追尋記憶的痕跡

譯者序 ／001
前 言 ／001
第 一 部
1 個體記憶與記憶存儲的生物學 ／003
2 維也納的童年時光 ／012
3 美國的求學生涯 ／035

第 二 部
4 每次一個細胞 ／057
5 神經細胞在說話 ／079
6 神經細胞之間的交流 ／095
7 簡單與複雜的神經系統 ／110
8 不同的記憶，不同的腦區 ／123
9 尋找一個理想系統來研究記憶 ／143
10 學習的神經性模擬 ／160

第 三 部
11 增強突觸間的連接 ／177
12 神經生物學與行為研究中心 ／193
13 即便是簡單的行為也能被學習修飾 ／201
14 突觸隨經驗而改變 ／212
15 個性的生物學基礎 ／222
16 分子與短時記憶 ／235
17 長時記憶 ／255
18 記憶的基因 ／263
19 基因與突觸的對話 ／278

第 四 部
20 回到複雜記憶 ／297
21 突觸保留了我們最美好的記憶 ／304
22 外部世界的大腦圖景 ／313
23 必須付出注意力！ ／326

第 五 部
24 紅色小藥丸 ／339
25 小鼠、人類與精神疾病 ／356
26 治療精神疾病的新路子 ／373
27 生物學與精神分析思想的復興 ／384
28 意 識 ／397

第 六 部
29 通過斯德哥爾摩重新發現維也納 ／415
30 從記憶中學習：展望 ／441
術語表 ／456
注釋及參考文獻 ／480
致 謝 ／539
譯名對照表 ／542
 
 

通過生物學術語來理解人類心智，已經成為科學在21世紀所面臨的核心挑戰。我們渴望理解知覺、學習、記憶、思維、意識的生物學本質，以及自由意志的限度。僅僅在數十年前，生物學家要在探索這些心理過程的研究中佔有一席之地，還是異想天開。直到20世紀中葉，科學家們仍未認真考慮過如下想法：心智作為宇宙中最複雜的運作過程，可能把它深藏的秘密留待分子水準的生物學研究來解決。

生物學在最近50年裡所取得的激動人心的成就，讓上述想法成為可能。詹姆斯·沃森和法蘭西斯·克裡克在1953年發現了DNA的結構，掀起了一場生物學革命，它為我們提供了一個理論框架，來理解基因攜帶的資訊如何控制細胞功能。這個發現讓我們對下列問題有了基本的瞭解：基因如何受到調控，它們又如何合成決定細胞功能的蛋白質，以及發育過程如何開啟、關閉基因和蛋白質來決定生物的身體構造。正是這些非凡的成就，讓生物學在諸多科學領域中脫穎而出，成為與物理學和化學並駕齊驅的核心學科。

在融匯了新知識並且獲得了信心之後，生物學將注意力轉向了它最為遠大的目標：理解人類心智的生物學本質。這個曾經長期被人們認為無法納入科學研究的領域，如今方興未艾。當思想史學家回顧20世紀的最後20年時，他們很可能會對如下令人驚異的事實發表評論：這個時期湧現出來的關於人類心智最有價值的洞見，不是出自哲學、心理學或精神分析等涉及心智的傳統學科，而是出自這些學科與腦生物學的融匯，分子生物學領域近年來取得的驚人成就推動了這種新的綜合，進而形成了一門新心智科學，它利用分子生物學的威力來研究生命的重大未解之謎。

這門新科學基於五個原理。第一，心智與大腦a是不可分離的。大腦是一個具有巨大計算能力的複雜器官，它建構我們的感覺經驗，調控我們的思想和情緒，控制我們的行為。大腦不僅控制跑步和進食等相對簡單的動作，還控制思考、說話和藝術創造等人類特有的典型複雜行為。從這個角度來看，如同走路是雙腿實施的一套操作，心智則是由大腦實施的一套操作，只不過要複雜得多。

第二，大腦的每一項心理功能——從最簡單的反射到語言、音樂和藝術領域富有創造性的行為——都是由大腦不同區域特異性的神經環路實現的。這就是為什麼我傾向於使用“心智生物學”（biologyofmind）這個術語來表示由這些特異性的神經環路實現的一套心理操作，而不使用“該心智的生物學”（biologyofthemind），後者意味著全部心理操作是由單獨某個腦區完成的。

