科学家实时监控大脑重播记忆

时间：2021-10-20 09:52:07 来源：

美国国立卫生研究院的研究表明，我们的大脑使用不同的发射方式来存储和重放记忆。

在对癫痫患者的一项研究中，美国国立卫生研究院的研究人员在患者进行记忆测试时监测了数千个称为神经元的个体大脑细胞的电活动。他们发现，当患者学会一个单词对时，在他们成功记住该单词对之前，细胞的发射方式会在几分之一秒内被重放。该研究是美国国立卫生研究院临床中心试验的一部分，该试验针对不能通过药物控制癫痫发作的耐药性癫痫患者。

记忆在我们的生活中起着至关重要的作用。正如音符在唱片上被记录为凹槽一样，似乎我们的大脑将记忆存储在可以反复播放的神经激发模式中。美国国立卫生研究院（NIH）国家神经疾病和中风研究所（NINDS），该研究的高级作者发表在《科学》杂志上。

美国国立卫生研究院的研究人员发现，我们的大脑可能以神经元放电模式存储记忆，这些记忆在记忆之前被重播了几分之一秒。

Zaghloul博士的团队一直在记录暂时居住在外科手术植入电极上的耐药性癫痫患者的电流，这些电极旨在监测大脑活动，以期查明患者癫痫发作的来源。这个时期也为研究记忆过程中的神经活动提供了机会。在这项研究中，他的团队研究了用于存储我们过去经历的记忆的活动，这些活动被科学家称为情景记忆。

1957年，一名癫痫患者H.M.在记忆研究方面提供了突破。H.M不记得为切除癫痫发作而切除部分大脑后的新经历。从那时起，研究就提出了这样的想法，即间歇性记忆被存储或编码为神经活动模式，当诸如熟悉气味的气味或朗朗上口的乐曲之类的东西触发时，我们的大脑就会重放。但是究竟如何发生仍是未知的。

在过去的二十年中，啮齿动物的研究表明，大脑可能以独特的神经元放电序列来存储记忆。加入Zaghloul博士的实验室后，医学博士，博士B.S. Alex P. Vaz北卡罗来纳州达勒姆市杜克大学的一名学生，这项研究的负责人决定在人类中测试这个想法。

“我们认为，如果仔细查看从患者那里收集的数据，我们也许能够发现人类记忆与神经元放电模式之间的联系与啮齿动物相似，”生物工程师瓦兹说。解释了人体产生的电信号的含义。

为此，他们分析了位于颞叶前叶（大脑语言中心）的单个神经元的放电模式。当患者坐在屏幕前并被要求学习单词对（例如“蛋糕”和“狐狸”）时记录电流。研究人员发现，个体神经元独特的发射方式与学习每个新单词方式有关。后来，当向患者显示一个单词（例如“蛋糕”）时，在患者正确召回配对的单词“ fox”之前的几毫秒内，重放了非常相似的触发方式。

Zaghloul博士说：“这些结果表明，我们的大脑可能会使用不同的神经突刺活动序列来存储记忆，然后在我们记住过去的经历时重播它们。”

去年，他的研究小组表明，在我们正确记住某些东西之前几秒钟，可能会在大脑中出现称为波纹的电波。在这项研究中，研究小组发现了颞叶前叶所记录的波纹与学习和记忆过程中所见的尖峰模式之间存在联系。他们还表明，在学习过程中，在另一个称为内侧颞叶的区域记录的涟漪稍早于在前颞叶看到的射击方式的重放。

Zaghloul博士说：“我们的研究结果支持记忆涉及大脑中神经元放电模式的协调重放的想法。”“研究我们如何形成和恢复记忆不仅可以帮助我们了解自己，还可以帮助神经元回路分解记忆障碍。”

参考：Alex P. Vaz，John H. Wittig Jr.，Sara K. Inati和Kareem A. Zaghloul的“人类记忆检索过程中皮质突触序列的重播”，2020年3月6日，科学。DOI：
10.1126 / science.aba0672

这项研究得到了NINDS院内研究计划和NIH培训补助金（NS113400，GM007171）的支持。

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