強大的記憶是由一組同時工作的神經(jīng)元編碼的

為什么你能記住多年未見的兒時好友的名字，卻很容易忘記剛認識的人的名字？換句話說，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，強大而穩(wěn)定的記憶是由神經(jīng)元“團隊”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。這項研究有助于了解腦損傷后對記憶的可能影響，如中風(fēng)或阿爾茨海默病。

這項工作是在生物研究教授卡洛斯路易斯的實驗室完成的，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，該團隊進行了一項測試，檢查老鼠的神經(jīng)活動，并學(xué)習(xí)和記憶一個新的地方。在測試中，老鼠被放在一個直的外殼里，大約5英尺長，有白色的墻。在墻的不同位置標記獨特的符號——例如，最右邊的粗加號和中心附近的斜角。將糖水(老鼠療法)放在賽道的兩端。在研究老鼠時，研究人員測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。

當動物第一次被放入軌道時，它不知道該做什么，四處游蕩，直到遇到糖水。在這些情況下，當鼠標注意到墻上的符號時，單個神經(jīng)元就會被激活。然而，通過在賽道上的多次經(jīng)歷，老鼠開始熟悉并記住糖的位置。隨著鼠標越來越熟悉，越來越多的神經(jīng)元通過查看墻上的每個符號同步激活。基本上，鼠標是在識別每個獨特符號的位置。

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。當這一次休息后回到賽道時，由更多神經(jīng)元編碼的強記憶老鼠很快記住了這個任務(wù)。雖然有些神經(jīng)元表現(xiàn)出不同的活動，但在分析一大群神經(jīng)元的活動時，小鼠對這一軌跡的記憶是清晰可辨的。換句話說，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：“想象一下，你有一個漫長而復(fù)雜的故事。為了挽救這個故事，你可以告訴你的五個朋友，然后偶爾和他們聚在一起復(fù)述故事，互相幫助。填寫個人忘記的任何空白。另外，每次復(fù)述一個故事，都可以帶新朋友來學(xué)習(xí)，這樣有助于保存故事，強化記憶。同樣，你自己的神經(jīng)元也會互相幫助，對記憶進行編碼，這種記憶將永遠持續(xù)下去?！?

記憶對人類行為至關(guān)重要，任何對記憶的破壞都會嚴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，會帶來毀滅性的后果，并會干擾最基本的做法，包括識別親屬或記住回家的路。這項工作表明，隨著年齡的增長，記憶可能會消失得更快，因為記憶是由更少的神經(jīng)元編碼的，如果這些神經(jīng)元中的任何一個出現(xiàn)故障，記憶就會丟失。研究表明，有一天，設(shè)計一種可以促進更多神經(jīng)元募集來編碼記憶的治療方法，可以幫助防止記憶喪失。

“多年來，人們已經(jīng)知道，你練習(xí)的動作越多，以后記住它們的機會就越大，”路易斯說。“我們現(xiàn)在認為這是可能的，因為你練習(xí)動作越多，編碼動作的神經(jīng)元就越多。傳統(tǒng)的記憶儲存理論認為，要使記憶更加穩(wěn)定，就必須加強與單個神經(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)更長時間?！?

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