你也許一直記得童年好友的名字，卻轉頭就想不起來(lái)剛剛認識的同事叫什么。我們常常有這樣的經(jīng)歷：一些記憶歷久彌新，一些記憶轉瞬即逝。
記憶是大腦無(wú)數功能中最吸引人的謎題之一，任何記憶損傷都會(huì )影響我們的日常生活。在頂尖學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》的最新一期上，加州理工學(xué)院（California Institute of Technology）陳天橋雒芊芊腦科學(xué)研究院的科學(xué)家，揭示了神經(jīng)元如何編碼牢固穩定的長(cháng)期記憶。
60多年前，人們開(kāi)始了解大腦中一個(gè)叫海馬體的腦區對于形成記憶有著(zhù)不可或缺的作用。而在海馬區，有一群神經(jīng)細胞負責對空間位置的辨識。身處特定地點(diǎn)時(shí)，這類(lèi)“位置細胞”會(huì )被激活，這項發(fā)現也曾被授予2014年諾貝爾生理學(xué)或醫學(xué)獎。
此次研究中，Carlos Lois教授領(lǐng)導的研究團隊開(kāi)發(fā)了一套方法測試小鼠的空間記憶，考察小鼠在學(xué)習、記住一個(gè)新的場(chǎng)所時(shí)，大腦海馬區的神經(jīng)元是怎么編碼位置信息的。
研究人員把小鼠放入一條筆直的通道。通道長(cháng)約1.5米，兩側是白墻。沿墻壁貼著(zhù)各不相同的符號，作為不同位置的標記，比如靠近最右端有個(gè)加號，靠近中心處有條斜線(xiàn)。通道的兩端，放著(zhù)小鼠喜歡的糖水。
與此同時(shí)，研究人員在小鼠腦中植入了特制的顯微內窺鏡，可以同時(shí)觀(guān)察左右半腦的海馬區，在它們探索通道時(shí)記錄神經(jīng)元的活動(dòng)。
當第一次被放入通道時(shí)，小鼠只是漫無(wú)目的地左右閑逛，直到最終碰巧找到糖水。這時(shí)候，當小鼠注意到墻上的位置標記時(shí)，單個(gè)神經(jīng)元被激活——它在新的場(chǎng)所開(kāi)始了學(xué)習。
隨著(zhù)進(jìn)入通道的次數增加，小鼠對這個(gè)地方越來(lái)越熟悉，也記住了糖水所在的位置。在它們看到墻上的符號時(shí)，腦中有越來(lái)越多的神經(jīng)元被同步激活。小鼠根據不同的符號識別出了自己所在的位置。
接下來(lái)，研究人員讓小鼠在至少10天的時(shí)間內不再去造訪(fǎng)通道，看看記憶如何隨時(shí)間流逝而淡去。
隔了一段之后，再次回到曾經(jīng)熟悉的通道，小鼠和它們的神經(jīng)元會(huì )有什么表現？結果顯示，盡管單個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng)反應發(fā)生了變化，但只要神經(jīng)元群總體而言仍然有同步活動(dòng)，小鼠對通道的記憶就仍然鮮明。
換句話(huà)說(shuō)，由于編碼記憶使用的不是幾個(gè)而是成組的神經(jīng)元，即便最初形成記憶的部分神經(jīng)元停止活動(dòng)或受到損傷，大腦有余力進(jìn)行回憶。
對此，第一作者Walter Gonzalez博士打了一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的比方：“假設你有一個(gè)又長(cháng)又復雜的故事要講。為了保存這個(gè)故事，你可以把它講給5個(gè)朋友聽(tīng)，然后時(shí)不時(shí)地和他們聚會(huì )，復述這個(gè)故事，誰(shuí)要是忘了某個(gè)細節，就互相幫忙補充。此外，每次復述這個(gè)故事時(shí)，你還可以帶新的朋友來(lái)，一起幫助保存故事和增強記憶。類(lèi)似地，你自己的神經(jīng)元們，互相幫助編碼記憶，使記憶隨著(zhù)時(shí)間推移依然保持如故。”
這一結果挑戰了過(guò)去對記憶儲存的認識。“大家都知道，一個(gè)動(dòng)作練習得越多，日后就越有可能記住它。”Lois教授說(shuō)，“現在我們認為，這很可能是因為，你練習得越多，就有越多神經(jīng)元來(lái)編碼這個(gè)動(dòng)作。有關(guān)記憶儲存的傳統理論假定的是，一段記憶要更穩定，需要單個(gè)神經(jīng)元之間加強連接。而我們的結果表明，讓編碼同一段記憶的神經(jīng)元數量增加，可以讓記憶保持更長(cháng)的時(shí)間。”
當記憶無(wú)法保持，也就是記憶喪失，是正常衰老時(shí)常發(fā)生的事，成為很多老年人的生活障礙。而像阿爾茨海默病等疾病引起的記憶喪失，更是造成毀滅性的后果，一些患者連親人的名字和回家的路都記不起來(lái)。
這項研究的結果告訴大家，隨著(zhù)年齡增長(cháng)，記憶的褪色速度會(huì )越來(lái)越快，原因在于編碼記憶的神經(jīng)元越來(lái)越少，一旦其中有一部分失靈，相應的記憶就丟失了。
不過(guò)我們期待，隨著(zhù)對基礎原理的理解，有朝一日，科學(xué)家或許可以設計出相應的對策，來(lái)促進(jìn)更多數量的神經(jīng)元參與編碼記憶，從而有助于防止記憶喪失。
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