回復記憶的源流──專訪神經科學家焦傳金

【撰文/莊妍 照片提供/焦傳金】

神經科學家焦傳金,主要研究頭足類(如烏賊),學術專長是海洋生物和視覺研究(視網膜),由於在清華大學教授「當代認知神經科學──腦與心智」(簡稱腦心課)通識課程,因而與不同領域的學生有所連結,「我非常驕傲今年已經開課第十年了!」

焦教授認為,記憶的有趣在於其不同的成因以及記憶本身。有人形容記憶是「食物調理機」,就像把水果絞碎之後,果汁有其獨特的感覺,但已不同於「水果」,它還有水果的味道跟元素,但基本上已重新調理過。他補充:「大腦並非有一個專門儲藏特定記憶的地方,而是腦內有許多神經細胞互相連結,形成不斷工作的動態網路。」

強化神經元連結,逐步建構自我概念

學習指的是大腦內的神經與神經之間的連結,連結增強表示記憶比較好,反之則弱,因此「大腦有百分之幾未開發,要大力開發剩下的百分之幾」,或是「先清掉一些記憶檔案,才塞得下其他記憶」都是錯誤觀念,我們每個腦細胞都運作活躍,神經與神經的連結會不斷改變。「學習與記憶就是Repeat to remember,學習再遺忘,遺忘再學習的歷程。」

而記憶還攸關一個人的存在意義。「你仔細想,記憶非常personal(個人),一旦消逝就沒有自我了。」焦教授提綱挈領地敘述,有條不紊地融入訪者的回應,一如他教授腦心課十年以來的教學堅持──涵蓋不同且全面的重要主題。言談中,他常釐清自身的研究領域,再提到備課涉略的相關資料,以及本身對主題感興趣等原因才產生綜觀的結果,「記憶在神經科學或哲學領域都是迷人的奧秘論題,是可以說上一個小時的主題。」言及此,他嘎然而止,不好意思地說自己常越講越多,談吐間流露一派謙謙學者的風範。

三十餘年學養的神經科學家焦傳金,有別於一般對於科學家窩在實驗室裡、不見天日地記錄數據的想像,他倒像美國超級英雄電影裡的「水行俠」。身為戶外派,他大學時便立意從事潛水或野外工作,後來順利地在澳洲大堡礁、美國水下實驗室做研究。以海洋生物視覺為博士論文,深造哈佛大學做博士後研究,從動物視覺一直延伸到廣泛的視覺神經領域,並且成立了自己的「視覺神經科學實驗室」。

「『看到』跟『知道』是不一樣的,最後讓你理解世界的其實是大腦。」焦教授解釋,靈長類是強烈的視覺動物,人腦至少有三分之一的區域在處理視覺,「因此研究視覺的人除了眼睛之外,也會研究大腦如何處理眼睛傳來的訊號。」亦即視覺記憶。

不同的記憶形式:嗅覺/鎂光燈/情節/程序記憶

大多數人或許未曾察覺,五種感覺之中除了視覺以外,「嗅覺記憶」格外地重要,因為嗅覺受損會無法感受許多情緒性的東西。有趣的是,嗅覺記憶的另個特性是瞬間提取能力極佳,對於國高中參加過童軍露營的焦教授而言,陽明山上的硫磺味和童軍露營記憶相連。幾年前到北投地熱谷一聞到硫磺味,極短的時間內,立刻喚起那段美好時光。「這也呼應到記憶的個人性,不論勾起的回憶快樂還是悲傷,我們聞到相同的味道,但它只會對你產生意義。」

若說嗅覺記憶帶你重返舊日情懷,「鎂光燈記憶」便將隨著你去到未來。嬰兒潮世代的美國人,大多記得自己在甘迺迪總統被刺殺的那天在做什麼。但我們連昨天吃什麼都會忘記,怎麼記得幾十年前的往事呢?焦教授說:「這是因為遇到重大事件時,身體會分泌腎上腺素,就是情緒反應,會讓創傷或情緒波動的記憶特別鮮明。」

