你以為記住一件事后,大腦就“大功告成”了?大錯特錯!芝加哥大學的一項新研究,直接顛覆了我們對記憶的傳統認知。
一直以來,神經科學家都認為,突觸可塑性在記憶存儲中起著關鍵作用。簡單來說,動物遇到新體驗時,神經元之間的連接(也就是突觸)會根據大腦活動來調整強度。傳統觀點還認為,兩個神經元頻繁一起激活,它們之間的連接就會變強;分開活動,連接就會變弱。
但芝加哥大學的研究人員可不這么認為。他們把目光聚焦在對記憶至關重要的海馬體區域。研究人員讓小鼠在不同環境里跑來跑去,同時記錄海馬體中的“位置細胞”活動。這些位置細胞很神奇,只有當動物處于房間里某個特定位置時才會被激活,不同神經元的激活位置不同,共同構成了大腦的“認知地圖”。
按照以往的認知,小鼠在熟悉環境里,位置細胞活動模式應該是固定的;進入新環境,活動模式才會改變??蓪嶋H觀察結果卻讓人大跌眼鏡:每次小鼠處于相同位置時,位置細胞的活動都略有不同。這說明,即使在學習之后,與記憶相關的大腦活動還在持續變化。
為了搞清楚是什么在“搗鬼”,研究人員安托萬·馬達爾建立了海馬體神經元的計算模型。經過一番嘗試,他發現,一種叫“行為時間尺度突觸可塑性(BTSP)”的新規則,比經典的赫布模型更能解釋位置細胞活動在學習和熟悉過程中的動態變化。經典的赫布模型只能解釋位置細胞活動的小幅度漸變,而BTSP連大幅度的非線性變化都能解釋。
雖說這項研究讓我們知道了海馬體在記憶形成過程中的活動比想象中更活躍,但這些不斷變化的神經元表征到底有什么用呢?研究人員推測,它們或許能幫助大腦區分在同一地點、不同時間發生的相似記憶。比如說,你在同一個房間里,有時喝咖啡,有時吃午飯,大腦能通過這些位置細胞活動的變化,記住這些不同的經歷細節。
目前,這項研究已經發表在《自然神經科學》雜志上,為我們理解記憶的形成機制打開了全新的大門,說不定未來還能為治療神經系統疾病帶來新思路呢!
參考資料:DOI: 10.1038/s41593-025-01894-6
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