建立新记忆时，老鼠的大脑如何重组旧有的记忆？
牛津大学和帝国理工学院的研究人员已经绘制出了，在老鼠记忆中现有记忆的结构重新组织起来的过程图示。
海马神经元的联合激活结构。每个节点代表一个神经元。图片来源：Giuseppe P.Gava等人
他们发现，大脑的结构是非常错综复杂的，大脑能够在整合新信息的同时使新旧记忆发生相互作用，因此并不需要忘记旧经验来给新记忆腾出储存空间。
牛津大学和伦敦帝国理工学院的研究团队在发表于《自然-神经科学》上的一项研究中，使用图论（graph theory，模拟物体之间关系的数学结构）设计了一项实验，用来探究大鼠整合记忆的过程。研究者们设置了一项任务，在该任务中训练大鼠，使其学习到新环境中的某一特定隔间中含有糖。在大鼠形成特定地点和奖励之间的这种新的联系前后，实验者们还会安排大鼠在一个熟悉的环境中探索。
这样的实验设计能够使科学家们观察到新记忆的建立是如何影响海马神经元（海马是大脑中对学习和记忆来讲起到主要作用的区域）之间的协同活动模式的。研究者们发现，大鼠建立新记忆后，其描述协调神经元放电（协同活动，海马区域在回想起旧记忆时发生的活动）模式的网络结构发生了变化。
海马神经元参与了记忆的形成和保持。图片来源：Shutterstock
研究团队还发现，在大鼠学习的过程中，其神经元之间的协同活动模式在“神经元活动空间”中是沿着特定方向展开的。这表明“新颖性”、空间位置和奖赏经验是影响新记忆整合进程的关键因素。他们还发现，高活性细胞的活动构成了每个记忆的核心，而低活性的细胞则在整个行为事件中形成了“以需求为导向”的共同活动模式，从而对个体的经验进行了分离。
这一发现强调了海马神经元之间的一项重要分工。牛津大学的首席研究员David Dupret教授说：“这项研究为我们了解海马体中持续储存和回忆多种记忆的网络机制提供了新的线索。神经科学家现在正在采用新的方法（如：活体成像法），在数天乃至数周的学习过程中监测大规模的神经元群，以期获得对这一网络机制的更深入的了解。”
本研究为我们提供了一种观察海马体中储存和回忆多种记忆的网络机制的新途径。研究的联合作者之一，来自帝国理工学院生物工程系的Simon Schultz教授说：“这项研究为我们呈现了以跨学科的方法来理解大脑工作机制的研究价值——从工程学和数学的角度来观察记忆过程，我们能够梳理出基于传统记忆研究方法不可能获得的见解。”
当前，神经科学家正在设计和探索新的持续监控大规模的神经网络结构的方法，与此同时，研究者们也比较关注老化对新记忆储存方式所产生的影响这一课题。
作者信息
作者：Caroline Brogan, Imperial College London伦敦帝国学院
编译：UTCS
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