其實記憶有很多種形式,「鎂光燈記憶」屬於「情緒記憶」(emotional memory),此外,「情節記憶」(episodic memory)是指回想起發生過的事情,另一種稱為「程序記憶」(procedural memory),亦即當你習慣一件事情之後,不知道為何記得或是可無意識地執行,比方說學會騎腳踏車以後,你便不太可能忘記這項技能。

值得一提的是,沒有遺忘就不會有記憶。因為我們在回憶時,不可能鉅細靡遺地重現細節,所以每個人的回憶都是一個重新建構的故事。由於記憶如此獨特而無法取代,失去記憶連帶產生的自我消失感,在阿茲海默症患者身上最常見到,然而目前還沒有較好的治療方法,甚至連疾病的成因都仍然未知。焦教授坦言,每上到老化與疾病的主題總是很沮喪,但他必須告訴學生事實,也對於未來醫學能研究出比較好的治療方法抱持希望。他常勉勵同學,大學畢業以後,未來八十年還有不斷學習的空間。

知識連結社會,包容讓聲音多元

願意善待知識的人,永遠會得到更多。──和平青鳥書店玻璃帷幕

學習源於模仿,我們有同理心其實多虧大腦裡的「鏡像神經元」。認識鏡像神經元以後,或許會更加注意到同理心的存在。焦教授說:「從科學上推論,我專心傾聽時,鏡像神經元正在做同樣的事情,因此我雖然沒有經歷你描述的事情,仍能感同身受。」同理心也就是換位思考、站在不同的位子設身處地思考的能力,焦教授蹙眉而道:「這雖然跟記憶無關,但我仍想說,紛擾多來自於信者恆信,或是自身帶有偏見卻認為其他人也應該如此。每個人都是對的,那誰是錯的呢?」我們的社會應該需要有更足夠的包容力,來讓不同的聲音安然共處。

如果人與人的連結是同理心的具體展現,那麼科學便是研究與社會之間的關聯。焦教授笑說,自己出外演講時,從小學講到阿公、阿嬤都可以通,因為大家吃過也看過烏賊這種神奇的生物。他接著說,研究特殊生物者的初衷,純粹是對這種動物的喜歡,核心則是希望藉由研究大自然演化而來的現象或動物行為,提供人類線索去發展不同的科技、醫療相關領域,因為生物能在這個星球上生活,自有其生存之道。「我們研究人員共同的願景是師法自然,最終將這些觀念或是研究結果結合人類的創造──如果我們還是以人類為中心的話。」

研究成就自己,教育成就社群

「用球賽來比喻人生,我現在正是下半場的開始。」費時費心地投身研究與教學,焦教授接下來同樣會戮力於研究和教學,雖然研究讓他得到很大的肯定和成就感,不過他深信教育會產生更深遠的影響,「因為研究是成就自己,教育則是改變社會的其中一種方式。」焦教授說,在大學教書最大的優勢應該是可以影響這一群大學生吧,而這些人未來都會在社會的各個岡位工作。展開人生下半場,焦教授期許自己能帶給社會更多影響,有適當機會就努力,「我想這是一個籠統但正面的想法。」

焦教授淺淺地笑了起來,「也因為腦與心智是蠻廣的神經科學領域,我希望帶給同學新知,所以無形之中自己先接觸了更多領域。可以聊些專業領域以外的東西,蠻好的。」面對來自不同領域的學生,焦傳金教授深切體認「教學相長」的真諦,學生給予的反饋也激盪出更多的好奇。

具影響力者的所作所為,大抵是對這個世界保有一股孩子般的無窮好奇與熱情。獨具慧眼的人,與自己連結,繼而連結他人,終將連結起宇宙的奧秘,焦傳金教授便是一例。

焦傳金

美國馬里蘭大學生物科學系博士。經歷:清華大學副教務長、分子醫學研究所所長、生命科學系暨系統神經科學研究所特聘教授、美國伍茲霍爾海洋生物實驗室合聘研究員。長期專注於視網膜神經生物學,以及動物行為學研究。曾發表世界首篇實證烏賊具「數感」能力的研究,登上知名期刊。創新教學且推動科普知識不遺餘力,曾獲國立清華大學3次傑出教學獎、傑出導師獎、國科會吳大猷先生紀念獎。

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