海馬體是大腦中的一個小卷曲結(jié)構(gòu)，位于顳葉下方，對記憶的形成起著關(guān)鍵作用。我們經(jīng)歷的事情將以神經(jīng)元形成新連接的方式被記錄下來。

六月二十七日在科學(xué)雜志上發(fā)表的一份報告揭示了海馬體是如何學(xué)習(xí)，以及如何將某些經(jīng)驗轉(zhuǎn)化成記憶的。作者指出，在特定的行為之后，海馬體會反復(fù)重復(fù)這種行為，直到它被內(nèi)化為止。他們還闡述了海馬體如何跟蹤我們大腦的決策中心(大腦皮層)，從而記住我們過去的選擇。

先前的研究表明，嚙齒動物的海馬體在睡眠或休息期間會回放過去的經(jīng)歷。例如，當(dāng)老鼠在迷宮中尋路時，所謂的位置細胞就會被激活，并幫助動物確定其位置。在他們穿越迷宮時，同樣的細胞被以完全相同的模式重新激活。以前發(fā)生的事情又在精神上重演了。

這項新研究的作者們希望知道，這一現(xiàn)象是否只適用于遇見某一熟悉的地點，還是說這種海馬體重演也適用于更普遍的記憶，包括精神記憶和非空間記憶。

在這項研究中，33名參與者觀看了一系列的圖像，其中包含人臉和房子。參與者要估計觀察到的一系列人臉的年齡，接著是第二次估計，兩次估計結(jié)果一樣則為正確，否則為錯誤。

在執(zhí)行這些任務(wù)時，受試者進行了功能性磁共振成像(FMRI)，這使研究人員能夠監(jiān)測與特定時間活躍的大腦區(qū)域，觀察不同大腦區(qū)域在決策任務(wù)之前、期間和之后的活動模式。

經(jīng)過40分鐘的訓(xùn)練，參與者在休息時接受腦部掃描5分鐘。休息時海馬體中記錄的fMRI模式似乎重復(fù)了在決策任務(wù)中出現(xiàn)的片段，就好像大腦一直在重復(fù)一個電影場景，直到它能夠背誦出來。

此外，這項新的研究發(fā)現(xiàn)，在海馬體中回放較多的人表現(xiàn)出的fMRI信號更類似于眶額葉皮層釋放的信號，這是一個參與決策的區(qū)域(位于大腦皮層)。“我們發(fā)現(xiàn)，眶額葉皮層的活動與海馬區(qū)的回放有關(guān)。”這些發(fā)現(xiàn)表明，休息時海馬中復(fù)現(xiàn)先前的任務(wù)有助于訓(xùn)練大腦皮層，以便在未來更好地解決類似的任務(wù)。這篇論文的主要作者、柏林馬克斯·普朗克人類發(fā)展研究所(Max Planck Institute For Human Development)的神經(jīng)學(xué)家尼古拉斯·舒克Nicolas Schuck說。

根據(jù)該論文的高級作者，普林斯頓大學(xué)神經(jīng)學(xué)家耶爾尼弗YaelNiv說，新的結(jié)果表明，海馬區(qū)重演不僅對形成記憶至關(guān)重要，而且讓我們認識到哪些行為和決定對實現(xiàn)一個目標(biāo)最有效，因此應(yīng)該重復(fù)。

佐治亞理工學(xué)院心理學(xué)學(xué)院教授薩克利·布朗(Thackery Brown)沒有參與這項研究，他認為這項新研究意義重大：證明海馬體不僅支持導(dǎo)航和空間體驗的回放，還支持決策回放。“我們經(jīng)常會記住隨著時間和空間發(fā)生的經(jīng)歷。”例如，對我們孩子生日聚會的記憶，可能會涉及許多事件，隨著時間的推移，在一個地點展開。“一旦我們回到家中的沙發(fā)上，海馬體就會回放這段經(jīng)歷，把它呈現(xiàn)在記憶中。

這項新的研究表明，記憶能否長期保存取決于海馬神經(jīng)元和大腦皮層高水平認知區(qū)域的神經(jīng)元之間的聯(lián)系。布朗認為，海馬活動，特別是舒克和尼弗所描述的重演，有助于加強這些聯(lián)系，從而提供各種記憶線索以獲取持久的記憶。他說：“這種‘神經(jīng)重演’可以讓編碼記憶的神經(jīng)元之間建立更緊密的聯(lián)系。”

眾所周知，當(dāng)我們在睡眠或冥想時，大腦就會變得忙碌起來。這些新發(fā)現(xiàn)可能表明我們打鼾時也在進行記憶鞏固的過程。舒克解釋說，睡眠時海馬的重演可能有助于形成和儲存記憶。一個懸而未決的問題是：海馬重演是否參與夢的形成：將最近的事件扭曲到那些奇幻迷離的夢中，可能有助于處理和儲存，或拋棄近期的經(jīng)歷。

舒克和尼弗計劃使用這項大腦分析技術(shù)來探索下一個問題：完成一個任務(wù)與海馬體重演之間的關(guān)系。他們想研究對一個給定任務(wù)的規(guī)劃是否需要回放過去的經(jīng)驗，以便優(yōu)化后續(xù)的執(zhí)行計劃。

舒克說：“我們的新方法打開了新大門，可以更詳細地觀察人類的海馬體回放。”“希望這個新方法為今后對該類問題的研究鋪平道路。”

本文譯自 Scientific American，由譯者 Mork 基于創(chuàng)作共用協(xié)議(BY-NC)發(fā)布。