大脑是如何提取记忆的？
提取记忆，这个动作的专业术语叫“记忆检索”。记忆是大脑对构成体验的大量神经刺激信息的存储和再现功能。只存不取或者只取不存都不是记忆。因此，记忆的运用被分为三个步骤：第一步是对记忆进行编码；第二步是对记忆进行存储；第三部就是记忆检索。提取或检索记忆需要重新激活在记忆编码和存储过程中形成的神经通路或者神经网络，也就是说，要让原来形成记忆的那个神经网络重新激活一次。
但这个重激活的过程与原来记忆存储时激活的过程有一定的相似性，但也有很大的差异。因为大脑中形成的神经网络在上一次记忆存储之后已经发生一些变化。于是就造成记忆并非永恒，而且回忆的提取也不能完全重现当初的体验。根据研究，记忆以三种形式存储：感觉记忆、短期记忆和长期记忆。但是我们只能检索存储在短期和长期记忆中的信息。
上图：记忆的类型感觉记忆短期记忆长期记忆又分为：程序记忆、语义记忆和情景记忆但记忆检索的确切机制我们尚未完全了解，因此我们这里只能根据最近掌握的一些研究来讲解一下：记忆提取的类型记忆提取主要有三种类型。上图：记忆的编码和提取实际上是一个信息系统的汇编、同步、激活的过程。自由回忆在自由回忆中，我们可以任何顺序回忆事物条目的序列。
自由回忆可以看到三种效果。首因效应，是指关于在体验的时间序列中开头出现的条目或在序列中出现频率更高的条目的记忆更容易被提取；新近效应，是指在体验的时间序列中最近的那个条目或序列末尾出现的条目更容易被提取。系列效应，相邻位置事物的记忆会依次被提取。上图：往往第一个单词和最后一个单词最容易记住，中间的就难说了。
提示回忆提示回忆是指受到某种提示或暗示之后对某种记忆进行提取。在提示式回忆中，人们通常会回想起在自由回忆中不能回忆起的东西。提示有助于恢复那些被认为是“丢失了的”记忆。当某个记忆内容与提示有很强的联系时，你会有更多的机会回忆起它。“睹物思人”就是典型的例子。连续回忆连续回忆是指按照项目或事件发生的顺序进行的记忆的提取。
这种方式，在上一个记忆项目的提取提示了下一个记忆条目的提取，这中回忆方式对于按时间顺序发生的生活事件特别有用。但这种回忆方式也可以归为上述两种回忆方式的结合，因此连续回忆也有首因效应和新近效应。在不同的研究中发现，最近发生的事件更容易按顺序回忆。当需要记忆的条目增多时，有效回忆则会减少，条目越多就越难记住，这形成了某种有效记忆容量的概念。
上图：通过脑波检测可以对人的记忆能力进行研究大脑提取记忆的理论假说两阶段理论两阶段理论大概解释了记忆提取的基本过程。根据此理论，回忆过程又分为两个步骤：第一步是检索记忆中的信息；第二步是从已检索的信息中识别需要提取的信息。这就引出了“识别”和“回忆”的两个概念的分野（后面有详述——记忆提取的形式），这里先简述：识别，是同样的体验输入被判断为已知的概念（概念是复杂体验的抽象指代，类似一个标签），例如看到一座山心里顿时知道“那是一座山，那座山叫某某山”等等，我们可以简单归纳为“见山是山”。
回忆，则是没有看到那座山，但是在心里重现出那座山的形象和相关体验以及这座山的名字，我们可以归纳为“未见山而心中有山”。一些科学家认为，识别的过程比回忆的过程简单，因为识别仅涉及前述第二步，而回忆则必须涉及两个过程。因此，回忆更困难，且更易出错。但是另一些科学家认为，在某些情况下，回忆要比识别来得更快。
比如突然想起了某句熟悉的话，但却不知道这句话是谁说的，或者是什么意思，这实际上是非自主回忆的一种情况。编码特异性理论编码特异性理论比两阶段理论更先进。根据该理论，回忆的过程需要利用记忆迹象或诸如上下文、环境等与记忆编码相关的信息作为检索的线索来提取。这意味着，如果回忆提取的情景或环境相同，则成功回忆起信息的机会就更大。
举个例子就是我们常常会在某个熟悉的环境当中回忆起早年的体验和故事。当然，在这个理论中，体验时人的情绪也是一种重要的上下文或环境，也就是说情绪或者情感可以唤起在类似情绪或情感下形成的记忆。例如，经历悲伤时会想起往昔的悲伤的故事——这会加重人的惆怅之情。而忆苦思甜，则是主动扭转这种悲观情绪连接的一种方式——每每触景生情的时候，你可以联系一些快乐的回忆，从而避免抑郁的情绪扩大。
