为什么有些记忆忘不掉,有些却记不清?Science|揭秘大脑“记忆剪辑师”如何切时间轴

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你是否曾经经历过这样的时刻?多年前的生日派对,蛋糕的奶油味、朋友的笑声、蜡烛的光影仿佛就在眼前;而上周三的晚餐吃了什么,却怎么也想不起来。这种现象引发了科学家的关注:我们的记忆是如何工作的?为什么有些记忆能够深深烙印在脑海中,而有些却模糊不清?最近,《Science》杂志上的一项研究揭示了这一谜题,研究团队的发现或许能帮助我们理解大脑是如何进行“记忆剪辑”的。

这项研究聚焦于大脑中的一个关键区域——侧内嗅皮层(LEC)。研究人员发现,LEC就像一个“时间编码器”,既能让神经活动像河流一样持续“漂流”,标记时间的流逝,又能在事件转换的瞬间“急刹车”,为每个事件盖上独特的“时间戳”。这种机制的存在,使得我们能够同时处理从几秒到几分钟的不同时间尺度的信息,就像同时用手机拍视频、记秒表、写日记一样高效。

研究者们选择了自由活动的大鼠作为实验对象,通过观察它们在迷宫中的行为,模拟人类的“连续事件体验”。为了捕捉神经活动的细节,研究团队使用了高密度的Neuropixels探针,能够同时记录数百到数千个神经元的活动,覆盖LEC、内侧内嗅皮层(MEC)和海马体CA1区,这些都是与记忆相关的关键脑区。

在实验中,研究人员设计了一系列任务,类似于人类的“记忆测试闯关游戏”。其中包括自由觅食任务、睡眠记录、事件边界任务以及多时间尺度任务。通过这些任务,研究者观察LEC在不同场景下的表现,试图解开其在记忆形成中的作用。

首先,LEC展现出持续“漂移”的神经活动,标记时间的流逝。在自由觅食时,LEC的神经细胞集体活动如同一条缓慢流动的河流,随着时间推移,活动模式逐渐偏离初始状态。这种“漂移”在大鼠进入快速眼动(REM)睡眠时几乎保持不变,说明这种神经活动是LEC自身的“内在属性”。

其次,LEC能够敏锐捕捉生活中的“事件边界”,并在此时迅速“偏移”神经活动。研究发现,每当出现事件转换时,LEC的神经活动会突然改变,仿佛为每个事件标记了时间戳。例如,在接触新物体时,LEC的活动会快速偏移,记录下这个新事件的到来,而在第二次接触时这种偏移则消失,表明大脑已经将其视为熟悉的事物。

最后,LEC展现出同时处理多个时间尺度的能力。在有重复结构的任务中,LEC的神经活动会沿着两个方向运动:一方面持续漂移,标记整个任务的时间流逝;另一方面则专门记录每次短期事件的过程。这种“正交编码”的能力使得LEC能够同时记住“哪次跑迷宫最快”和“整个下午跑了多少次”,完美解决了不同时间尺度信息共存的难题。

这些发现揭示了LEC在记忆形成中的重要作用。它不仅是大脑的“记忆剪辑师”,还通过“持续漂移”记录时间的流动,通过“事件偏移”分割生活片段,利用“正交编码”处理不同尺度的信息。这一机制的存在,可能是我们能够轻松回忆起某些特定瞬间而忘记其他琐事的原因。

更重要的是,这项研究为理解记忆障碍提供了新线索。比如,阿尔茨海默病患者常常混淆事件的顺序,可能与LEC的“漂移”或“偏移”出现问题有关。未来的研究或许能够通过调节LEC的活动,帮助大脑更好地“剪辑”和“存档”记忆。

总的来说,这项研究不仅为我们理解记忆的形成提供了新的视角,也可能为改善记忆障碍患者的治疗提供新的思路。记忆的神秘面纱逐渐被揭开,而我们对大脑的理解也在不断深入。返回搜狐,查看更多