我们为何无法回忆起三岁前的经历?传统观点认为,婴儿大脑尚未发育出存储记忆的能力。 然而,耶鲁大学吴蔡研究所团队在 Science 发表的一项突破性研究,通过清醒婴儿的功能性磁共振成像(fMRI)与眼动追踪技术,首次直接证明:婴儿期的大脑不仅能够编码情景记忆,其海马体的激活强度还直接预测了记忆的留存。这一发现挑战了“婴儿遗忘症源于记忆无法形成”的经典假说,并提出了一个引人深思的可能性:我们最早的记忆或许从未消失,只是被深锁在脑中、无法提取。
婴儿遗忘症:由来已久的谜题
“婴儿遗忘症”(infantile amnesia)指成年人无法回忆起生命最初几年(通常为三岁前)的具体情景记忆。长期以来,主流解释认为这是因为海马体——负责情景记忆的关键脑区——在婴幼儿期尚未发育成熟,无法将经验转化为持久记忆。
然而,这一解释面临一个根本困境:婴儿显然能够学习语言、识别面孔、形成依恋,这些过程都需要记忆参与。那么,究竟是情景记忆无法形成,还是形成了却无法在成年后被提取?
实验设计:如何“询问”不会说话的婴儿
研究团队由耶鲁大学心理学教授、吴蔡研究所所长Nick Turk-Browne领衔,论文第一作者Tristan Yates(现哥伦比亚大学博士后)设计了巧妙的实验方案:
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被试:26名4个月至2岁的清醒婴儿(fMRI在清醒婴儿中实施极为困难,因其无法保持静止或遵循指令;该团队经过十年方法学积累攻克了这一技术瓶颈);
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编码阶段:婴儿观看一系列新图像(面孔、物体、场景),同时进行fMRI扫描,重点记录海马体的激活模式;
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测试阶段:在观看若干其他图像后,婴儿同时看到一张之前见过的图像与一张新图像,通过眼动追踪测量注视时间——若婴儿对旧图像的注视时间显著更长,则表明其识别出了该图像。
核心发现:海马激活预测记忆强度
研究结果清晰而有力:
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在编码阶段海马体激活越强的图像,婴儿在测试阶段对该图像的注视时间越长;
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这一效应在后部海马最为显著——该区域正是成年人情景记忆编码的核心脑区;
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效应在12个月以上的婴儿中最强,提示情景记忆能力在周岁后逐渐成熟。
“当婴儿只看过一次某样东西时,我们预期他们再次看到时会更多地注视它,”Turk-Browne解释,“因此,在这项任务中,如果婴儿对之前看过的图像的注视时间多于旁边的新图像,这就可以解读为婴儿认出了它。”
两种记忆系统:统计学习 vs. 情景记忆
该团队此前的研究发现,3个月大的婴儿已具备统计学习(statistical learning)能力——从经验中提取规律性模式,例如语言中的音素分布、视觉场景中的结构。统计学习依赖于前部海马,发育较早。
而情景记忆(episodic memory)——对特定事件的时间、地点、内容的记忆——依赖后部海马,发育较晚。本研究首次在12个月以上婴儿中证实后部海马参与情景记忆编码,与动物研究中的发育时序一致。
“统计学习是关于提取周围世界的结构,”Turk-Browne说,“这对语言、视觉、概念等的发展至关重要。因此,统计学习比情景记忆更早发挥作用是可以理解的。”
遗忘之谜:记忆存在但无法提取?
既然婴儿确实能够编码情景记忆,为何成年后无法回忆?研究团队提出两种可能:
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记忆未被长期存储:编码后随时间消退;
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记忆仍存在,但无法被提取(检索失败)。
Turk-Browne倾向于后者。他指出,近期的动物研究支持“婴儿遗忘症是提取问题而非存储问题”的观点。在正在进行的后续研究中,团队尝试让幼儿观看自己婴儿时期的第一人称家庭录像,初步结果显示这些记忆可能持续到学龄前期才会消退。
“Tristan的工作与近期动物证据惊人地一致,表明婴儿遗忘症是一个提取问题,”Turk-Browne说,“我们正在追踪海马记忆在整个童年期的持久性,甚至开始考虑一个近乎科幻的可能性:它们可能以某种形式持续到成年期,尽管无法被访问。”
方法学突破:清醒婴儿fMRI
本研究代表了一个重要的技术里程碑。传统上,婴儿fMRI只能在自然睡眠状态下进行,但睡眠状态与清醒记忆编码的神经活动存在差异。该团队开发了包括适应性扫描协议、儿童友好的扫描环境、实时头动校正等一系列方法,使得在清醒婴儿中采集高质量fMRI数据成为可能。
未来方向与临床意义
研究团队正在探索:
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这些早期记忆在童年期的轨迹(是否随时间衰退、是否被覆盖、是否可被线索触发);
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能否通过特定的提取线索“解锁”这些不可访问的记忆;
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个体差异(如海马发育速度、早期经历丰富度)如何影响婴儿期记忆的编码与持久性。
该研究也为理解发育性遗忘症、创伤性记忆的早期编码等临床问题提供了新的理论框架。
参考信息
Reference: “Hippocampal encoding of memories in human infants” by Tristan S. Yates, Jared Fel, Dawoon Choi, Juliana E. Trach, Lillian Behm, Cameron T. Ellis and Nicholas B. Turk-Browne, 20 March 2025, Science.
DOI: 10.1126/science.adt7570