想一想您在短時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷過兩次不同但相似的經(jīng)歷的經(jīng)歷。也許您在同一周內(nèi)參加了兩次假日聚會(huì)或在工作中進(jìn)行了兩次演講。不久之后，您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)自己混淆了兩者，但隨著時(shí)間的推移，這種混淆逐漸消失，您能夠更好地區(qū)分這些不同的體驗(yàn)。

1 月 19 日發(fā)表在《自然神經(jīng)科學(xué)》雜志 上的新研究表明，這一過程發(fā)生在細(xì)胞水平上，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于理解和治療阿爾茨海默病等記憶障礙至關(guān)重要。

動(dòng)態(tài)印記存儲(chǔ)記憶

該研究的重點(diǎn)是印跡，它們是大腦中存儲(chǔ)記憶信息的神經(jīng)元細(xì)胞。“印跡是重新激活以支持記憶回憶的神經(jīng)元，”該論文的資深作者之一、雅各布斯醫(yī)學(xué)與生物醫(yī)學(xué)學(xué)院生理學(xué)和生物物理學(xué)系助理教授 Dheeraj S. Roy 博士說。大學(xué)在布法羅。“當(dāng)印跡被破壞時(shí)，你就會(huì)失憶。”

他解釋說，在經(jīng)歷之后的幾分鐘和幾小時(shí)內(nèi)，大腦需要鞏固印跡來存儲(chǔ)它。“我們想知道：在這個(gè)整合過程中發(fā)生了什么?從印跡形成到您稍后需要回憶該記憶之間會(huì)發(fā)生什么?”

研究人員開發(fā)了一種學(xué)習(xí)和記憶形成的計(jì)算模型，該模型從刺激的感覺信息開始。一旦這些信息到達(dá)海馬體(大腦中形成記憶的部分)，不同的神經(jīng)元就會(huì)被激活，其中一些是興奮性的，另一些是抑制性的。

當(dāng)海馬體中的神經(jīng)元被激活時(shí)，并非所有神經(jīng)元都會(huì)同時(shí)放電。隨著記憶的形成， 恰好被及時(shí)激活的神經(jīng)元成為印跡的一部分，并加強(qiáng)它們的連接以支持未來的回憶。

“記憶回憶過程中印跡細(xì)胞的激活不是一個(gè)全有或全無的過程，而是通常需要達(dá)到一個(gè)閾值(即原始印跡的百分比)才能有效回憶，”羅伊解釋道。“我們的模型是第一個(gè)證明印跡群體不穩(wěn)定的模型：在回憶過程中被激活的印跡細(xì)胞數(shù)量隨著時(shí)間的推移而減少，這意味著它們本質(zhì)上是動(dòng)態(tài)的，因此下一個(gè)關(guān)鍵問題是這是否會(huì)產(chǎn)生行為后果”。

記憶辨別需要?jiǎng)討B(tài)印跡

“在學(xué)習(xí)后的鞏固期，大腦正在積極地努力區(qū)分兩種經(jīng)歷，這可能是單個(gè)記憶的激活印跡細(xì)胞數(shù)量隨著時(shí)間的推移而減少的原因之一，”他說。“如果這是真的，這就能解釋為什么記憶辨別能力會(huì)隨著時(shí)間的推移而變得更好。就好像你對(duì)這段經(jīng)歷的記憶最初是一條大高速公路，但隨著時(shí)間的推移，在幾分鐘到幾小時(shí)的鞏固期過程中，你的大腦將它們分成兩條車道，這樣你就可以區(qū)分兩條車道。”

羅伊和團(tuán)隊(duì)中的實(shí)驗(yàn)人員現(xiàn)在有了一個(gè)可檢驗(yàn)的假設(shè)，他們使用小鼠進(jìn)行了一項(xiàng)完善的行為實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行該假設(shè)。小鼠被短暫暴露于兩個(gè)具有獨(dú)特氣味和照明條件的不同盒子中;其中一個(gè)是中性環(huán)境，但在第二個(gè)盒子中，他們受到了輕微的足部震動(dòng)。

經(jīng)歷那次經(jīng)歷幾個(gè)小時(shí)后，通常會(huì)不斷移動(dòng)的老鼠在暴露于任一盒子時(shí)都會(huì)表現(xiàn)出凍結(jié)的恐懼記憶回憶。“這表明他們無法區(qū)分兩者，”羅伊說。“但是到了十二點(diǎn)，突然之間，只有當(dāng)他們暴露在第一次體驗(yàn)時(shí)感到不舒服的盒子里時(shí)，他們才表現(xiàn)出恐懼。他們能夠區(qū)分兩者。動(dòng)物告訴我們，他們知道這個(gè)盒子很可怕，但五個(gè)小時(shí)前他們還做不到。”

使用光敏技術(shù)，研究小組能夠在小鼠探索盒子時(shí)檢測(cè)到小鼠海馬體中的活躍神經(jīng)元。研究人員使用這種技術(shù)來標(biāo)記活躍的神經(jīng)元，然后測(cè)量有多少神經(jīng)元被大腦重新激活以進(jìn)行回憶。他們還進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，允許跨經(jīng)驗(yàn)和時(shí)間追蹤單個(gè)印跡細(xì)胞。“所以我可以從字面上告訴你一個(gè)印跡細(xì)胞或它們的一個(gè)子集如何隨時(shí)間對(duì)每種環(huán)境做出反應(yīng)，并將其與它們的記憶辨別能力聯(lián)系起來，”羅伊解釋道。

該團(tuán)隊(duì)最初的計(jì)算研究預(yù)測(cè)，單個(gè)記憶中涉及的印跡細(xì)胞數(shù)量會(huì)隨著時(shí)間的推移而減少，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了這一點(diǎn)。

“當(dāng)大腦第一次學(xué)習(xí)某些東西時(shí)，它不知道需要多少個(gè)神經(jīng)元，因此有意招募更大的神經(jīng)元子集，”他解釋道。“當(dāng)大腦穩(wěn)定神經(jīng)元、鞏固記憶時(shí)，它會(huì)切除不必要的神經(jīng)元，因此需要的神經(jīng)元更少，這樣做有助于分離不同記憶的印跡。”