《Cell》雜誌發文質疑記憶形成的硬連線信息輸入模式

人類大腦有一個區域的細胞負責連繫感官信號和動作行為，並將這些關聯儲存為記憶。形成這些連繫的細胞曾被認為是高度穩定穩固的細胞。

最近，哈佛醫學院在小鼠身上的一項研究結果對這一理念提出了挑戰，研究人員揭示，負責這些任務的神經元未必穩定，它們比人們想象的更靈活。這一質疑傳統觀念的大膽研究發表在8月17日的《Cell》雜誌。

研究人員說，他們的結果表明神經網路高度具有可塑性，比人們想象的更容易整合新信息。無需形成單獨的神經元新鏈接，神經元的這種可塑性讓生物體更擅長學習。

此外，研究人員說，一旦某個記憶不再被需要了，它所佔用的神經元實際上能很容易地被重新分配新任務。

哈佛醫學院神經生物學助理教授、文章通訊作者Chris Harvey說：「我們的工作指示出神經元高效工作的原因，它們在保存舊記憶的同時權衡了新信息的融入。」

研究人員對小鼠進行了為期1個月的視覺迷宮訓練，同時分析小鼠腦部有關導航決策區域的活躍圖像。研究人員指出，神經元並非保持一個穩定的模式，相反，形成迷宮奔跑記憶的神經元一直不斷變化。Harvey說，單個神經元持續幾天都執行同樣的工作，然後切換。訓練幾周后，我們開始看到神經元整體格局的變化。

實驗過程

小鼠被放置在跑步球上，跑步球前是一個計算機生成的大屏幕。屏幕中黑色提示代表右轉，白色提示代表左轉，與此同時，小鼠數百個負責空間決策的神經元被捕捉成像。

幾個星期內這些導航信息連繫就會堅固地被建立起來。一開始，一切都如研究人員預測的一樣，負責與黑色和白色信號連接的神經元可以被明顯的區分開來。

然而，隨著時間的推移，神經元間的線索開始變得模糊，記憶模式開始在神經元上漂移。研究人員觀察到，一個本應與黑色提示有關的神經元失去了屬於它的特化並被另一個神經元替代，或者它甚至開始與白色提示聯繫在一起。

太意外了

本文第一作神經生物學系研究所Laura Driscoll說：「我們本來確信建立起來的神經細胞每天都執行同樣的工作，因此最初的實驗設計是希望用這種『穩定』的模式作為基線（baseline）。但結果太意外了，神經元的角色竟然發生了改變，我們不得不重新思考整個研究計劃。」

為了測試該記憶模式是如何發生改變的，研究人員向迷宮中引入了第三種提示，一些圖形信息。在小鼠學習新線索的過程中，除了個別神經元發生了重置，整體活動模式實際上變化很小。這是一個新發現，但它為「神經元記憶儲存網路是極具靈活性」的觀點提供了證據。

研究人員推測，不同大腦區域的神經元的穩定性/靈活性可能不同，這取決於它們所編碼的技能或記憶需要被改變的頻率。Harvey說，對於導航這種需要經常吸收新信息的任務，保持靈活性具有實際意義，相反像本能的生理反應，如眨眼，神經元隨時間變化的機會可能較小。

研究人員希望進一步研究大腦其他區域的決策和記憶模式。

記憶並非一成不變，在學習過程中記憶一直保持活躍且不斷調整。這項研究表明，不拒絕接受新信息，可能會讓你的大腦更容易勝任空間導航等任務。

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