证据，充分证明了在生命的第一年左右，海马中已经出现一些快速和一次性的、对个人经历的记忆编码。而这些记忆存在于何方？想要揭开婴儿失忆症的谜底，更详细的针对海马发育的研究，或是寻找答案的必经之路。

参考链接：
https://www.eurekalert.org/news-releases/1077179
https://www.nature.com/articles/d41586-025-00855-0
https://qbi.uq.edu.au/brain/learning-memory/why-you-cant-remember-being-baby
https://www.bbc.com/future/article/20160726-the-mystery-of-why-you-cant-remember-being-a-baby
https://www.scientificamerican.com/article/why-you-cant-remember-being-born-a-look-at-infantile-amnesia/