人類為什麼會進化出長期短期這兩種記憶方式？

12-01

其實題主你的問題有一些不準確，因為短期記憶和長期記憶並不是只有人類才有的，大多數高級點的動物尤其是哺乳動物基本都具有短期和長期記憶，所以不應該說人類進化出了這兩種方式。
其實，除了短期（其實短期記憶還和初級記憶：primary memory關係很密切）和長期記憶以外，還有第三種類別就是工作記憶（working memory）。

那麼這三種記憶具體區別在哪呢？

簡單來說，
長期記憶是儲存著大量先前經歷和知識的記憶內容
短期記憶則是人類大腦在短時間內能夠儲存的有限記憶內容。短期記憶最廣為人知的理論是由Miller在1956年提出的神奇數字7 （the magic number 7），這個理論有3個主要特徵，就是人類的短期記憶：1：容量非常有限（只有大約7個事物能在短時間內被記住）；2：時間有限（並且這期間記住的內容非常脆弱，很容易被其他外界信息影響導致丟失；3：儲存（主要為聲音形式，甚至會把視覺信息轉換成聲音來記憶，比如我們記東西喜歡讀出來或者默念來加深印象）。雖然這個理論現在已經被認為有很多缺陷，但是影響仍然非常大。
除了這兩種普遍知曉的記憶外，其實還有另外一個非常重要的模塊，就是工作記憶（working memory），是Alan Baddeley提出的，他是記憶領域的大神之一，也是我本科的教授之一，我有幸上過他的記憶課程所以有所了解。他提出了一個非常有影響力的記憶模型，就是聲音以及視覺空間信息是分別儲存的，並且由我們的中央執行系統來控制。我簡單做了個中文版的示意圖，跟下面一樣。可以看到工作記憶包含了很多內容，有短期記憶，其實長期的記憶也在一定程度上參與了工作記憶。

那麼我們的短期記憶和長期記憶怎麼形成的呢？

簡單來說，我們上面提到工作記憶一般通過反覆的自我強化過程儲存在我們的額前皮質上，就是下面圖中的那個區域

類似於之前提到的神奇數字7，我們能將5-9個事物（比如一串電話號碼，一個單詞）在短時間內的記住，然後如果我們想要記住這個電話號碼的話自然就會在這段時間內一直默念這段號碼，通過這種反覆的自我強化來將這些信息記住。

那麼這些信息又存在哪呢？

答案是我們眾所周知的海馬體。就是下面圖中的區域。

我們的海馬體接受來自整個大腦的刺激，也可以理解為海馬體「傾聽」著整個大腦，而我們接受到的那些外界信息，就會通過「解碼」被儲存到海馬體里。然後在我們的睡眠過程中，一個記憶強化的過程就會進行，就像是回放一樣，將海馬體的記憶轉移到大腦的各個皮層中，有說法認為這個過程與我們夢的產生也有聯繫。所以，我們常說睡眠非常重要，睡眠不足頭腦昏聵，記憶變差是有道理的。在睡前看資料能加深印象同樣也有其理論依據。因此，如果我們想要記住一些重要信息的話，經過這種長時間的反覆加強鞏固，這些短期記憶就會變成長期記憶。

動物的記憶也是這樣么？

從總的概念來說，以我理解，雖然動物的記憶功能比人類差了，但是它們也擁有相類似的短期記憶，長期記憶和工作記憶。我們的寵物就是一個很顯著的例子，我們可以將寵物訓練出準確的飲食時間，散步時間。長期在一個地點同一時間餵養流浪的小動物的話，這些小動物在一段時間後也會記住某個時間某個地點會有人出來賞飯，說不定還會把他認作主人。這些都是同樣類似的原理，就不詳述了。
關於記憶，還有非常兩個著名的案例，影響了整個心理學界，也使學界認識到了海馬體對記憶的重要性，揭開了記憶的謎團。

