來源：學術頭條
撰文：郝景
編審：寇建超
排版：李雪薇
「遺忘遺忘都遺忘，去年的煩惱......」
被這首神曲洗腦的你，是否已經忘了接下來要幹什麼了。
在我們的認知中，遺忘總是不好的，比如在考試時忘記複習的内容，工作時忘了老闆交代的任務等，這些都會影響我們的心情和事情的結果。
但實際上，科學家們認為，「遺忘」或許并不是一件壞事，它可能代表着另一種學習形式。
近日，來自都柏林聖三一學院神經科學研究所的 Tomás J. Ryan 副教授和多倫多大學的 Paul W. Frankland 助理教授通過觀察和操作齧齒類動物形成特定記憶印記細胞的能力，解釋了記憶是如何儲存的，以及遺忘是如何發生的。
研究結果表明，擷取特定記憶能力的變化是基于環境回報和可預測的，而且「遺忘」可能并不一定是件壞事，而是大腦的一種功能性特征，是神經可塑性的一種基本形式，它代表了一種更高階的學習形式。
（來源：Nature Reviews Neuroscience）
相關研究論文以「Forgetting as a form of adaptive engram cell plasticity」為題，已發表在科學期刊Nature Reviews Neuroscience上。
記憶和遺忘的相愛相殺
說起遺忘，我們首先想到的肯定是記憶，因為沒有記憶就不存在遺忘，那麼記憶是如何産生的呢？
動物在探索世界的過程中，它們通過學習來編碼資訊，形成記憶，使其能夠适應行為并促進發展。就像遠古時期的人類，當發現火可以驅趕野獸後，再碰到野獸時，他們就學會了使用火把驅趕野獸，是以人類可以生存，文明得以發展。
研究表明，學習這一行為涉及到在大腦結構上留下持久變化的可塑性形式，這些變化是資訊編碼和未來回憶的基礎，也稱為記憶印記。
那麼，遺忘和記憶有什麼關系呢？
Ryan 博士表示：記憶存儲在被稱為「記憶印記細胞」的神經元群中，成功回憶這些記憶涉及到這些神經元群的重新激活。是以，從邏輯上來說，遺忘發生在記憶細胞不能被重新激活時。
此外，遺忘還分為病理性遺忘和非病理性遺忘，其中遺忘的程度也不相同。
在一種極端的情況下，存在嚴重的遺忘狀态，比如晚期的阿爾茨海默病（俗稱老年癡呆症）或嚴重創傷性腦損傷。這些嚴重的遺忘是由于記憶印記本身的丢失，恢複記憶的機率基本為零。
而另一種極端，則是過度的可恢複性，即超級記憶，不會發生遺忘。造成這種情況的原因，除本身的特性外，還有可能是創傷後壓力心理障礙症導緻的。
圖｜遺忘包含的範圍（來源：該論文）
在這兩種極端之間，存在着不同程度的遺忘，其中包括我們通常的遺忘模式：自然遺忘。
但不論是從生活經驗還是科學實驗中，我們都能發現，自然遺忘是普遍存在的。
那麼，一個關鍵問題是它為什麼會發生？這僅僅是一個大腦的 bug，還是有其生物學上的目的？
自然遺忘的機制
研究發現，健康大腦中遺忘的普遍程度表明，它可能代表了正常記憶功能的一個重要特征，而不是一個 bug。
此外，當遺忘真正發生時，并不是一切都失去了。如今，越來越多的證據表明，被遺忘的核心記憶資訊仍然存在于大腦中，但是無法通過自然回憶輕松擷取。就好像記憶被儲存在一個保險箱裡，但你不記得打開它的密碼。
這為 Ryan 和 Frankland 提供了一種新的研究思路，幫助他們從認知功能和神經生物學機制兩方面重新定位了人類對遺忘的了解。
在傳統的遺忘機制的研究中，大多數關于遺忘機制的實驗采用的幹預手段通常是泛神經元的，并沒有專門檢查在記憶印記細胞中的作用。
研究人員在健忘症小鼠模型中探讨了記憶印記細胞的可及性（即遺忘的東西可以恢複）與病理遺忘之間的關系以及遺忘相關的機制。研究發現，自然遺忘與以下四個機制有關：
