大脑为啥要删除 3 岁前的记忆?你小时候到底看见了啥?

大脑为啥要删除3岁前的记忆?你小时候到底看见了啥?

出自专栏《好奇心研究所:你不知道的自然科学》

从某种意义上来说,为了成长,我们献祭了童年的自己。

我们常常把婴儿的记忆比喻成一张白纸,其实比喻成自适应的硬盘更加的恰当。

就像电脑硬盘在厂里造出来,通电后就开始损耗一样。你的大脑也还在妈妈肚子里的时候,也已经开始损耗。

这是你 14 周时候的样子:

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对于以神经元个数论英雄的人来说,此时你已经达到了人生巅峰。

是的,当你在妈妈体内 3~4 个月的时候,随着神经系统的发育,神经元个数达到了此生的极限。从此以后,神经元个数开始做减法,然后持续一生。

成年后你的神经元总个数,仅仅只有胎儿时期的一半。

虽然怀胎 10 月,但大脑神经元数目的爆发,却主要集中在 2~3 月。

第 1 个月的时候,你的神经系统还是雏形,简单得犹如原始鱼类的大脑[1]。

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但仅仅 1 周之后,就会形成端脑、间脑、中脑、后脑、末脑。

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2 个月前后,发育出五脏六腑、生殖系统。

到了第 3 个月,除了肺部需要在 180 天之后才开始形成外,基本上所有的器官都有了雏形。

这个时候,你的大脑才是货真价实的「原厂配置」。

因为从第 2 个月的时候,你开始出现触觉,第 3 个月出现味觉,第 5 个月出现听觉,第 7 个月出现视觉…

总之,大约从 14 周前后,随着各类感官系统的发育,妈妈体内的信息开始通过神经元传输,在你的大脑中留下痕迹,产生记忆。

人的记忆是通过什么储存的?

并不是神经元胞体,而是神经元与神经元之间的突触连接[2]。

https://cdn.jsdelivr.net/gh/ifuncool/wpifuncool@master/wp-content/uploads/2022/12/9379-wCMI9I.png两条相连的神经通路的强度被认为导致信息的储存,从而产生记忆。

但胎儿(婴儿)大脑只有一个原始的智能学习系统,无法处理任何事情,不像电脑可以装载高级软件和资料,直接进行复杂工作。

人类刚出厂的时候,除了一味的储存大量信息外,对外界信息的处理能力十分的低下。

现在的 AI 就是模仿人类大脑的学习网络,一开始就是大量的信息摄入,然后不断学习,不断优化。一开始的人工智能总是给人留下又傻又蠢的印象,但随着几代升级后,很多细节就变得越来越智能。

人一出生的时候,学习才刚刚开始。

一出生的刹那,光进入你的眼睛,声音进入你的耳朵,空气进入你的鼻子、奶水滑过你的舌尖,以及妈妈在你皮肤上的抚摸,无数的感觉转化成神经电信号,到达你的大脑……

一方面你大脑处理能力低下,眼前任何事物,都足以让你的感官超载。而另一方面,你的大脑每时每刻,都在不断记录这些新奇的信息,建立你自己的专属神经网络。

仅仅每一秒钟,你的大脑便可以产生上百万个突触连接。

但对于至少需要 100 万亿突触连接(大脑皮层 140~160 亿神经元[3],每个的突触连接可多达数千)的你,你那点记忆,此时简直犹如储存在巨大的黑暗匣子内。

所以,作为新生儿的你,记忆是碎片式的,还没有连续记忆。一开始主要都是 5~15 秒钟的短时记忆,超过 2 分钟以上的记忆还很少很少。

那如此短的记忆是如何延长的呢?

这是因为人类的突触连接具有可塑性[4]。当建立突触连接之后,如果你再接收到相同的信号刺激,突触连接就会加强,相反长期不接收到相关的刺激,信息就会减弱[5]。

https://cdn.jsdelivr.net/gh/ifuncool/wpifuncool@master/wp-content/uploads/2022/12/9379-eYlLW6.png一个神经元发出的突触连接总是有强有弱

我们从语言的建立过程来举例,a、o 等元音是我们最容易也是最先掌握的声音,我们对此最为熟悉,所以大脑最开始建立的相关神经通路,也最为强壮。随着,我们从父母的声音中积累越来越多的元音,随后能掌握的单字往往也是单元音的,而且是叠词,例如妈妈、爸爸。

随着相关神经网络的加强,自然也就有了形成长期记忆的基础。

2 个月大的婴儿,一般能有一两天的记忆,有人认为婴儿的驱动还没有装好(没有神经基础),然而早在 1999 年,就有人通过实验研究发现,2 个月大的婴儿通过周期性的反复提醒,便能够一直保持记忆[6]。

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这说明,并非大脑没有相关的记忆机制,而是大脑主动把这些记忆清除了。

大约 6 个月的时候,长期记忆越来越多,少部分能持续 1 个月之久。

到达 1 岁的时候,比起出生时,大脑中的突触连接已经复杂了很多倍。

人小脑中的浦肯野细胞,随着你的成长,在你学会爬行、走路、奔跑,以及各种大动作、精细动作的学习之后,最终每个神经细胞会建立多达 10 万个的突触连接[7]。

简直犹如鬼斧神工般的惊艳:

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突触连接的增加,也令脑子迅速膨大。

刚出生的时候,你的脑容量只有 350g,一岁便达到 950g,2 岁达到 1100g,3 岁便有了 1260g,达到成年人的 90%。

既然大脑发育得如此之快,记忆又是如何消失的呢?