但人类的记忆的形式和机制可能并不只有一种，因此用简单的理论来概括人类所有的记忆行为都是不完整的，这方面还有待脑科学和心理学的进一步探索。记忆提取的形式有回忆回忆是指在没有任何提示或者实物的情况下，提取出关于某事物信息的过程。这种提取是从大脑中直接取出信息，例如回忆一个人的长相或某个场景。在回忆的过程中，参与记忆的所有神经元均被激活，并重建记忆。
识别识别是在看到事物的实物或再次经历某种体验之后识别先前已知事物的信息。例如通过看某人的照片来说出某人的名字和故事。看到某风景区照片想起该风景区的名字。识别是根据输入的信息检索出记忆的，如果没有提供输入的信息，通常人不会莫名回忆起相关内容。回想回想是指记忆的重建或拼接。我们的大脑利用逻辑结构和线索来重建记忆，例如使用部分记忆线索和逻辑来回忆事件的细节。
这种情况需要逻辑推理来辅助提取碎片化的记忆然后重建出新的记忆，但这种过程由于受到主观逻辑的影响，很容易形成大量主观的认知并构建出大量主观的记忆。例如警察在调查取证的时候，如果时间较久远，有大量的证人会依据自己的主观判断和揣测来提供许多不符合现实的证词，这种情况下，探员必须从多个证人那里搜集信息，排除掉矛盾的说法，去伪存真才能确定真正的线索。
因此单个证人的证词的效力是值得怀疑的。但另一方面，具有特定文化倾向的群体也存在着集体认知偏差的问题，造成所谓“众口铄金”式的集体回忆偏差。再学习这种类型的记忆检索是指重新提取过去已经学习但未记住的信息（实际上这些信息可以被简化看作是一些不牢固的神经链接）——在这种情况下你可能无法回忆起特定信息，但你知道以前已经学习过此信息，算是人脑的一种薄弱记忆自查机制。
重新学习可以强化之前的记忆，这个过程加强了神经元的联系，但再学习的记忆过程与初次学习的过程并不尽然相同，这更像是一个查漏补缺或者建立缺失的记忆环节之间的网络关系的过程。参与记忆提取的大脑结构研究表明，大脑中参与回忆和识别的结果大概有六个部分：前额叶皮层与获取尝试有关；中颞叶的海马和海马旁区域与有意识的记忆有关；前扣带回皮层与反应选择有关；后扣带的后中线区域与图像记忆有关；下顶叶皮层与空间记忆有关；小脑，特别是左侧的小脑，与自我启动的记忆检索有关。
研究发现，在回忆的过程中，苍白球、前扣带回、丘脑和小脑活动有所增加。但在识别过程中没有看到相同的活动，这意味着这些结构在回忆中比在识别中起着更重要的作用。另一些研究表明，只有在两个大脑区域（即鼻皮质和海马体）同时激活时才会产生回忆。上图：神经元之间的连接月强大，记忆也就越强悍。非自主的记忆检索这种记忆检索并非出于我们的主观意识所能控制的记忆自发进入到意识之中的情况。
有点“莫名想起”的那种意思。非自主记忆检索分为两种类型：非自主自传记忆检索（自传记忆是指对自体体验情节的记忆），这相当于“莫名想起了以前自己做过的事，经历的场景”等等，指由于某种感觉或内部提示（如思想）而导致的无意识记忆的自动重新激活。非自主语义记忆检索，这相当于“莫名心里就冒出了某句话”。没有任何线索的自传式记忆很容易丢失，隐匿在大脑当中一般很难被提取出来。
而这位非自主自传记忆的产生提供了生理心理基础。当记忆的自我调节发生错误，无关的自传记忆到达了意识层面，造成一种懵懵懂懂的意识，这就形成了某种非自主的自传记忆检索。特定的事物或者场景经常导致与这些事物或场景有关的记忆的非自主检索，一些情景莫名出现在脑海，或者叫做“似曾相识感”，简而言之，就是“不忆而忆起”。
非自主语义记忆检索的过程与非自主自传记忆检索相同，这种类型的记忆也称为“语义弹出”。这种类型是指非自主检索随机单词、图像或概念。该过程跟非自主自传记忆检索类似，但不涉及个人主观视角或者体验。或许脑子里的喃喃自语就属于这种记忆弹出的结果。影响检索的因素语境记忆被编码的环境的特征也与记忆一起被编码。这导致了检索的上下文相关性，这意味着处在与当初记忆编码相同的环境条件下，可以更轻松地让你提取出记忆。
