学术---读书笔记： 《追寻记忆的痕迹》
追寻记忆的痕迹
出版社: 中国轻工业出版社
2007年旧版
人脑的神经细胞
1. 神经细胞的组成
人脑由上千亿个神经细胞构成。单个细胞元可以通过突触把信息传递给不同的靶神经元。另一方面，粑细胞的树突可以接收不同神经元突触前端传来的信息。每一条神经通路总是单向的，而且这个方向总是固定的。有一些神经活动是兴奋性的，有一些神经细胞是抑制性的，所有抑制性神经元都属于中间神经元。抑制性神经元能够增强反应稳定性
2. 神经细胞内部的信息传递过程
神经细胞内部的信息传递过程是：在静息状态下时，细胞的电压门控通道（一些蛋白质，横跨整个细胞膜，包含了一个充满了液体的离子通道）是关闭的。当一个刺激提高了细胞膜的定位是，比如从-70mV提升到-55mV，钠离子的电压门控通道打开，钠离子涌入细胞，将电位提升至+40mV，同时由于膜电位的变化，钠离子通道完毕，而钾离子的电压门控通道着打开，带正电的钾离子外流增加，从而迅速把膜电位降至-70mV。每一次动作电位都是细胞内有更多钠，而细胞外有更多的钾。这种失衡由一种蛋白质来进行搬运和调整。
动作电位的波幅与形状是一定的70mV或110mV，以每秒30米的速度不衰退的传递。
正常状态也就是静息电位的时候，细胞膜外带正电，细胞膜内带负电，电压为70mV。钾离子在细胞膜外。当需要传递信息时纳离子通过膜进入细胞内，是静息电位升至0。从而达到动作电位。
是什么区分神经元携带的不同信息？本质其实取决于所兴奋的神经纤维与其连接的特定脑区，比如痛觉、触觉、光感等传到脑与脊髓中特定的专门神经元。
3. 神经细胞信息传递内容
神经细胞主要的任务就是整合接收到来自于突触前神经元所有兴奋性和抑制性的电位。“兴奋/抑制”是由神经递质决定的。 脑内的最主要的兴奋性神经递质是谷氨酸。最重要的抑制性神经递质则为gaba-氨基丁酸。
传递神经递质的过程是：突触前终端充满了包含有神经递质的囊泡。当动作电位进入到突触前中断时，会使钙离子通道开放，钙离子进入细胞内。涌入突触前终端的钙离子使囊泡破裂，囊泡随即将其内部的神经递质排放到突触间隙中。
不同的记忆，不同的脑区
记忆并非由神经细胞本身的特点决定，而是有神经元之间的连接和如何加工信息有关。记忆很可能是由特定感觉刺激而引起突触强度变化的结果 （博主：一种网络连接状态存贮一种记忆，通过感知输入进行触发提取）。大脑中有丰富的化学物质，化学传导比电传导好的地方在于能够支持更多的学习形式和记忆存储显示 （博主：化学传导虽然慢，但信息量比比特大，是未来计算机发展方向之一）。
短时间记忆或者需要意识参与的记忆存储在前额叶，进而在海马转为长时记忆，然后存储于负责对应感觉加工的大脑皮层。技巧存在小脑，习惯存在纹状体，情绪相关的存在杏仁核。内隐记忆，或者是不需要意识参与的建议，比如学会骑车的这种记忆，需要不断重复就可以将外显记忆转为内隐记忆。
人脑中几乎没有独特的蛋白质或信号传递系统，和其他组织都一样。 （进化的本质并不是像工程师。而像修补匠，利用手边一切可行的原材料，加工出能用的物体。有益突变在全部突变中所佔比例很小。有益突变增强了生物的生存和繁殖能力，使其在自然选择中佔据优势。）
短时记忆
短时记忆通过突触联系的强化，可以持续数分钟。有两种方式：
- 习惯化---重复给予较温和刺激时，突触对刺 激的反应逐渐减弱，甚至消失。是最简单的学习形式，动物学会识别无害的刺激。
- 敏感化--一种恐惧习得形式：威胁刺激下，动物变得敏感，对几乎一切刺激都投入更多刺激，产生更强的反应。这是动物的保护机制。短时敏感化中，感觉神经元释放的神经递质增多：谷氨酸，持续时间数毫秒