世界上記憶最好的人？

提到記憶力，不得不提另一個人，金·皮克（Kim Peek），他在2010年由於突發心臟病逝世，享年58歲。這個人其實非常的出名，基本上全世界的人都知道他的事迹，因為他就是達斯汀霍夫曼在奧斯卡電影《雨人》中所扮演角色的原型。在電影發布前，即1988年之前，只有極少數人知道他。因此，《雨人》這部電影在很大程度上加大了人們對這種自閉症病症的關注。當然，這部電影再另一方面也傳播了一個錯誤信息，即患有自閉症的人都會擁有像「雨人」一樣的天賦。Peek他自己，儘管是一個自閉症患者，反而算的上是一個天才。不過他先天就有大腦缺陷，包括畸形的小腦以及缺失的胼胝體（胼胝體是連接左右兩側大腦半球的橫行神經纖維束，也就是皮克的兩個大腦半球是分隔不相連的，幾乎獨立工作）。看過電影的人都能想像到，Peek擁有非凡的記憶力以及數學能力，並且擁有百科全書一般的歷史，文學，古典音樂知識，對美國的郵編以及交通路線也瞭然於胸。有人估計在他的一生中大約看了超過12000本書，而所有的這些內容，都成為了他完美記憶里的一部分。就連美國國家航空航天局NASA的科學家試圖查找出皮克如此聰明的奧秘，在2004年，科學家用研究太空旅行對人體影響的高科技設備對皮克腦部進行掃描，同時，NASA也希望了解這種記憶的能力是否退化。結果發現，皮克的腦力不但沒有因為年齡增長而消失，而且能容納更多的信息。不過，儘管皮克擁有如此天才的能力，但是由於小腦缺陷，Peek有協調能力障礙，並且抽象思維能力較差，在日常生活中也很低能，自理能力以及溝通能力不佳。

世界上記憶最差的人？

現在估計很多人都知道海馬體與我們記憶息息相關，那麼這個發現是怎麼得到的呢？與其他部位相似，心理學家們也是通過一個極其罕見的個案了解到我們以往對記憶的認知是錯誤的。這個案例就是著名的H.M案例，這個H.M並不是我們認為的服裝品牌H.M，但是在心理學界，這個名字的著名程度不亞於服裝品牌H.M。這個患者的名字為Henry Gustav Molaison ，故為了保護其隱私，代號為H.M。這個病人在2008年離世，在他27歲的時候，由於治療兒時就患上的癲癇（Epilepsey），當時的主刀醫生切除了他的大部分海馬體，術後他的癲癇得到了治癒，但是卻出現了極其嚴重的失憶症（amnesia），他可以回憶起自己術前的一些事情卻無法將這些事聯繫到一起，當他照鏡子時，也無法認出自己，因為他腦海里的自己永遠是年輕時候的樣貌。不過也有例外，他能清晰的回憶起兩件事，一件為自己作為代表參加高中畢業典禮的時候，另一件則是他從他父親那偷了跟煙抽結果生病的軼事。正是這個令人驚訝的失憶癥狀，使得他一個人，就引起了超過100多個心理學家和神經科學學家的關注並且在超過12000篇期刊文章中出現了他的名字。儘管H.M無法對新的信息產生記憶，但是他卻能學習新的運動技能，比如打網球和騎車，甚至彈鋼琴，這又使得人們對記憶與無意識行為的聯繫有了更深層次的理解。在他這個案例出現之前，大部分專家都認為人儲存記憶的地方是大腦皮層，直到他的出現，專家才真正地將記憶與海馬體相聯繫。直至今日，H.M帶給學界的豐厚遺產仍然影響著我們，他的大腦被小心的切割成片並且保存起來，另外被通過3D成像技術儲存為電子信息。他的故事，激發了很多作家以及編劇的靈感，影響深遠。

總的來說，記憶的內容非常深奧，其實完全算是一個獨立的學科分支，很多理論還等待進一步完善。比如最近有很多新研究發現我們的大腦會進行有意識的遺忘，來保護我們自己，所以待探索的領域非常得大。

Baddeley AD. Oxford Psychology Series No. 11. Oxford: Clarendon Press; 1986. Working Memory.

Corkin, S. (2002). What』s new with the amnesic patient H.M.? Nature Reviews Neuroscience, 3, 153–160.

Carruthers, P. (2013). Evolution of working memory. Proceedings of the National Academy of Sciences, 110(Supplement 2), 10371-10378.

