將貓女儲存在一個腦神經元內
撰文╱馬丁代爾 ( Diane Martindale )
翻譯／涂可欣
當你看到雜誌封面上的名人照片時，只要靠著一個神經元的作用，腦子就能立刻辨識出這
個影像。科學家最新的研究顯示，人類的大腦在詮釋一幅影像時所使用的神經元數目，可
能比過去所認為的少得多。而這項發現將有助於神經科學家了解記憶的形成和儲存。
人類大腦究竟如何記錄和回想一個影像，一直是充滿爭議和臆測的主題。過去幾十年來，
出現了兩個極端的觀點。第一派說人類腦內數百萬個神經元會和諧一致的作用，將各種零
星的資訊拼湊在一起，然後形成一個完整的畫面；另一派則認為大腦內一個個獨立的神經
元，會各自辨識一個特定的物體或人物。1960年代時，神經學家雷特溫（Jerome Lettvin
）將第二派的觀點命名為「祖母細胞」理論，意思是大腦內有一個神經元專門負責辨認每
一個家庭成員，你失去了某個神經元，可能就認不得祖母了。
學者專家在很久以前就排除了祖母細胞的觀點，他們認為它太簡單了。但英國列斯特大學
的基洛加（Rodrigo Quian Quiroga）和同事，卻決定研究單一神經元的選擇程度。這支
研究團隊觀察了八名準備動癲癇手術的病患，這些病患的腦內都植入了64個微小的電極（
用來找出他們的癲癇發作部位），其中有許多電極是裝置在與長期記憶儲存有關的海馬（
hippocampus）。
科學家拿許多電影明星、物體和地標建築的照片給受試者觀看，電極可記錄下腦神經元的
活動。在篩選階段，研究者先找出哪些影像能至少活化一個神經元的強烈反應，然後研究
團隊再觀察受試者看到個同影像的3~8個不同版本的反應。
其中有名病患的一個神經元，可以對演員珍妮佛安妮斯頓（Jennifer Aniston）七張不同
的照片都會產生反應，然而同一個神經元對其他80多張動物、建築物、有名或默默無聞的
人的相片卻一點反應也沒有。基洛加回憶：「在首次看到一個神經元因為七張珍妮佛安妮
斯頓的照片而活化，對其他影像卻無動於衷時，我們幾乎從椅子上跳了起來。」
研究人員在另一名病患身上也觀察到類似的情形。這名病患有一個神經元是奉獻給演員荷
莉貝瑞（Halle Berry）的；這個神經元不僅對照片有反應，對畫像和她名字的圖像都有
反應；此外，即使貝瑞穿上貓女的面罩和戲服，只要病患知道那是貝瑞，這個神經元也會
活化。基洛加補充道：「這個神經元是對荷莉貝瑞這個抽象觀念有感應，而不是對某一特
定的視覺特徵起反應。這就好像『我沒有辦法回想一段對話的每個細節，但我記得它是有
關什麼』一樣。它顯示我們儲存記憶時用的是抽象的概念。」除了名人外，像雪梨歌劇院
和比薩斜塔等知名建築物，也都會引發單一神經元的活化。
美國約翰霍普金斯大學的神經科學家康納（Charles Connor）說：「很少科學家會預料到
，腦內這種單一神經元信號與特定人物有關的現象。而現在我們可以來看看那些細胞所呈
現的資訊。它們是探究記憶儲存清晰的起點。」
美國加州理工學院的科霍（Christof Koch）是參與這項實驗的研究人員之一，他認為雖
然「珍妮佛」和「荷莉」神經元的表現和祖母細胞一樣，但這項發現並不意味一個神經元
只會對某一個人或某一樣物體反應，這些細胞可能會對許多種物體都有反應（有些神經元
會對一個人或一樣物體以上產生反應）。科霍解釋：「我們並不是說這些神經元就是祖母
細胞。對於熟悉的事物，像是家人或名流之類，是你經常看到的。這些神經元會以非常特
別、超出我們原本想像的方式來連接和活化。」
這項發現發表在6月23日的《自然》，其結論將會影響失智症等疾病的研究。不過基洛加
卻看到了更實際的應用：植入式的溝通輔助裝置，也就是所謂的讀腦器。他預測：「或許
我們能經由電腦表達出病患的想法，幫助他們與外面世界交流。」
【本文出自科學人2005年11月號】
-----
留言列表
