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最近，一項刊登在國際雜誌Nature上的研究報告中，來自弗萊堡大學的科學家們通過研究開發出了一種新型模型來解釋大腦如何儲存一些「有形事件」（tangible events）的記憶，這種模型的開發主要基於一項實驗，在實驗中研究人員讓小鼠置於虛擬環境中讓其尋找一個可以獲得獎勵的地方。
圖片來源：Thomas Hainmüller, Marlene Bartos
向前走幾步，停下來，環顧四周；在電子遊戲的世界裡，描繪四米長的走廊的牆壁是由綠色和藍色的圖案方塊所組成的，地板上有綠松石色的圓點。在不遠處，地板上有一個像餅乾一樣的棕色圓盤，這就是獎勵地點的符號，小鼠的目標就是到達那裡，隨後符號就會消失，而下一塊餅乾會迅速出現在走廊的更遠處，小鼠通常會被一些監測儀所包圍，如果其到達獎勵地點，研究者就會用吸管給它一滴豆漿，並刺激小鼠形成對虛擬世界的記憶，而如果小鼠要想知道何時以及在何地會獲得獎勵的話，它還必須學會如何在視頻中定位自身並且區分不同的走廊。
用特殊的顯微鏡觀察大腦
研究者Thomas Hainmuller表示，隨著小鼠開始慢慢了解到自己所處的環境，我們就能夠利用一些特殊的顯微鏡來從外部觀察其大腦，並將其大腦中神經細胞的活動記錄下來，在現實中，小鼠的頭部會在顯微鏡下相對靜止，而在視頻遊戲的虛擬世界中缺失可以來回活動的；而在錄音記錄中，一旦被激活小鼠的遺傳修飾後的神經細胞就會閃爍。目前研究人員正在利用該方法來調查小鼠機體大腦記憶提取和分類的分子機制，基於這種方法，研究者就能夠觀察並且對比大腦記憶形成過程的不同階段神經細胞的活性。
神經細胞編碼的地方
稱之為海馬體的大腦區域在記憶形成過程中扮演著決定性的角色，文章中，研究者表示，海馬體中的神經細胞能夠製造出一張虛擬世界的圖譜，而其中就包含虛擬世界中編碼實際位置的單一神經元。早期研究結果顯示，人類海馬體中的神經元能夠以相同的方式在視頻遊戲中進行編碼；讓研究人員不可思議的是，他們在海馬體中發現了非常不同的細胞圖譜，在某種程度上，其就能夠提供小鼠在走廊中的大致位置，同時研究者還考慮到了時間和環境因素，最重要的就是小鼠所在的走廊位置信息。
更好地理解大腦的記憶形成
最後研究者表示，我們所提出的模型能夠幫助解釋海馬體中神經細胞的活性如何繪製出記憶事件的空間、事件和內容等信息，相關研究或能幫助更好地理解大腦記憶形成效應中的生物學機制，從長遠角度來講，本文研究結果還能幫助研究人員開發治療神經變性和精神性疾病患者的新型療法。
原始出處：
Thomas Hainmueller, Marlene Bartos. Parallel emergence of stable and dynamic memory engrams in the hippocampus. Nature, 2018; DOI: 10.1038/s41586-018-0191-2
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