大脑的搜索引擎策略：为什么有些单词比其他单词更让人难忘

美国国立卫生研究院的研究表明，我们的大脑可能会使用搜索引擎策略来记住单词和对我们过去经历的记忆。

成千上万的单词，无论大小，都塞满了我们的存储库，只是在等待迅速撤回并串成句子。在最近对癫痫患者和健康志愿者的研究中，美国国立卫生研究院的研究人员发现，我们的大脑比某些其他词语（例如“猫”，“猫”，“猪”，“坦克”和“门”）撤回的频率更高。 ，“街道”和“楼梯”。通过结合记忆力测试，脑电波记录以及在书籍，新闻文章和互联网百科全书页面上发表的数十亿个单词的调查，研究人员不仅展示了我们的大脑如何回忆单词，还展示了我们对过去经历的记忆。

“我们发现有些单词比其他单词更令人难忘。我们的研究结果支持这样的想法，即我们的记忆被连接到神经网络中，并且我们的大脑搜索这些记忆，就像搜索引擎在互联网上追踪信息的方式一样。”认知心理学家魏震（Zane）Xie博士说。美国国立卫生研究院国家神经疾病与中风研究所（NINDS）的博士后研究员，他领导了《自然人的行为》上发表的研究。“我们希望这些结果可以用作评估一个人的记忆和大脑健康的路线图。”

谢博士和他的同事在重新分析30名癫痫患者进行的记忆测试的结果时首先发现了这些词，这是由神经外科医师兼高级研究员Kareem Zaghloul博士领导的一项临床试验的一部分NINDS。Zaghloul博士的研究小组试图帮助那些无法通过药物控制癫痫发作的患者，这也被称为难治性癫痫。在观察期内，患者在NIH临床中心呆了几天，这些外科手术植入的电极设计用于检测大脑活动的变化。

Zaghloul博士说：“我们的目标是发现并消除这些有害和使人衰弱的癫痫发作的来源。”“监测期还提供了难得的机会来记录控制我们生活其他部分的神经活动。在这些耐心志愿者的帮助下，我们得以揭露我们记忆中的一些蓝图。”

记忆测试原本旨在评估情景记忆，或我们根据过去的经历而建立的关联–谁，什么，在哪里以及如何做细节。阿尔茨海默氏病和其他形式的痴呆症经常破坏大脑进行这些记忆的能力。

从300个常见名词的列表中为患者显示了成对的单词，例如“ hand”和“ apple”。几秒钟后，他们看到其中一个单词，例如“ hand”，并要求记住其对，“ apple”。Zaghloul博士的团队已使用这些测试来研究大脑中的神经回路如何存储和重放记忆。

当谢医生和他的同事重新检查测试结果时，他们发现，无论单词配对的方式如何，患者成功回忆起某些单词的频率要比其他单词高。实际上，在使用的300个单词中，前5个单词被成功召回的平均可能性是后5个单词的大约7倍。

首先，Zaghloul博士和团队对结果感到惊讶，甚至有些怀疑。多年以来，科学家一直认为，成功地记住配对词意味着一个人的大脑在学习过程中在两个词之间建立了牢固的联系，并且类似的过程可以解释为什么某些经历比其他经历更令人难忘。另外，很难解释为什么比起诸如“街道”，“沙发”和“云”之类的常用词，人们更经常记住诸如“坦克”，“娃娃”和“池塘”之类的词。

但是，在2,623名健康的志愿者参加了该团队在众包网站Amazon Mechanical Turk上发布的单词对测试的在线版本后，该团队看到了非常相似的结果，对此的怀疑很快消失了。

Zaghloul博士说：“我们发现某些事物（在这种情况下，就是言语）可能比其他事物更容易使我们的大脑回想起来。”“这些结果也提供了迄今为止最有力的证据，我们发现关于这组患者的大脑如何控制记忆的发现对于研究之外的人也可能是正确的。”

谢博士是在两年前抵达美国国立卫生研究院后不久参加的一次圣诞晚会上提出了这项研究的想法的。在研究了多年的精神状态（我们的情绪，睡眠习惯以及对某些事物的熟悉程度）如何改变我们的记忆后，谢博士加入了Zaghloul博士的团队，以了解更多关于大脑内部工作的信息。