性别研究表明，女性在回忆情节方面要好于男性，但是在语义记忆的检索过程中，两者没有发现差异。记忆检索中的性别差异是使用不同策略处理信息的结果。一项研究表明，女性会更多记住非语言提示（表情、动作、场景），而男性会更多记住口头（语音、语调、含义）提示。注意力注意力在其记忆的编码过程中会影响记忆。如果某人在记忆的编码阶段并不专注，则该人以后很难提取这段记忆。
这就是我们常说的三心二意的结果。干扰干扰是指以前的记忆和新形成的记忆之间的交互。有两种情况：一种是新记忆对大脑中的旧记忆的干扰而导致新记忆被遗忘。另一种是旧记忆因为与新记忆的交互而导致旧记忆无法被回忆。体力活动体育活动或身体健康似乎是提取记忆的重要因素之一。有健康问题的儿童通常心理和认知能力较差。体育锻炼和身体健康水平与认知能力正相关。
研究表明，体育锻炼对负责记忆的海马体有较强的影响。海马是大脑中参与信息编码的部分，它也可能影响大脑的其他区域。似乎体育锻炼有助于神经网络的正常运行。饥饿感有研究表明，远离饥饿感有助于记忆的形成。有吃早餐习惯的学生通常在考试中得分更高。这可能是由于饥饿感会导致对于大脑其他方面记忆的形成构成干扰，我们在饥饿的时候可能不能地无法将注意力集中在除了获取食物此类事情的其他方面，于是造成了记忆编码的困难——整个大脑响起了“饥饿”的恐慌警报。
而进食之后，饥饿警报解除，人脑就又可以继续安心记忆了。检索失败检索失败是指无法从长期记忆中检索信息。在这种情况下，记忆是已经编码为长期记忆，只是显意识无法检索到它。这和记忆的根本性丢失是不同的概念。在往往是由于用于检索记忆，或者唤起记忆的线索不足，例如外部或内部线索不足，从而导致神经网络难以大规模激活（这有点像星星之火无法燎原的情况）。
但有时一个人无法记住事件的详细信息，但是返回事发地点得到外部环境的提示信息之后，他就可以想起不少事件的细节。此外，催眠术则似乎是通过诱导大脑的内部线索而让人唤起以前无法提取出来的记忆，让某些人可能一辈子都无法检索的记忆被一朝唤起。总之记忆的提取是一个复杂但自然的行为，是物种演化数亿年以来形成的能力。我们的记忆很多，但我们能够利用的很少。
怎么能读取人脑中存储的信息？
大脑，人体内最复杂、神秘的器官之一，其中储存着我们一生的记忆、才能和欲望。人类自古以来就对大脑充满了幻想，并积极探索其中的秘密。在人类一贯的认知中，大脑的能力是稳定并且安全的，没有什么东西可以读取自己大脑中保存的东西。而随着现代科学技术的不断发展，人们认识到大脑的能力可以继续发掘，并开始对大脑的安全性产生危机感。
这种危机感开始体现在各种形式的艺术作品中，未来世界的大脑被黑客读取、破解、复制，甚至被凭空创造等戏码，开始频繁的出现在小说、漫画或者各类影视作品的舞台上。比如在被奉为一代经典的动漫作品《攻壳机动队》中，就有关于机械化的人类保留了大脑，黑客通过身上的数据接口篡改大脑记忆并随意操控当事人的剧情。还有类似《宿主》、《超脑 48 小时》等科幻电影中，寄生体侵占大脑或者记忆移植等情节也数不胜数。
虽然以上的技术目前都是人类的想象，不过随着神经科学的发展，如今也已经出现了关于大脑「入侵」或精神干预等控制人类精神活动的技术。这要从一个植入大脑的医用设备「神经刺激器」开始说起。这是一个用于 DBS 疗法（即深部脑刺激）的专门植入大脑的设备，它可以在脑内向大脑皮层发送电子脉冲，从而进行病理干预。DBS 疗法通常用于帕金森综合征、慢性疼痛疾病或者强迫症、抑郁症等心理疾病的辅助治疗。
而这类设备通常会搭配有相关管理软件，可以让使用者通过电脑或者手机来对自己的「大脑」进行控制。不过就在近日，国际领先的安全服务商卡巴斯基实验室联合牛津大学研究发现，这些大脑植入物的管理软件留有后门和万能的「金钥匙」密码，不仅如此，设备本身的无线网络接口也存在漏洞。通过这些漏洞，黑客可以很轻松的获取敏感的神经数据、截取医疗数据甚至对患者施加电击。
