大脑的标记系统决定哪些记忆会永久存在

纽约大学格罗斯曼医学院的研究人员领导的一项新研究表明，神经科学家发现了一种潜在机制，可以决定哪些记忆被标记为足够重要，以便在睡眠期间永久存在。这项研究于3月28日在线发表在《科学》杂志上，重点关注称为神经元的脑细胞及其编码记忆的电活动。

海马体(对记忆形成至关重要的大脑区域)中的大量神经元以称为“尖锐波波纹”的节律周期一起放电。这些对大脑其他部分的“喊叫”代表了15%的海马神经元几乎同时放电，并根据它们的活动被记录在图表上时所呈现的形状而得名。

研究发现，白天发生的事情紧随其后的是5到20个尖锐的波涟漪，在睡眠期间会更多地重播，并巩固成永久记忆。相比之下，随后发生的事件很少或没有剧烈的波动，却无法形成持久的记忆。

“我们的研究发现，尖锐的波波纹是大脑用来‘决定’保留什么和丢弃什么的生理机制，”该研究的资深作者、医学博士、博士、比格斯神经科学系教授GyörgyBuzsáki说。纽约大学朗格健康中心的神经科学和生理学。

这项研究基于这样的观察：包括人类在内的哺乳动物在短时间内体验世界，然后停顿。在注意某件事后，大脑经常会切换到“空闲”重新评估模式，其中最长的空闲期发生在睡眠期间。

研究人员使用电极追踪小鼠在迷宫中的海马细胞活动，发现当小鼠每次跑完迷宫后停下来享受甜食时，通常会出现尖锐的波波纹。奖励的消耗使大脑从探索模式转变为闲置模式，从而产生尖锐的波动。

对于被记住的记忆，在迷宫中放电的相同细胞在睡眠期间高速放电，“每晚回放记录的事件数千次”。这个过程加强了相关细胞之间的联系，巩固了记忆。

“我们致力于将外部世界排除在外，并研究哺乳动物大脑与生俱来和潜意识地标记一些记忆以使其永久化的机制，”第一作者、Buzsáki研究所的研究生Wannan(Winnie)Yang博士说。实验室。“为什么会进化出这样的系统仍然是一个谜，但未来的研究可能会揭示可以调整尖锐的波波纹以改善记忆的设备或疗法，甚至减少对创伤事件的回忆。”

该研究的作者在分析迷宫运行过程中同时记录动物海马体中多达500个神经元所产生的复杂数据时面临着挑战。为了直观地了解数据、可视化神经元活动并形成假设，该团队成功地减少了数据的维数，同时又不失去其完整性。

这项研究的结果为大脑标记和巩固记忆的自然机制提供了新的见解，为未来的研究和开发改善记忆或减轻创伤事件影响的疗法提供了潜在的途径。