还记得一开始,我把记忆比喻成硬盘吗?

但人类的神经元或者突触连接,并不像电脑的储存单元一样被晶体管数目和布局限定死的。

储存空间是随着神经元个数、以及突触连接情况而自适应的。

虽然在 14 周的时候,我们会诞生数量最多的神经元,但神经元质量参差不齐。人脑的空间就只有 1400ml 左右,你让 10 个低质量的神经元建立 1 万个神经连接,可能还不如一个神经元建立 5000 个神经连接更加的节能高效。

人类的大脑其实已经是一个十分优化的节能系统了,但哪怕如此,也需要消耗人体 20% 的能量。所以,一开始足够多的神经元储备,就是为了后续优化的。

而人类童年记忆的消失,同样在于大脑的优化。

两三岁之前,记忆信息来者不拒,会形成十分纷乱的神经网络。

两三岁的孩子基本停不下来,这里戳一戳,那里爬一爬。杂乱的神经网络,不仅不能形成稳定的人格,信息之间也会互相争夺感官资源,造成注意力的不集中。

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2 岁的幼儿拥有成年人 2 倍的突触连接。

每个神经元平均有 7000 个突触连接到其他神经元。据估计,一个 3 岁儿童的大脑大约有 10^15 突触(1 千万亿个)。而一个成年人的估计各不相同,从 10^14~5 x 10^14 突触(100 到 500 万亿)不等[8]。

是时候建立比较稳定的人格了。

来自基因里的庞大力量,驱动着大脑前所未有的变化——一场盛况空前的突触修剪[9]开始了。

对于长期不用的记忆,神经连接会减弱,大脑判定相关信息没用了,就会直接删掉。

虽然你觉得幼儿园初恋的面孔是你珍贵的记忆,但基因里的祖传密码却告诉大脑,这些垃圾记忆如果不删,这脑子以后就不好使了。

最终,你的大脑留下主要的神经网络,开始删除绝大多数的杂乱链接。

这个过程很像磁盘整理+垃圾清理+智能迭代升级。

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随着你大脑变得越来越高效节能,你的人格越来越稳定,但同时你的童年记忆也正在消失。

两三岁以前的记忆流失速度,比大多数成年人想象中的快得多。

有研究统计,5 岁的时候,你往往还能记住 3 岁前 80% 的重要事件。到了 7 岁时,便只剩下了 40%[10]。

随着年龄的增长,童年记忆流失得越来越多。

到了 8-9 岁的时候,就已经只能回忆到 3 岁左右,成年人通常只能回忆到 4-5 岁,年老之后,甚至只能回忆到 6-7 岁。

总的来说,正常人的最早的记忆能追溯到 3~4 岁,只有极少数人能追溯到 1 岁。

以付出童年记忆为代价,进入青春期之前,我们的注意力变得前所未有的集中起来,从而有了学习更多人类知识和社会经验的基础。

研究表明,12 岁以后,大多数人可以轻松集中注意力 30 分钟以上。但 5-7 岁的小儿,能集中注意的平均时间只有 15 分钟左右[11]。

除此之外,我们在婴幼儿时期,还把更多的记忆用在了视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉等感官体验,花了更多的记忆学习语言,以及概念记忆,事件记忆部分就是很单薄的。甚至在吃饭、走路、游泳、骑自行车等活动中,形成的是程序性记忆,大脑主动把纷杂的场景给删除了。

不要以为生活中忘掉的细节,就一定锁在深层记忆中。

某一些细节大脑是真的彻彻底底删除了,永远找不回来了。

但唯一的好处,是让程序性记忆转化成我们几乎本能的行为,让我们终生受用,尽管我们可能永远回忆不起学习它的细节了。

记忆,是每个人自我意识的组成部分之一。

所以我才说,从某种意义上来说,为了成长,我们献祭了童年的自己。

参考

00001. 参考《人类胚胎学》或《组织学与胚胎学》任意版本

00002. University of Kent. "A new theory for how memories are stored in the brain." ScienceDaily. ScienceDaily, 1 March 2021.

00003. Bartheld C V , Bahney J , Herculano-Houzel S . The search for true numbers of neurons and glial cells in the human brain: A review of 150 years of cell counting[J]. Journal of Comparative Neurology, 2016.

00004. Gerrow K , Triller A . Synaptic stability and plasticity in a floating world[J]. Current Opinion in Neurobiology, 2010, 20(5):631-639.

00005. Warburton E C . Long-Term Potentiation and Memory[J]. Springer Berlin Heidelberg, 2010.

00006. Rovee-Collier C , Hartshorn K , Dirubbo M . Long-term maintenance of infant memory[J]. John Wiley & Sons, Inc. 1999, 35(2):91-102.

00007. Tyrrell T , Willshaw D . Cerebellar Cortex: Its Simulation and the Relevance of Marr's Theory[J]. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 1992.

00008. David A,Drachman.Do we have brain to spare?[J].Neurology,2005,64(12):2004-5.DOI:10.1212/01.WNL.0000166914.38327.BB.

00009. Craik F I M , Bialystok E . Cognition through the lifespan: mechanisms of change.[J]. Trends in Cognitive Sciences, 2006, 10(3):131-138.

00010. 童年的记忆被谁偷走了[J]. 人民周刊, 2017, 000(006):83-83.

00011. 《幼儿教育心理学》

备案号:YXA1KgnaNnDFRPY9yRecQxlP

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