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學習有五到：眼到、口到、耳到、手到和心到（可能還需要鼻到），聽起來雖然有點老掉牙，但不得不說，還是有點科學上的道理。
前面幾項，主要都是透過感官接收外界刺激，進而處理成有用的資訊，然而，不知道你是否有想過，「心到」是怎麼回事？是要很專心還是很用心嗎？
從認知角度來說，大腦為了完成學習的任務，不僅要維持專注度，也得在處理這些刺激的同時參考過去的記憶，好讓我們能做出適當的回應，只是，這類由內部形成的感覺記憶 (sensory memory) 機制為何，一直都不太清楚。
感覺記憶，幫你推開世界的門
我們的大腦裡，存放著各式各樣的感覺記憶，無論視覺、聽覺還是觸覺皆然。有了這項能力，我們就能輕鬆地辨別交通號誌、和朋友談論自己喜歡的搖滾樂、找到衣服上鈕扣的位置，更重要的是，當我們碰到危險的物體時，也能根據記憶裡的經驗，讓自己遠離危險。
簡單來說，感覺記憶的片段使我們能勾勒出這世界的樣貌，也是我們在學習其他事物時的重要依據。
感覺記憶的儲存時間很短，大約是 0.25～4 秒之間不等，且會根據感覺刺激的來源儲存在相應的腦區。
舉例來說，有關「聲音」的訊息，就會存在與初級「聽覺」皮質區，而非初級視覺皮質區，如此一來，大腦便可依據這些訊息的重要性，再決定這些訊息能否成為短期或長期記憶。
畢竟在這個花花世界（？）裡，每天都有太多的資訊要處理，小小一顆大腦能裝的東西卻又相當有限，如果不能從中篩選出有用的消息來源，我們的生活恐怕會一團亂。
接收到的訊息，如何變得有用？
光是分辨出所感覺到的東西是什麼，顯然還是有些不夠的，我們仍需透過更高層次的認知把這些刺激處理成有意義的資訊，才能在未來學習新事物時加以應用。
根據 Open PSYC 所整理的資料，感覺的神經路徑在處理訊息時，會有兩種截然不同的方向——由下而上（Bottom-up）以及由上而下（Top-down）。
由下而上的處理方式相當直觀，即在感覺刺激進入時馬上就處理，例如，當我們看到隨便一張圖片時，這個路徑就會立刻協助我們接收圖片裡的特徵，但不會賦予它任何意義。
反之，由上而下的處理路徑，則是一種由由認知所驅動的感覺，它能根據我們過去的經驗與當下的情境，協助我們判斷這些東西可能是什麼。
- 筆者按：聽起來很像是大腦分析情報的單位，在接下來的文章中，我們就暱稱它為「內部消息」吧 XD
舉例來說，「<3<3<3」這一串文字，通常不會被理解成「小於三」，而是被腦補成愛心的形狀，然而，同樣的文字出現在「2<3」時，我們就會有另外一層理解。
同樣的道理，有些音樂對我們來說就是音樂而已，但如果你特別將它們設定成手機鈴聲，當音樂響起時，你可能會不自覺地感到緊張，甚至開始找手機。
面對感覺記憶，大腦的處理路徑是？
科學家指出，由下而上與由上而下的處理路徑，兩者的編碼機制非常不同，甚至可以說是完全相反！
過去數十年來，關於「大腦如何處理來自環境的輸入」這類「由下而上」的處理路徑，早有許研究成果，然而，對於「由上而下」這條仰賴經驗的道路，我們倒是沒有太多瞭解。
2020 年 11 月，身為馬克斯．普朗克大腦研究所研究小組的負責人，萊茲克斯（Johannes Letzkus）與一群科學家透過小鼠的實驗，解開了內部消息傳遞路徑的一部分秘密，並將結果發表在《科學》（Science）期刊。
在開始這項實驗之前，根據以往的研究成果，研究小組已經知道，傳遞內部消息的關鍵路徑很有可能是「新皮質最外層到高階視丘（thalamus）」。
為了確認這一條路徑到底是不是內部消息的主要傳遞路徑，研究第一作者帕迪（Belén Pardi）與團隊開始設計實驗，讓小鼠學習感受威脅，並且在學習的前、後測量牠們視丘的突觸反應。
結果發現，雖說這個路徑也會針對「與學習無關、短暫且微小的刺激」進行編碼，但經過學習後，卻會大幅增強這個路徑的活動，而且隨著時間的推移，訊號會變得更快、更持久。
此外，帕迪所在的團隊也與德國柏林工業大學（Technische Universität Berlin）史普雷克勒（Henning Sprekeler）的團隊合作建立計算模型，發現在由上而下的編碼機制中，可讓訊息於經過路徑的過程中被「微調」，換句話說，新皮質外層某些特殊神經元，在這個過程中扮演訊號守門員的角色。
總而言之，這條路徑可能與內部消息有關聯性，而且在傳遞的過程中，新皮質外層的某些特殊神經元就像是守門員一樣，會微調這些訊息。至於這條路徑是不是「主要的」傳遞路徑，還有待科學家進一步證實。
感覺資訊處理的一線曙光
為什麼科學家需要這麼努力解開感覺資訊的秘密呢？
對人類來說，「大腦如何處理過往感覺經驗的訊號」是相當重要的事情，在自閉症和精神分裂症等腦部疾病中，由於這類訊號被干擾，使得他們的日常生活功能受到很大的影響。
未來，期待科學家能在這個研究的基礎上，確認內部消息的主要來源，並設計出有效的治療方案。
參考資料
- M. Belén Pardi et al., A thalamocortical top-down circuit for associative memory, Science, Vol. 370, Issue 6518, pp. 844-848, 13 Nov 2020.
- From the inside out – how the brain forms sensory memories, Max Planck Gesellschaft, 13 Nov 2020.
- Kendra Cherry, Sensory Memory Types and Experiments, Verywell Mind, 1 Aug 2020.
- Michael Puskar, What Sensory Memory Is And Why It’s Important, BetterHelp, 15 July 2020.
- Scott Roberts, Ryan Curtis, and Dylan Selterman, Bottom-up vs Top-down Processing, Open PSYC, 06-G.
- Sensory memory, Wikipedia.
狐禪
Homo sapiens