Miller, G. (1956). The magical number seven, plus or minus two: Some limits on our capacity for processing information. The psychological review, 63, 81-97.

https://thepsychologist.bps.org.uk/volume-27/edition-10/autism-myth-and-reality

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我的個人公眾號：psychomindhack

來順手答一波題，安慰自己我也有在複習。周二考認知，Attention Memory，這個問題恰好在考試範圍里。

介紹三個問題——
首先，人類是不是有長期記憶和短期記憶？
其次，他們功能是什麼？能力有多強？
最後，為什麼會出現這樣的區分？對進化有什麼意義？
雖然題主只問了第三個問題，但由於是比較重要的前提，前兩個我也會簡單介紹一下。

人類的確有分長期記憶和短期記憶，這基本是認知界的共識。如何得出這個結論的呢？一般來說，如果需要判斷兩個認知功能到底是一個還是兩個，常用的方法就是看看它們是否共用一個大腦通路。而更直觀一點的層面，就是看某個功能損壞之後，另一個功能有沒有同時損壞。比如一個臉盲症還能認得自己的茶杯是茶杯，被子是被子，那我們就可以推斷，面孔識別和物品識別，大腦通路可能有所不同。而多數失憶的人，受影響的都是長期記憶（無法回憶起發生過的事，或者無法形成新的長期記憶），而短期記憶不受影響。
為什麼這麼說？
如果短期記憶受到影響的話，他們應該根本聽不懂一句話才對——我聽完了這個詞，就會忘記上一個詞啊！但事實上，他們能聽懂，也可以進行數學計算等，證明了他們的短期記憶是沒有問題的。

這也就是長期記憶和短期記憶的區別：長期記憶會儲存一些信息（北京是中國的首都，1+1=2，巴普洛夫是虐狗狂魔，等等）、情景（我還記得我拿到大學錄取通知書的時候，我躺在沙發上的姿勢），一般認為是沒有上限的。至少還沒有人試過觸及這個上限（老師上課給我們看過一些視頻，世界上有極少數的一些人，能夠詳細的記住發生在自己身上的一切事情——細到自己八年前晚餐吃了什麼，有什麼調料）。
而短期記憶，和進行中的任務關係比較大，因此有的模型中也稱之為工作記憶，略有區別但這裡不做區分。容量相比於長期記憶，十分有限。
「和進行中的任務關係比較大」是什麼意思？
很簡單的例子：1+1=2，我看到第二個數字的時候，需要記得第一個數字，才能進行運算，對不對？這是我們平時習以為常並且覺得理所應當的事情，但是正是因為有短期記憶的存在，我們進行閱讀並理解上下文、進行數學計算，邏輯推導才成為可能。我第一段寫的話我可能明天就不會清楚地記得，但是如果我現在就忘了我想要通過哪三個問題展開論述，那就完全無法繼續介紹了。

那，這麼分長期記憶和短期記憶的意義在哪裡？進化上有什麼優勢使得它被保存下來？
我自己的理解有兩點。
第一，根據上文，短期記憶有利於我們正在進行中的任務的完成。放在現在是計算，是閱讀，放在遠古可能就是追捕獵物，逃避攻擊，或者收穫產品。我如果在追捕野兔的過程中，聽見了遠處山頭有狼嚎，我得記得是哪個方向吧？不然追著兔子跑過去，搞不好就大家一起OVER了。
第二，短期記憶時效性短，意味著忘記得更快，人得以將更多的腦容量留給重要的事情。如果事無巨細的記下所有發生過的事情，做過的運算，追捕過獵物的路徑，對人其實一點好處都沒有。像追野兔的例子，我記得我十年前追一隻野兔的時候，西北方向500米處有一聲狼嚎，有意義嗎？沒有。雖然也沒有很直觀的壞處，但私以為大腦不可能真正容量無限，而且記憶與記憶之間可能會互相影響互相干擾，因此——人沒有任何必要去長期的記住一些只和特定任務有關的細節。

參考資料：
Cognitive Psychology: In and Out of the Laboratory, 5th edition, by Kathleen M. Galotti.

不請自來，剛剛考完neurobiology忍不住跑過來胡說八道一下
首先記憶分為陳述性記憶和非陳述性記憶，然後陳述性記憶就包含長時記憶和短時記憶。
短時記憶包括兩個主要成分：即時記憶和工作記憶
即時記憶是指信息被接受的那刻在腦內的保留，它構成當前注意力的焦點並佔據當前的意識流，容量非常有限，只能夠容納7+／－2個條目。（比如你街上看到一個美女一般情況下你覺得挺好看的就多看一眼然後基本上就是回頭就忘了／感覺舉小廣告的例子會更合適，說不定愛上美女了吶！）
通常，一條信息在幾秒鐘內就會從意識中消失。但是為了完成某種任務操作，需要臨時的主動的保留或者複述某種有用信息。e.g.賣菜的人在算比如你買了大蔥，洋蔥，小蔥這幾樣多少錢，如果沒有計算器就要嘴裡念念有詞把它一樣一樣加起來算算。
感覺信息不斷被儲存到長時記憶或短時記憶中，當經歷一些事情時，我們的大腦就會相應地發生改變以保存對這一經歷的記錄。
其實從上面就可以很清楚地看出了，短時記憶和長時記憶有自己的分工。
嗯，先就這樣＝＝很不開心的發現自己背錯了一個東西＝＝爬去面壁

