大脑的记忆剪辑师

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我们对过去经历的记忆构建了现在的我们。我们认知世界，探索世界的经历是连续的，但是对于这些经历的记忆却是片段化的。例如，我们无法将电影中每一帧的内容都记下来，但我们通常能复述出于故事主线相关的一系列事件。我们的大脑每时每刻都在进行这样的记忆剪辑，将我们冗长的日常经历精简为一连串关键事件。这些事件犹如我们记忆系统中的乐高积木，能随意组合拼接，从而帮助我们更好地将过往的经历和经验转化到今后的学习和生活中。

2022年3月7日，波士顿儿童医院 (Boston Children’s Hospital) 的研究员Jie Zheng 博士和Gabriel Kreiman教授，西达赛奈医学中心（Cedars-Sinai Medical Center）的Ueli Rutishauser 教授和Adam Mamelak 教授，以及多伦多西部医院（Toronto Western Hospital）的Taufik Valiante 教授合作在Nature Neuroscience上发表了题为Neurons that detect cognitive boundaries to structure episodic memories in humans的文章，揭示了这一记忆机制的奥秘。

研究人员们利用三组经过不同剪辑的影片来研究大脑是如何监测连续经历中的事件转换 (event boundary)，以及和事件转换相关的神经响应会对记忆产生何种影响。这三类影片包括无事件转换影片 (No boundary，例如一段无剪辑的喝水影片)，相关事件转化影片 (Soft boundary, 例如采访影片中镜头由主持人到嘉宾间的切换)，无关事件转换影片 (Hard boundary，例如电视节目和广告间的切换)。

19名患有耐药性癫痫的患者参与了此项研究。由于治疗的需要，医生通过手术将电极插入患者的大脑，以帮助定位癫痫发作的脑区。在留院观察期间，患者观看了上述影片并参与了相关的记忆测试。与此同时，研究人员记录了患者在参与实验中脑神经元的活动。

研究人员发现两种类型的脑神经元，事件神经元（event cell）和边界神经元（boundary cell）。他们分别仅在无关事件转换处，或同时在相关和无关事件转换处有非常活跃的放电现象。

“这两类脑神经元仿佛就是脑中的‘记忆剪辑大师’”，该研究的第一作者Jie 说，“每当无关事件转换出现时，就在大脑记忆系统中建立一个文件夹用于储存新事件的记忆。而相关事件则像是在这些文件夹中的各个子文件。”

研究人员还发现这两类脑神经元对于相关和无关事件转换的响应程度进一步决定了患者在后续两种记忆测试中的表现。

在认知记忆测试中，研究人员向参与者展示一系列图片，并询问参与者是否在之前的影片中看到过这些图片。研究表明，当边界神经元在事件转换处放电更为活跃时，患者在后续的认知记忆测试中也将取得更好的成绩。

在时间顺序记忆测试中，研究人员向患者同时展示原影片中分别出现在事件转换之前和之后的图像，并询问哪张图像在原影片中更早出现。研究表明，当事件神经元在事件转换处以相似的theta 脑波相位放电时，患者能更好地记住原影片中事件发生的前后顺序。

“Theta 脑波被认为是情景记忆的‘时间粘合剂’，”该研究的资深作者Ueli说， “我们认为，与 theta 脑波同步触发事件转换响应有利于在不同的记忆文件夹中建立时间的联系。”

这两类脑神经元在某种程度上帮助大脑建立了一个层次分明的记忆系统，以助于日后更快捷更准确的调取特定记忆。患有记忆障碍的患者也通常伴有较弱的监测事件转换的能力。他们对连续经历的“剪辑”并不准确，从而更容易导致记忆间的干扰和记忆提取的失败。这一研究发现为开发记忆障碍（如痴呆和阿尔茨海默病）治疗方法提供了新的思路。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41593-022-01020-w

制版人：十一

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