你還能記起你小學(xué)班長(zhǎng)的名字嗎？但我相信你肯定能記得同桌的名字，和與其共同經(jīng)歷的種種。但要再問(wèn)你昨天新來(lái)同事的名字，你是否可以不假思索的回答出來(lái)？是不是有點(diǎn)兒困難？
那為什么你能脫口說(shuō)出幾十年未見(jiàn)面兒時(shí)伙伴的名字，卻對(duì)剛剛認(rèn)識(shí)的人名記憶模糊？換句話說(shuō)，為什么有些記憶在幾十年里都能保持穩(wěn)定的清晰，而另一些卻在幾分鐘內(nèi)模糊？
近日，來(lái)自美國(guó)加州理工學(xué)院的研究人員，通過(guò)使用小鼠模型確定，強(qiáng)大且穩(wěn)定的記憶是由所有同步放電的神經(jīng)元群體編碼的，提供了冗余，使這些記憶能夠隨著時(shí)間的推移持續(xù)存在。這項(xiàng)研究對(duì)于理解大腦損傷后，如中風(fēng)或阿爾茨海默癥中對(duì)記憶的影響具有重要意義。這項(xiàng)工作是在生物學(xué)研究教授Carlos Lois的實(shí)驗(yàn)室完成，并已發(fā)表在8月23日的《Science》上。
在這項(xiàng)新研究中，研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一項(xiàng)測(cè)試，以檢測(cè)小鼠在學(xué)習(xí)和記憶一個(gè)新地點(diǎn)時(shí)的神經(jīng)活動(dòng)。在實(shí)驗(yàn)中，一只小鼠被放置在一個(gè)約5英尺長(zhǎng)的籠子里，具有白色的墻壁，并沿著墻壁的不同位置標(biāo)記了獨(dú)特的符號(hào)，例如，最右端附近的粗體“+”和靠近中心的斜線。糖水(小鼠的食物)被放在通道的兩端。在小鼠探索的過(guò)程中，研究人員測(cè)量其海馬中負(fù)責(zé)編碼位置的特定神經(jīng)元活動(dòng)。
當(dāng)一只小鼠最初被放置在通道上時(shí)，它無(wú)所適從并左右徘徊著，直到遇到了糖水。在這些情況下，當(dāng)小鼠注意到墻上的一個(gè)符號(hào)時(shí)，單個(gè)神經(jīng)元被激活。但在多次體驗(yàn)后，小鼠對(duì)這條路徑變得熟悉起來(lái)，并記住了糖水的位置。隨著它們對(duì)此變得越來(lái)越熟悉時(shí)，越來(lái)越多的神經(jīng)元因看到墻上的符號(hào)也被同步激活。從本質(zhì)上講，小鼠是根據(jù)每一個(gè)獨(dú)特的符號(hào)來(lái)識(shí)別位置的。
接下來(lái)，為了研究記憶如何隨著時(shí)間的推移而變模糊，研究人員讓這些小鼠在長(zhǎng)達(dá)20天的時(shí)間里遠(yuǎn)離記憶軌跡。當(dāng)研究人員讓小鼠再次回到通道上時(shí)，那些已經(jīng)形成了由更多神經(jīng)元編碼強(qiáng)大記憶的小鼠很快就記起了這項(xiàng)任務(wù)。雖然一些神經(jīng)元表現(xiàn)出不同的活動(dòng)，但當(dāng)分析大群神經(jīng)元活動(dòng)時(shí)，小鼠對(duì)軌跡的記憶是可以清晰識(shí)別出來(lái)的。換句話說(shuō)，具有半球間和半球內(nèi)同步活動(dòng)的神經(jīng)元群體使大腦有冗余性，即使一些原始神經(jīng)元停止活動(dòng)或受損，仍能回憶起記憶。
該研究第一作者、博士后研究員Walter Gonzalez解釋說(shuō)：“想象一下，你有一個(gè)又長(zhǎng)又復(fù)雜的故事要講。為了保存這個(gè)故事，你可以把它講給你的五個(gè)朋友，然后偶爾和他們聚在一起重新講述這個(gè)故事，互相幫助以填補(bǔ)一個(gè)人的記憶空白。此外，每次你重新講述這個(gè)故事，你都可以帶新的朋友來(lái)學(xué)習(xí)，因此有助于保存和加強(qiáng)記憶。以類(lèi)似的方式，你自己的神經(jīng)元也在互相幫助來(lái)編碼記憶，這些記憶會(huì)隨著時(shí)間的推移而持續(xù)。”
記憶對(duì)人類(lèi)行為至關(guān)重要，任何對(duì)記憶的損害都會(huì)嚴(yán)重影響我們的日常生活。作為正常衰老的一部分而發(fā)生的記憶喪失可能是老年人的重大障礙。此外，由幾種疾病引起的記憶喪失，尤其是阿爾茨海默癥，會(huì)造成破壞性的后果，干擾最基本的日常活動(dòng)，包括辨認(rèn)親屬或記住回家的路。
這項(xiàng)新研究表明，隨著我們年齡的增長(zhǎng)，記憶可能會(huì)以更快的速度褪色，因?yàn)橛洃洉?huì)由更少的神經(jīng)元編碼，如果這些神經(jīng)元中的任何一個(gè)出現(xiàn)問(wèn)題，記憶就會(huì)丟失。這項(xiàng)研究工作能在有朝一日，設(shè)計(jì)出可以促進(jìn)更多神經(jīng)元的參與來(lái)編碼記憶的治療方法，或有助于防止記憶喪失。
該研究通訊作者、生物與生物工程系教授Carlos Lois說(shuō)：“眾所周知，好記性不如爛筆頭，你重復(fù)練習(xí)動(dòng)作的次數(shù)越多，你以后記住它的機(jī)會(huì)就越大。我們現(xiàn)在認(rèn)為這是可能的，因?yàn)槟憔毩?xí)的動(dòng)作越多，編碼這個(gè)動(dòng)作的神經(jīng)元的數(shù)量就越多。傳統(tǒng)的記憶存儲(chǔ)理論假設(shè)，要使記憶更加穩(wěn)定，需要加強(qiáng)與單個(gè)神經(jīng)元的連接。我們的研究結(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(zhǎng)的時(shí)間。”
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