強(qiáng)大的記憶是由一組同時(shí)工作的神經(jīng)元編碼的

為什么你能記住多年未見的兒時(shí)好友的名字，卻很容易忘記剛認(rèn)識(shí)的人的名字？換句話說(shuō)，為什么有些記憶保持穩(wěn)定幾十年，而有些記憶幾分鐘就消失了？

利用小鼠模型，加州理工學(xué)院的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)確定，強(qiáng)大而穩(wěn)定的記憶是由神經(jīng)元“團(tuán)隊(duì)”編碼的，所有神經(jīng)元同步發(fā)射，提供冗余，這樣這些記憶就可以持續(xù)存在。這項(xiàng)研究有助于了解腦損傷后對(duì)記憶的可能影響，如中風(fēng)或阿爾茨海默病。

這項(xiàng)工作是在生物研究教授卡洛斯路易斯的實(shí)驗(yàn)室完成的，并于8月23日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。露易絲還是加州理工學(xué)院天橋和陳神經(jīng)科學(xué)研究所的兼職教師。

在博士后學(xué)者沃爾特岡薩雷斯的帶領(lǐng)下，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一項(xiàng)測(cè)試，檢查老鼠的神經(jīng)活動(dòng)，并學(xué)習(xí)和記憶一個(gè)新的地方。在測(cè)試中，老鼠被放在一個(gè)直的外殼里，大約5英尺長(zhǎng)，有白色的墻。在墻的不同位置標(biāo)記獨(dú)特的符號(hào)——例如，最右邊的粗加號(hào)和中心附近的斜角。將糖水(老鼠療法)放在賽道的兩端。在研究老鼠時(shí)，研究人員測(cè)量了編碼位置已知的老鼠海馬體(形成新記憶的大腦區(qū)域)中特定神經(jīng)元的活動(dòng)。

當(dāng)動(dòng)物第一次被放入軌道時(shí)，它不知道該做什么，四處游蕩，直到遇到糖水。在這些情況下，當(dāng)鼠標(biāo)注意到墻上的符號(hào)時(shí)，單個(gè)神經(jīng)元就會(huì)被激活。然而，通過(guò)在賽道上的多次經(jīng)歷，老鼠開始熟悉并記住糖的位置。隨著鼠標(biāo)越來(lái)越熟悉，越來(lái)越多的神經(jīng)元通過(guò)查看墻上的每個(gè)符號(hào)同步激活?；旧?，鼠標(biāo)是在識(shí)別每個(gè)獨(dú)特符號(hào)的位置。

為了研究記憶是如何逐漸消失的，研究人員隨后將這些老鼠從軌道上扣留了20天。當(dāng)這一次休息后回到賽道時(shí)，由更多神經(jīng)元編碼的強(qiáng)記憶老鼠很快記住了這個(gè)任務(wù)。雖然有些神經(jīng)元表現(xiàn)出不同的活動(dòng)，但在分析一大群神經(jīng)元的活動(dòng)時(shí)，小鼠對(duì)這一軌跡的記憶是清晰可辨的。換句話說(shuō)，使用神經(jīng)元群可以使大腦冗余，即使一些原始神經(jīng)元沉默或受損，也能回憶起記憶。

岡薩雷斯解釋說(shuō)：“想象一下，你有一個(gè)漫長(zhǎng)而復(fù)雜的故事。為了挽救這個(gè)故事，你可以告訴你的五個(gè)朋友，然后偶爾和他們聚在一起復(fù)述故事，互相幫助。填寫個(gè)人忘記的任何空白。另外，每次復(fù)述一個(gè)故事，都可以帶新朋友來(lái)學(xué)習(xí)，這樣有助于保存故事，強(qiáng)化記憶。同樣，你自己的神經(jīng)元也會(huì)互相幫助，對(duì)記憶進(jìn)行編碼，這種記憶將永遠(yuǎn)持續(xù)下去?！?

記憶對(duì)人類行為至關(guān)重要，任何對(duì)記憶的破壞都會(huì)嚴(yán)重影響我們的日常生活。記憶喪失作為正常衰老的一部分，可能是老年人的主要障礙。此外，幾種疾病導(dǎo)致的記憶喪失，尤其是阿爾茨海默病，會(huì)帶來(lái)毀滅性的后果，并會(huì)干擾最基本的做法，包括識(shí)別親屬或記住回家的路。這項(xiàng)工作表明，隨著年齡的增長(zhǎng)，記憶可能會(huì)消失得更快，因?yàn)橛洃浭怯筛俚纳窠?jīng)元編碼的，如果這些神經(jīng)元中的任何一個(gè)出現(xiàn)故障，記憶就會(huì)丟失。研究表明，有一天，設(shè)計(jì)一種可以促進(jìn)更多神經(jīng)元募集來(lái)編碼記憶的治療方法，可以幫助防止記憶喪失。

“多年來(lái)，人們已經(jīng)知道，你練習(xí)的動(dòng)作越多，以后記住它們的機(jī)會(huì)就越大，”路易斯說(shuō)?！拔覀儸F(xiàn)在認(rèn)為這是可能的，因?yàn)槟憔毩?xí)動(dòng)作越多，編碼動(dòng)作的神經(jīng)元就越多。傳統(tǒng)的記憶儲(chǔ)存理論認(rèn)為，要使記憶更加穩(wěn)定，就必須加強(qiáng)與單個(gè)神經(jīng)元的關(guān)系。我們的結(jié)果表明，增加編碼相同記憶的神經(jīng)元數(shù)量可以使記憶持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間。”

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