向患者发送恶意的命令，将不需要的电信号传递给大脑，例如持续向患者输送高电压的信号，这样就会导致患者失去行动和说话的能力。其实早在 2015 年，就有相关安全专家开始关注此类漏洞，不过并没有引起广泛的关注，医疗行业中有关大脑的设备仍然存在大量的漏洞，保护脑电波记录的措施基本空白，效果就更无从谈起。虽然现在可以通过医疗设备漏洞对大脑进行干预，不过技术并不成熟，也并没有影视作品中的黑客那种可以直接读取或改写记忆的能力，况且也并不是所有人的大脑中都会植入这类神经刺激性医疗设备。
所以对于黑客入侵大脑的担心，不如关注通过外部感知脑电波的「脑机接口」，不同于上面的植入类设备，这类设备可以通过大脑外部皮层获取脑电波，并且已经可以成功利用脑电波进行幻灯片播放、控制无人机等硬核操作。早在 2015 年，葡萄牙航空防御公司 Tekever 就利用「脑机接口」，成功使用脑电波直接对无人机进行操作。
在今年的 CES 2019 展会上，专注于「脑机」设备的 BrainCo 公司也发布了旗下第五代人工智能假手 BrainRobotics。这是一款可以识别佩戴者手臂上肌肉神经信号和运动意图，再转化成相应的运动指令，从而完成佩戴者想要完成的动作的机械义肢设备。而除了「脑机接口」外，华盛顿大学更是实现了「脑脑接口」的实验操作。
该技术通过互联网传输大脑信号，然后一名测试者可以操控另一名测试者的手部运动，最终测试结果表明这种操作可行。实验中，受试者 A 通过思想控制玩一个简单的视频游戏。当想发射大炮轰击一个目标时，他就想象自己移动右手，同时又不去移动右手。在另一个实验室，受试者 B 则在不知不觉中几乎同时移动自己的右手。虽然这些技术手段目前只能实现对大脑信息进行简单的解码处理，但是随着神经科学的不断发展，破译大脑的思维密码会变得越来越简单。
相关研究人员也表示，未来 5 年内，科学家们有望能够以电子记录的方式，构建记忆的大脑信号，甚至将小段记忆重新填入大脑，或者重写这些记忆。在未来 20 年内，甚至可以实现对记忆的大批量改动。或许不久的将来，人类真的可以对自己的大脑随意地进行读取、写入等操作，更改记忆会变得跟改名一样简单，而别有用心的人甚至可以通过批量改变人类记忆来改写已知的历史。
研究发现了大脑如何储存记忆的特定部位了吗？
由于时间因素，对这个问题只能轻描淡写。首先，记忆信息不会以划痕的形式储存在大脑内，海马区和额叶、颞叶也不能像仓库那样储存记忆信息，只能起到处理记忆信息的作用，这是所有人对记忆的错误理解。严格地说，海马区、额叶和颞叶起到了类似计算机内的处理器作用。关键是目前还没有找到读取记忆信息的显示屏，在大脑内那一区域，能使记忆处理器工作的键盘在哪里，大家应该清楚。
理解记忆信息储存在大脑内什么具体部位，这种想法是错误的。了解记忆要把整个人体联系起来认知，可以从细胞和电化学层面去了解，但始终都要从处理器角度去理解，最终要从原子级别以下的粒子层面去了解记忆信息处理过程，如神经递质或离子跨膜进入神经元时，神经元通过化学反应来整合信息，在此过程中，神经元能分辨出膜前神经元通过神经递质和离子作用传递了什么含义的信息给了自已。
从严格的物理反应角度去讲，离子不仅是充当了电信号基础物质的角色，应该去考虑能量在原子和亚原子内的微小变化，是怎样影响到思维和记忆的，这是可以作出理论分析的，不过亚原子内的能量微小变化，如何影响记忆，实证物理学办不到。了解"活物″、"死物"及宇宙内的一切，都可以从微观的终极物理学角度去考虑，问题是，永远不能实证，如若辐射中有50个电磁粒子去作用体内的一个电子时，必定有部分丢失在概率外，在这种情况下，如何求证大脑内由能量变化影响到亚原子处理信息呢？用纯物理学理论去探究亚原子处理记忆信息的过程，量子力学是无可奈何的，总之，空想也要想呀！。
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