遗传记忆:我们如何知道我们从未学过的东西

52年前,我遇到了我的第一位学者综合症患者,从那时起,我就一直对这种非凡的状况感到好奇。在我见过的众多学者综合症患者中,最引人注目且始终如一的事情之一是,他们显然知道他们从未学过的东西。

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


52年前,我遇到了我的第一位学者综合症患者,从那时起,我就一直对这种非凡的状况感到好奇。在我见过的众多学者综合症患者中,最引人注目且始终如一的事情之一是,他们显然知道他们从未学过的东西。

莱斯利·莱姆克是一位音乐大师,尽管他一生中从未上过音乐课。就像一个世纪前的“盲人汤姆”·威金斯一样,他的音乐天赋在婴儿时期就如此早期且自发地爆发出来,以至于不可能通过学习获得。它是“出厂安装”的。在这两个案例中,专业音乐家都见证并证实,莱姆克和威金斯以某种方式,即使在没有正式培训的情况下,也天生能够访问可以称为音乐“规则”或庞大句法的东西。

1988年,《芝加哥论坛报》周日杂志上刊登的莱斯利·莱姆克和作者的照片。


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阿隆佐·克莱蒙斯一生中从未上过艺术课。作为婴儿,在头部受伤后,他开始用手边的任何东西(Crisco或其他东西)进行雕塑,现在是一位著名的雕塑家,只需看一眼动物本身,就能在一个小时或更短的时间内用粘土塑造出任何动物的完美标本——每块肌肉和肌腱都完美地定位。他没有接受过正规培训。

为了解释学者综合症患者,他们在没有任何正规培训的情况下,甚至在存在严重残疾的情况下,天生能够访问艺术、数学、音乐甚至语言的庞大句法和规则,“遗传记忆”,在我看来,必须与更常见的认知/语义记忆和程序/习惯记忆回路一起存在。

简而言之,遗传记忆是复杂的技能和实际的成熟知识,与其他更典型和普遍接受的身体和行为特征一起遗传。在学者综合症患者中,音乐、艺术或数学“芯片”是出厂安装的。除了上面提到的例子,我在我的书天才之岛:自闭症、后天性和突发性学者综合症的丰富思想中描述了其他例子。

遗传记忆并非完全是一个新概念。1940年,A.A. 布里尔引用了威廉·卡彭特博士的话,他在比较数学神童泽拉·科尔本的计算能力和莫扎特对音乐创作的掌握时,写了以下内容

“那么,在上述每个案例中,我们都有一个特殊的例子,即拥有对某些智力活动的非凡先天才能,这种才能在如此早期的阶段就显现出来,以至于排除了它可能是通过个人经验获得的这种概念。对于这种先天禀赋,我们称之为直觉:几乎可以肯定的是,就像低等动物的本能一样,它们是体现在表现出它们的个体的有机体中的体质倾向的表达。”

卡尔·荣格使用“集体无意识”一词来定义他对遗传特征、直觉和过去集体智慧的更广泛概念。

怀尔德·彭菲尔德在他1978年开创性的著作心灵的奥秘中,也提到了三种类型的记忆。“动物,”他写道,“尤其显示出可以称为种族记忆的证据”(这相当于遗传记忆)。他将第二种类型的记忆列为与“条件反射”相关的记忆,第三种类型是“经验性”记忆。后两种类型将与通常应用于“习惯或程序性”记忆和“认知或语义”记忆的术语一致。

迈克尔·加扎尼加在他的1998年著作心灵的过去中写道

“婴儿不会学习三角学,但知道它;不会学习如何区分图形与背景,但知道它;不需要学习,但知道当一个有质量的物体撞击另一个物体时,它会移动该物体……庞大的人类大脑皮层充满了专门的系统,随时准备、愿意且能够用于特定任务。此外,大脑是在严格的基因控制下构建的……一旦大脑构建完成,它就开始表达它所知道的,它从工厂带来的东西。而大脑是加载好的。就位并激活的特殊设备数量令人震惊。从感知现象到直觉物理学再到社交交流规则,一切都与大脑同在。这些东西不是学来的;它们是天生结构化的。每个设备解决一个不同的问题……我们用来做我们所做的一切的大量设备都是出厂安装的;在我们知道一个动作时,这些设备已经执行了它。”

