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记忆在大脑中不是静态的——它们随着时间“漂移”

(2025-07-30 11:39:26)

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杂谈

记忆在大脑中不是静态的——它们随着时间 “漂移”

By Nicoletta Lanese published 19 hours ago

Memory

一项新的小鼠的空间记忆研究提示大脑中地点的代表随着时间 “漂移”。

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an illustration of the brain breaking up into colorful drifting lines

一项小鼠研究发现虽然一些参与存储地点的记忆的细胞稳定呆着，但许多细胞随着时间 “漂移”。(Image credit: imaginima via Getty Images)

一项在小鼠中的新研究提示随着时间被不同神经元组携带的地点的记忆跨大脑 “漂移”。

历史上神经科学家认为了我们的周围环境的位置和特征的立即记忆被特定的“地方细胞”编码。这些位置细胞位于一个叫海马体的关键记忆中心，当一个哺乳动物进入它们对应的特定环境就说家门口或在一条徒步小径上的瀑布时亮起来。人们认为这些位置细胞的激活起一种在大脑中通过编码特定位置的持久记忆以及使导航成为可能的地图的作用。

西北大学神经生物学教授兼首席研究员、资深研究作者达涅尔（Daniel Dombeck）说，“走回到20世纪60年代和70年代，我们基本上认为（空间）记忆被大脑中的特定神经元编码，这可能的是30、40年前的想法，直到大约10年前为止” 。

达涅尔说，2013年《自然神经科学》杂志上的一篇论文引发了一些争议并“冲击了每个人的思维”。这项研究采用了更新的技术来探测小鼠海马体中的细胞，揭示大脑的位置的代表几乎不像以前想的那么一致。当小鼠一次又一次地回到迷宫时一些细胞一致的重新激活，但总体而言活跃的神经元组波动了。不是一张静态的“心智地图”而是这些空间代表随长达数周的实验变化。

这种现象被称为“海马代表漂移”来到，但这一想法遭到了一些抵制。一些科学家好奇是否大脑活动中的变化实际的被相关到小鼠环境中的变化——也许在迷宫中的气味或声音在实验的不同轮次之间不同或者啮齿动物在一个给定轮中移动通过迷宫更慢或更快。

在周三（7月23日）发表在《自然》杂志上的新研究中，达涅尔和他的团队着手来控制这些不可规制的变量，他们用虚拟现实和一台小型跑步机这样做了。

在每一轮实验中，小鼠都被放置在一个被屏幕包围的跑步机上。与一个视频游戏控制器类似，跑步机起一个老鼠来探索一个虚拟迷宫的管道的作用，这每次都一样。然后，研究小组可以直接比较小鼠以相同速度奔跑地方的试验，这样消除这种可变性。

此外，在每只啮齿动物的鼻子上放了一个锥体来在每一轮中泵入相同的气味并在背景中播放白噪声来正规化听觉景观。

随小鼠在虚拟迷宫中导航，研究人员实时监测了它们海马细胞的活动。他们通过打开一个进入大脑的物理窗口并引入一种当脑细胞被激活时辉光的物质这样做了。然后，他们可以在一台显微镜下监测这种辉光。达涅尔指出这种设置不限制实验室小鼠的寿命，因此它们可以在研究过程中一次又一次运行这个实验。

通过如此严格控制环境，他告诉《生活科学》杂志，“我确保我们会减少这种代表性漂移，我确信记忆在几天内看起来更稳定的——但这不是我们发现的” 。

研究小组观察到仅细胞的约占那些记录的细胞的5%至10%小分支行为像传统的位置细胞一样，在每一轮中一致的亮起来。这些稳定的细胞也是全面最容易兴奋的，这意味着它们更有可能来响应一个刺激反应。事实上，该团队可以基于细胞的兴奋性水平预测哪些细胞最少的漂移。与此同时最不易兴奋的细胞远更容易趋向来漂移。

因此为什么这种漂移发生呢？达涅尔建议：“这可能是一种大脑用来将高度相似的体验分离成离散的个体记忆的机制，这样我们以后可以单独的访问它们”。因此，尽管你可能反复的回到一个地方——工作、学校或一个最喜欢的公园——但你仍然能在你的思维中区分不同的访问。

他说，换句话说这种漂移可能是一种大脑来追踪时间流逝的方式。

达涅尔怀疑这种类型的漂移通常会影响情景记忆，情景记忆是关于在特定地点和时间发生的特定个人的体验。其他类型的记忆如运动记忆、关于学习到的运动技能在大脑中可能被不同的代表。

这项研究有一些限制。一个是研究中使用的大脑记录方法只捕获了小鼠海马体中一小部分细胞，可能是数十万个神经元的1%。但基于过去的研究，该团队怀疑跨海马体正在发生类似的过程。