一組科學(xué)家在大腦中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)用于處理信息和存儲(chǔ)記憶的系統(tǒng)——類似于鐵路道岔如何控制火車的目的地。這些發(fā)現(xiàn)提供了對(duì)大腦如何運(yùn)作的新見解。
“研究人員試圖確定具有專門功能的神經(jīng)回路，但大腦為每個(gè)回路執(zhí)行的任務(wù)太多而無法達(dá)到自己的目的，”紐約大學(xué)神經(jīng)科學(xué)教授、資深作者安德烈芬頓解釋說該研究發(fā)表在《細(xì)胞報(bào)告》雜志上。“我們的結(jié)果揭示了相同的回路如何承擔(dān)多種功能。大腦將神經(jīng)活動(dòng)的‘列車’從編碼我們的經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)移到回憶它們，表明相同的回路在信息處理和記憶中都發(fā)揮作用。”
這個(gè)新發(fā)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)顯示了大腦如何比以前意識(shí)到的更有效地運(yùn)作。
“當(dāng)同一個(gè)電路執(zhí)行不止一種功能時(shí)，協(xié)同、創(chuàng)造性和經(jīng)濟(jì)互動(dòng)就成為可能，”芬頓補(bǔ)充道。
為了探索大腦回路的作用，研究人員檢查了小鼠的海馬體——一種長(zhǎng)期以來已知在記憶中發(fā)揮重要作用的大腦結(jié)構(gòu)。他們研究了小鼠海馬體如何從編碼當(dāng)前位置切換到回憶遠(yuǎn)程位置。在這里，老鼠在一個(gè)表面上導(dǎo)航，如果它們接觸到某些區(qū)域會(huì)受到輕微的震動(dòng)，從而促使信息編碼。當(dāng)老鼠隨后回到這個(gè)表面時(shí)，它們避開了之前受到電擊的區(qū)域——這證明記憶影響了它們的運(yùn)動(dòng)。
對(duì)神經(jīng)活動(dòng)的分析揭示了海馬體的轉(zhuǎn)換。具體來說，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)元群體中的某種類型的活動(dòng)模式被稱為齒狀尖峰，它起源于內(nèi)側(cè)內(nèi)嗅皮層 (DSM)，用于協(xié)調(diào)大腦功能的變化。
“鐵路道岔控制著每列火車的目的地，而齒狀尖峰將海馬體信息處理從編碼轉(zhuǎn)換為記憶，”芬頓觀察到。“就像鐵路道岔使火車轉(zhuǎn)向一樣，這種齒狀尖峰事件將思想從現(xiàn)在轉(zhuǎn)移到過去。”
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