先說三個名詞
cache：高速緩衝存儲器一種特殊的存儲器子系統，其中複製了頻繁使用的數據以利於快速訪問。
內存（Memory）也被稱為內存儲器，其作用是用於暫時存放CPU中的運算數據，以及與硬碟等外部存儲器交換的數據。
外存：為了擴大存儲容量，又不使成本有很大的提高，在計算機中還配備了存儲容量更大的磁碟存儲器和光碟存儲器，稱為外存儲器，簡稱外存。此類儲存器一般斷電後仍然能保存數據。常見的外存儲器有硬碟、軟盤、光碟、U盤等。
這三個名詞都是計算機的相關名詞，相關解釋帖的百度。
從價格上來說，相同存儲量價格由高到低排列內存 &> cache &> 外存
從存儲速度來說內存 &> cache &> 外存
拿intel 3770k來說

他的三級緩存為8m！
你問我三級緩存是什麼，新玩意（其實也沒有那麼新），用來彌補二級緩存的一些缺陷（指令未命中），23級緩存就是cache！
但是，這玩意才8m，更喪病的是，內存一般是幾百k的，這樣的存儲量根本達不到我們的需求（無損音樂都聽不了），那怎麼辦呢？我們有硬碟。1t，2t什麼的，so easy。
那我們為何不全部用內存，cache存數據呢？貴啊！
自行感受一下（雖然cpu的買點主要不是儲存，但cache和內存的成本所佔比重並不小）

而我們的硬碟呢？

那能不能不要cache和內存，cpu直接訪問外存？必須可以啊！不過你就別想玩什麼撿垃圾，野蠻5，猴子信條了，一起掃雷吧。
那我們這套模式是怎麼工作的呢？
需要長期存儲或者數據量大的東西，我們把他放到外存裡面，當我們需要時cpu發條指令，將部分高頻訪問信息放入cache，當前訪問的東西放在內存中。內存訪問cache，cache訪問外存，cpu直接訪問內存。
喔，還有一條，cache和內存的數據易丟失，關機就沒了。而外存的數據是永久的。（如果我大腦也這樣該多好）
所以，寶寶這不叫笨，寶寶雖然外存小，但寶寶cache大啊，哼哼ヽ(≧Д≦)ノ

因為用硬碟運行程序太慢，用內存存儲程序又太浪費。

STM和LTM並不是進化出來的，也找不到對應的生理結構。他們只是一個/群心理學家拍腦袋提出的用於解釋memory storage的model而已。

生物的生存要經歷一些短期和長期的挑戰。短期的挑戰偶爾出現，長期的挑戰比如周期性變化的天氣。比如要過冬。

電腦還有內存和硬碟呢

生存成本問題短期記憶讀取寫入快這自然需要大量的能量來維持所以必須不能太大如此一來就容易忘事而長期記憶雖然讀取寫入都不咋樣但儲存時間長能耗低所以兩者結合互補的模式是最優解

RAM和ROM的區別。。。

人腦的長期記憶和短期記憶我覺得很類似計算機的硬碟和內存，內存（短期記憶）讀寫速度快，方便cup(大腦)計算（思維），但是保存時間短，容量小；硬碟（長期記憶）讀寫慢，但是能長期保存，容量大。
計算機的這種架構，是受到物理性質限制的情況下的人為設計出來的最優解，大腦的這種架構應該是自然進化出來的受記憶神經性質限制的近似最優解。

從結果論來說，能記住所有情報不代表就更適合生存。
適當的捨棄一些無用情報有用情報的利用效率才更高。
所以與強烈情感相連接的記憶會優先被記住，也許大腦認為這是「生死攸關」的問題。

因為有的東西不需要記的很久……有的東西又必須記的很久啊！！！！！！！

比如你走路隨便掃一下，需要記么。
但是你總得記住老闆長啥樣吧。