数毫秒的突触点位怎么能引起数分钟的变化呢？因为除了从感觉神经元到运动神经元的介导回路之外，还有从中间神经元到感觉神经元、运动神经元的调控回路：化学递质为5-羟色胺。与短时记忆有关的分子：一、向觉神经元末梢提供5-羟色胺。二、向神经元细胞内注入C A M P。三、向神经元内注入蛋白激酶A的催化成分。以上三种手段都能促进谷氨酸的释放。
长时记忆
记忆若要持久牢固，大脑必须对记忆内容进行深入彻底的加工。需要对其内容投入更多的注意资源，还需将新知识与原有的知识网络结构联系起来（博主：如何？）。记忆的提取需要依赖合适的线索。可以是外源性的，比如说外界刺激。也可以是内源性的，比如说某种念头或迫切需要。
长时记忆的固化需要一到两个小时的时间，需要合成新的蛋白质，长出新的突触。有意识的记忆的过程：注意引起了海马释放多巴胺，多巴胺通过CPEB处于自我保持的状态，进入长时记忆存储。 在这个早期阶段是不稳定的，容易受到干扰。 为突破阈值反复训练是必不可少的。
长时习惯化时，感觉神经元和运动神经元之间的突触前端数目减少，从1300个降至850个左右，活性数目也降至原来的20%（减少：二分之一乘以负80%=-40%）。长时敏感化时，两种神经元中长出新的突触前端，前突触端增至平时的两倍左右，活性突出的比例也有40%增至60%（增加：两倍× 20%=40%）。新突触的寿命与记忆持续的时间等长。（博主：可以尝试机器学习中wi参数的改变幅度：± 40%）
脑结构的改变更容易发生在生命早期。比如优秀的音乐家莫札特，之所以能够取得辉煌的成就，是因为在大脑容易改变的时候就开始学习音乐技能了
突触联系的长期强化不仅需要有蛋白激酶A开启某些基因（C R E B-1）需要关闭某些基因（C R E B-2）。
为突破阈值反复训练是必不可少的。然而强烈的情绪状态可以不经训练直接进入长时记忆。在这种情况下大量M A P T瞬间引入细胞核内，足以使全部CREB-2分子失活。有些人具有天生的好记性。可能是C R E B-2天生就与别人不一样，对C R E B-1限制小很多 （与血，红色相关的可以直接进入长时记忆，可能与进化有关）。
老龄化带来的记忆丧失。可能同时涉及到CREB-1和C R E B-2两种蛋白。长时记忆需要开启某些基因的事实说明，基因不只是行为的决定者，他们还对环境（如学习）作出反应 （作者研发了小红药 Rolipram依据抑制破坏cA M P的酶，增加其活性，传递更多信号。治疗奥兹海默症)
其他科研和人生感悟
1. 家庭
作者父母（犹太）从维也纳逃到美国后白手起家，开了服装店，能够买下整栋楼，还能支持儿女读大学和医学院。对未来报以乐观的态度，从来不会干涉学习或玩耍。
2. 科研
- 年轻人应该具有开放的头脑，到高手云集的环境中去工作。老师也要有大家风范，激励年轻人积极奋进，取得成功。
- 努力而艰苦的思索，特别是可以产生有效想法的思考，比只是做实验更有价值。深入思考和刻苦工作不能混淆。
- 搞科学也要有品位，要学会分辨重要的和不重要的科学问题。在其中识别有趣和无趣的问题，在有趣的事情中又能分辨哪些是可行的。
- 与学生同行反反覆覆的讨论新想法。如果开始准备着手解决一个问题时，会进行大量的阅读。
- 作为科学家，作者遇到一个问题，从整体的角度去了解早先科学家的想法是极为有益的。不仅想知道哪些方向的观点被证实，还要了解其他思想无法被证实的原因。
- 确立一个需要长时间去思考的问题，或是一组相互关联的问题。这种问题具有较大的学术深度和广度。
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