1）突觸重量變化對記憶可及性的重要性；
2）細胞内信号機制引發遺忘并作用于突觸變化的上遊或下遊；
3）海馬回路重構可能會改變現有突觸在記憶印記細胞上的權重；
4）小膠質細胞通過消除(修剪)補體蛋白标記的較弱的突觸連接配接來塑造腦回路。
盡管這些機制可能隻是我們大腦遺忘的所有方式中的一小部分，但卻有一個共同的特點：突觸強度的改變。
是以研究人員認為：遺忘是由于突觸權重的改變，導緻記憶印記細胞的可及性降低。也就是說：遺忘是由于電路重構，将記憶細胞從可通路的狀态切換到不可通路的狀态。
了解了遺忘的機制後，還存在的問題是，是什麼決定了哪些記憶被遺忘以及為什麼會遺忘？
研究人員認為，一些遺忘被認為是由環境條件改變記憶印記細胞可及性的一種學習形式。
圖｜遺忘是适應性神經可塑性的一種形式。a. 根據本文中概述的模型，動物（在本次試驗中是小鼠）由于它們的經驗和對世界的感覺而形成記憶印記；b. 當記憶被回憶，預測被确認，一個正向的預測錯誤信号發生,是以記憶被保持，或者如果有顯著的(新穎的)相關資訊作為新的學習和可塑性的結果被更新。（來源：該論文）
環境對遺忘的影響
研究人員表示，生物環境的變化提供了調節遺忘率的知覺回報。在靜态的環境中，遺忘發生的頻率可能會降低，因為資訊仍然是有用的，而在變化的環境中，學習到的資訊随着時間的推移變得越來越少。
而且遺忘也不是等同的。在某些情況下，遺忘率可以由環境經驗來調節，而這些方面與被遺忘記憶的形态或功能沒有明顯的關系。
例如，林蛙蝌蚪生活的溫度條件調節了它們對食肉老虎蝾螈氣味的遺忘。
那麼，具體哪些環境因素會影響遺忘率呢？
研究表明：
1）體育鍛煉會調節記憶功能和持久性，而壓力會改變記憶的可獲得性，使記憶的提取偏向于那些更消極的記憶；
2）與記憶的形态或功能相對應的環境經驗方面也調節遺忘率，比如在果蠅中，饑餓狀态促進了與糖有關的嗅覺記憶的提取，而 口渴狀态則促進了與水有關的嗅覺記憶的提取；
3）社會隔離導緻齧齒動物中 RAC1 信号增強和社會記憶的遺忘，這種行為狀态的改變可以通過再社會化來逆轉；
4）預測遺忘：當學習到的感覺環境被重新遇到時，大腦會「删除」掉與預測不相符的細節，進而忘記無關的細節，大腦修建記憶的傾向與環境有關，由最不可預測的環境特征形成的記憶往往會被遺忘。
遺忘是學習的一種形式
綜上所述，遺忘是神經可塑性的一個積極過程，并不一定會導緻記憶的缺失。遺忘或許是可逆的，具有适應功能，受環境通量的調節，并由期望和環境之間的不比對觸發。
所有适應性遺忘理論的核心原則是，降解存儲在記憶中的資訊可以讓生物體的行為更靈活，并促進更好的記憶導向決策。
遺忘還會使人對變化的環境産生認知靈活性。因為動物可以遇到許多不同的環境，為了适應新的環境，忘記過時的資訊可能是一個很好的政策。
是以，在一個不斷變化的世界，比如我們和許多其他生物生活的世界，忘記一些記憶可能是有益的，這可以使我們更靈活地應對變化。如果記憶是在與目前環境不完全相關的環境中獲得的，遺忘它們可以是一個積極的改變，提高我們的幸福感。
如果讓你選擇，你是選擇自然遺忘，還是想擁有超憶症呢？
參考資料：
https://www.nature.com/articles/s41583-021-00548-3
https://www.sciencedaily.com/releases/2022/01/220113111421.htm
https://www.tcd.ie/news_events/articles/why-do-we-forget-new-theory-proposes-forgetting-is-actually-a-form-of-learning/