第三，這些環路全部是由相同的基本信號傳導單元，即神經細胞構成。

第四，神經環路通過特異性分子在神經細胞內和細胞之間產生信號。

第五，在數百萬年的進化中，這些特異性信號分子被保留了下來，而且保持著原樣。其中有些分子不僅存在于我們最古老祖先的細胞裡，現在也可以在與我們親緣關係極遠的原始生物體內找到，比如細菌和酵母等單細胞生物，以及蠕蟲、蠅和蝸牛等簡單多細胞生物。這些生物在它們所處的環境中擬定生存策略用到的分子，與我們打理自己的日常生活、適應周遭環境所用的分子相同。

因此，我們從這門新心智科學中，不僅收穫了關於我們自身如何知覺、學習、記憶、感受和行動的洞見，還得到了一個以生物進化為背景來理解我們自身的嶄新視角。這使我們認識到，人類心智是由低等祖先使用過的分子進化而來，那些完好保存至今的調控生命各種進程的分子機制，照樣適用於我們的精神生活。

由於心智生物學將對個體和社會福祉產生廣泛影響，科學界一致認為它在21世紀將擁有如基因生物學在20世紀所取得的地位。

從兩千多年前蘇格拉底和柏拉圖首次探討心理過程的本質起，它就一直是西方思想史的核心議題。除了繼續探討這個問題外，這門新心智科學還提供了一些實用性的洞見，有助於我們理解和處理那些與生活息息相關的重要心智議題。科學不再是科學家專享的領地，它已經成為現代生活和當代文化不可或缺的一部分。媒體幾乎每天都在報導那些不指望公眾能理解的

科技資訊。大眾常常無法理解由阿爾茨海默病所引起的失憶和由於年齡增長帶來的失憶這兩種症狀的區別——前者是不斷惡化且破壞性很強的，後者相較而言是良性的。他們聽說過認知增強劑，卻不太清楚它們能有什麼用。他們得知基因能夠影響行為，而且某些基因的失調會引起精神和神經疾病，卻不知曉致病機理。另外，人們還聽說男女在天資上的性別差異會影響他們的學術和職業生涯，這是否意味著男人和女人的大腦有所不同？兩者在學習方式上存在差異嗎？

在生活中，大多數人都需要對某些涉及從生物學角度理解心智的議題做出重要的私人或公共決定。有些決定是在試圖理解各種正常人類行為的過程中產生的，另一些則與更嚴重的精神和神經疾病相關。因此，有必要讓每個人都能獲取那些以清晰易懂的方式呈現出來的優質科學資訊。科學界目前普遍認為我們有責任向公眾提供這類資訊，對此我表示贊同。

在我從事神經科學研究的早期，我意識到，就像我們科學家熱切地想要闡釋這門新心智科學一樣，很多沒有科學背景的大眾同樣渴望瞭解這門學科。本著這種精神，我在哥倫比亞大學的同事詹姆斯·H.施瓦茨與我一道寫成了《神經科學原理》，這本面向大學和醫學院學生的導論性教材目前正在編撰第五版a。在這本教材出版之後，我們收到了很多為大眾做腦科學科普講座的邀請。這種經歷使我相信，如果科學家願意承擔解釋腦科學核心議題的工作，那麼大眾是願意花時間去理解這些議題的。為此我寫了這本書來向沒有科學背景的普通讀者介紹新心智科學。我的目的在於，用簡單的術語來解釋這門學科如何從早期科學家的理論和觀察發展壯大，成為如今作為實驗科學的生物學的一部分。

2000年秋天，我因為在大腦記憶存儲方面的研究而榮獲諾貝爾生理學或醫學獎，這成為進一步推動我寫作本書的動力。所有的諾貝爾獎得主都受邀寫一篇自傳性文章。在寫文章的過程中，我比以往更清楚地看到，我對記憶本質的興趣深植於我在維也納的童年經歷。而當我親眼看到，我的研究讓我登上科學發展的歷史舞臺，並躋身國際傑出生物科學家的行列時，我對此心懷莫大的驚喜與感激。我在工作中結識了一些傑出的科學家，他們是近年來生物學與神經科學革命的領軍人物，與他們交往的經歷深深影響了我的研究。

因此，我在本書中將兩個故事交織在一起。第一個是最近50年來心智研究領域所取得的非凡科學成就的學術史。第二個是我在這50年間的生活經歷和科研生涯。書中將追溯我在維也納的兒時經歷如何引發了我對記憶的迷戀，這種迷戀先是讓我投入到歷史學與精神分析之中，接著又轉向腦生物學，最後進入對記憶的細胞及分子機制的研究。由此可見，我對記憶問題的個人求索與最偉大的科學事業之一——嘗試通過細胞及分子生物學研究來理解心智——是如何交融起來的故事，會在《追尋記憶的痕跡》中一一道來。