史蒂芬·平克的2003年著作白板:对人性的现代否认驳斥了人类发展的“白板”理论。布莱恩·巴特沃斯在他的1999年著作计数:每个大脑如何为数学而生中指出,婴儿具有许多专门的先天能力,包括他归因于人类基因组中从3万年前的祖先编码的“数字模块”的数字能力。

来自国家心脏研究所的马歇尔·尼伦伯格在1968年发表在《JAMA》杂志上的一篇题为“遗传记忆”的文章中,提供了对这种先天知识的实际DNA/RNA机制的见解。

无论是称为遗传记忆、祖先记忆或种族记忆,还是直觉或先天禀赋,遗传传递远超本能的成熟知识的概念,对于解释天赋异禀的学者综合症患者如何知道他们从未学过的东西是必要的。

我们倾向于认为自己天生就拥有一件宏伟而复杂的有机机械(“硬件”),我们称之为大脑,以及一个庞大但空白的硬盘驱动器(记忆)。人们普遍认为,我们之所以成为现在的样子,是我们不断学习和生活经验的积累和最终结果,这些经验被逐一添加到记忆中。但是,天赋异禀的学者综合症患者显然已经预先编程了大量的先天技能和知识,在其专业领域——可以说,出厂安装的“软件”——这解释了学者综合症患者在面对通常是巨大的认知和其他学习障碍时,天生表现出的非凡能力。这是一个值得更多探索和研究的记忆功能领域。

事实上,最近“后天性学者综合症”或“意外天才”的案例让我相信,我们所有人都有这种出厂安装的软件。我在《大众科学》八月刊上以“意外的天才”为题详细讨论了其中一些案例。简而言之,某些人在头部受伤或疾病后,表现出爆发性的,有时是惊人的音乐、艺术或数学能力,这种能力一直处于休眠状态,直到通过招募仍然完整且未受伤的大脑区域,重新连接到那些新招募的区域,并释放其中包含的直到那时才有的潜在能力而被释放出来。

最后,动物王国提供了大量超越身体特征的复杂遗传能力的例子。帝王蝶每年都要进行2500英里的旅程,从加拿大到达墨西哥的一小块土地过冬。春天,它们开始漫长的北返之旅,但这需要三代才能完成。因此,没有一只进行返程之旅的蝴蝶以前飞过整个路线。它们如何“知道”它们从未学过的路线?它必须是一个遗传的类似GPS的软件,而不是一条学来的路线。

鸣禽,如麻雀、画眉和莺,通过听其他鸟的鸣叫来学习它们的歌曲。相比之下,亚鸣禽物种,如霸鹟及其近亲,继承了它们复杂咏叹调所需的所有遗传指令。即使在隔音隔离中饲养,亚鸣禽也能发出其物种的通常叫声,而无需正式培训或学习。动物王国中还有更多例子,在这些例子中,非常复杂的特征、行为和技能是遗传和天生的。我们将这些称为动物的本能,但我们尚未将这个概念应用于人类复杂的遗传技能和知识。

有些人会争辩说,天赋异禀的学者综合症患者继承的是“倾向”或支架,学习可以在其上异常迅速地应用,而不是知识本身,并且像鸣禽物种一样,他们从他人那里学习。我的立场是,天赋异禀的学者综合症患者是亚鸣禽遗传实际指令和先于学习的知识的令人信服的例子。这并不是说这种遗传技能(先天)不能被培养、增强和改进(后天)。它们可以。但我同意威廉·卡彭特博士的观点,即学者综合症患者表现出“对某些智力活动的先天才能,这种才能在如此早期的阶段就显现出来,以至于排除了它可能是通过个人经验获得的这种概念”。

我称之为遗传记忆,我提出它存在于我们所有人身上。挑战是如何在不具侵入性且不造成脑损伤或类似事件的情况下挖掘这种休眠能力。

达罗德·特雷弗特博士于1962年遇到了他的第一位学者综合症患者,从那时起,他就一直对这些非凡的人身上看到的壮观的“天才岛屿”感到好奇。他的作品曾多次出现在《大众科学》和《MIND》杂志的文章中,并在他的两本书中:《非凡的人:理解学者综合症》(2006年)和《天才之岛:自闭症、后天性和突发性学者综合症的丰富思想》(2010年)。他还维护着一个国际上备受尊敬的关于学者综合症、自闭症和相关疾病的网站,网址为www.savantsyndrome.com,由威斯康星州医学会托管。

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