“我们的记忆在我们是谁以及我们的大脑如何运作方面起着根本性的作用。但是，研究记忆力的最大挑战之一是人们经常以不同的方式记住相同的事情，这使得研究人员很难比较人们在记忆力测试中的表现。”谢博士说。“一个多世纪以来，研究人员一直呼吁对这种可变性进行统一计算。如果我们能够预先预测人们应该记住什么，并了解我们的大脑是如何做到的，那么我们也许能够开发出更好的方法来评估某人的整体大脑健康。”

在聚会上，他遇到了芝加哥大学心理学系的助理教授威尔玛·班布里奇（Wilma Bainbridge）博士，当时他正在美国国立卫生研究院国家心理健康研究所担任博士后研究员（ NIMH）。她试图通过研究我们看到的某些事情是否比其他事情更令人难忘来解决同一问题。

例如，在对1000多名健康志愿者的一组研究中，Bainbridge博士及其同事发现，有些面孔比其他面孔更令人难忘。在这些实验中，向每位志愿者展示了源源不断的面部表情，并要求他们指示何时从较早的阶段中识别出一个人。

班布里奇博士说：“我们令人兴奋的发现是，即使我们每个人在生活中看到的都是不同的东西，也存在着一些让人固有难忘的人物或地方的图像。”“如果图像的记忆力是如此强大，这意味着我们可以提前知道人们可能会记住或忘记的事情。”

但是，这些结果仅限于了解我们认识到的东西后大脑的工作方式。在聚会上，博士。谢和贝恩布里奇想知道这个想法是否可以用于回忆Zaghloul博士一直在研究的记忆，如果是的话，那将如何告诉我们大脑如何记住我们过去的经历？

在本文中，谢博士提出，建立的理论中的原理，即寻找联想记忆（SAM）模型，可能有助于解释癫痫患者和健康对照者的最初发现。

“我们认为理解单词对测试结果的一种方法是将网络理论应用于大脑如何记住过去的经历。在这种情况下，我们使用的单词的记忆看起来像是互联网或机场航站楼地图，记忆力更强的单词显示为大的，人流量大的点，连接到代表记忆力较弱的单词的小点上。”“充分理解这一点的关键是弄清楚单词之间的联系。”

为了解决这个问题，研究人员编写了一个新颖的计算机建模程序，该程序测试了用于定义单词连接方式的某些规则是否可以预测他们在研究中看到的记忆性结果。这些规则基于语言研究（pdf），该语言已经扫描了书籍，新闻文章和Wikipedia页面上的数千个句子。

最初，他们发现连接单词的看似简单的想法无法解释其结果。例如，难忘的单词不会比难忘的单词在句子中出现的频率更高。同样，他们无法在单词定义的相对“具体性”与其记忆力之间找到联系。像“飞蛾”这样的单词比像“酋长”这样具有更抽象含义的单词更让人难忘。

相反，他们的研究结果表明，记忆力更强的单词在语义上更相似，或更常与英语中使用的其他单词的含义相关联。这意味着，当研究人员将语义相似性数据插入计算机模型时，它可以正确地猜测出患者和健康志愿者测试中值得记住的单词。相反，当他们使用词频或具体程度的数据时，却没有发生这种情况。

进一步的结果支持了这样的想法，即记忆力更强的单词代表大脑记忆网络中交通繁忙的枢纽。癫痫患者正确记住记忆的单词的速度比其他人快。同时，对患者前颞叶（一个语言中心）的电子记录显示，他们的大脑比那些难忘的单词更早地重放了这些单词背后的神经信号。研究人员在查看所有结果的平均值和个体化试验时都看到了这种趋势，这强烈表明，记忆力更强的单词更容易被大脑找到。

而且，患者和健康志愿者都错误地比其他单词更频繁地朗诵更难忘的单词。总体而言，这些结果支持了以前的研究，这些研究表明大脑可能访问或通过这些高度关联的记忆，例如动物觅食或计算机搜索互联网的方式。

“您知道何时在搜索引擎中输入单词，它会向您显示一系列高度相关的猜测？感觉就像搜索引擎正在读你的想法。好吧，我们的结果表明，该研究对象的大脑在想起配对单词时的大脑做了类似的事情，我们认为，当我们记住我们过去的许多经验时，可能会发生这种情况。”谢博士说。“我们的研究结果还表明，英语的结构存储在每个人的大脑中，我们希望有一天，它可以用来克服医生在评估一个人的记忆力和大脑健康方面所面临的变异性。”

该小组目前正在探索将其结果和计算机模型整合到针对阿尔茨海默氏病和其他形式的痴呆症的记忆力测试开发中的方法。

这项研究得到了位于NINDS（NS003144）和NIMH（MH002909）的NIH内部研究计划的支持。