九位大咖万字追问：记忆理论何时统一？

追问快读：记忆的存储涉及突触、神经元和神经环路等多个层面，其形成和巩固依赖多尺度数据的整合。尽管记忆印迹表现出一定的稳定性，但神经活动的时间依赖性漂移现象广泛存在，可能与实验设计、时间尺度或刺激强度的差异有关。大脑或通过补偿性学习机制，在动态更新中维持旧有记忆。未来通过标准化实验范式和跨学科讨论，有望更全面理解记忆的存储机制及漂移的功能意义。

回忆过去，回忆的并非得是真实的过去。

马塞尔·普鲁斯特（Marcel Proust）在《追忆似水年华》一书中如此写道。过往的经历、风景，为什么会在回忆中变化模样？我们的记忆真的是稳定的吗？

在神经科学领域，关于大脑编码和存储记忆方式，也可分为两类观点：

（1）静态的突触变化，即“记忆印迹”（memory engram）：

有人认为学习会诱导基因表达的变化，这些变化最终会改变特定突触的结构和功能，形成物理记忆回路或记忆印迹‎[1]。这些突触的分子变化可以稳定地持续一生‎‎[2]。

（2）动态的神经元集合，即“表征漂移”（representational drift）：

另一群人则认为外界输入的信息通过特定的放电模式在大脑内部表征，但会随时间“漂移（drift）”。最初编码经验的神经元集合与实际存储信息的神经元集合并不相同——特定记忆信息是从一组神经元的放电模式的计算空间中解码出来的。

记忆印迹的案例

当前的学习和记忆的神经元模型集中在神经元自主机制上，例如长时程增强（LTP）和长时程抑制（LTD），这些机制通过加强或减弱突触权重来塑造存储记忆的特定环路。学习会迅速诱导一组即刻早期基因（IEG）的表达，这些基因帮助协调涉及可塑性和信息存储的多个过程。这些IEG的启动子序列被用来“标记”在学习期间活跃的神经元。在实验中，通过让光敏受体表达于在学习期间活跃的神经元中，就可以在没有任何外部经验或提示的情况下，通过光照激活这些神经元而提取记忆。这一现象，为编码学习的记忆印迹神经元存储和提取记忆的观点奠定了基础。

表征漂移的观点

外部世界的信息通过大脑中特定的放电模式被内部表示。尽管在特定经验中活跃的神经元最初可能编码信息，但根据神经元活动的长期记录显示，这些神经元在响应相同刺激时的放电模式会随时间变化。因此认为信息的内部标识会“漂移”。漂移的经典例子来自海马体的位置神经元‎[3]，这些神经元在动物空间移动到空间中的特定位置时会放电，而随着时间的推移，尽管环境保持不变，编码特定位置的位置神经元仍然会发生变化。

近日，一场讨论就此开展。犹他大学Jason Shepherd教授为了深入探索如何将这些不同的记忆模型统一起来，向在不同背景的研究者提出了以下三个问题：

信息存储在大脑中的神经元（或神经环路）水平还是突触水平？

如何统一解释不同印迹环路负责存储特定记忆，而其神经活动却存在漂移现象？

收集哪些实验数据有助于统一解释上述现象？

接下来，让我们看看九位神经科学大咖的观点。

André Fenton：突触存储的信息

类似于人工神经网络中的协方差矩阵

André Fenton

安德烈·芬顿

美国纽约大学神经科学教授、纽约大学朗格尼医学中心神经科学系主任

纽约州立大学博士学位。研究重点是空间记忆、海马体功能和神经疾病的神经机制。尤其是，发现并确定了PKMzeta作为长期记忆的重要组成部分。研究成果发表在多个顶级科学期刊上，包括Neuron、Nature Neuroscience和PNAS。

Q：信息存储在大脑中的神经元（或神经环路）水平还是突触水平？

André Fenton：信息在大脑中的存储，并非单一地位于神经元（或神经环路）水平或突触水平，而是两者皆有。有一种错误的认识是将记忆视为外部世界强行“写入”大脑的东西，但其实记忆的形成本质上是一个双向互动的过程，刺激信号与大脑的信息处理机制之间存在着深度的相互依赖关系——大脑会将其固有的"认知框架"投射到刺激上，从而实现信息的处理与存储。这打破了传统的二分法思维。信息并非静态地存储于某个特定位置，而是源自动态系统，存储与提取的过程密不可分。

Endel Tulving概念化用了术语"ecphory"（最初来自 Richard Semon），并提出了一个记忆公式：

记忆表现 (mem) ≈ I * C * M

I：存储的信息，C：触发回忆的线索，M：心理状态

在这样的动态系统中，记忆的储存与访问不可能拆分开来。很多海马体神经元既参与记忆的信息编码，也参与回溯过程。

以CA1海马体位置神经元为例，它接收来自CA3的Schaffer侧支以及来自内嗅皮层（EC）的TA通路（temporoammonic，TA）等不同脑区的信号输入。CA1群体放电常被认为表征当前位置，但2018年我们团队发表的一项研究发现，当CA3输入占据主导时，CA1群体放电所表征的位置可能与当前实际位置相去甚远，例如实验小鼠通常会回避曾经遭受电击的地点。

全部环境位置信息分布式存储在CA1的突触中，来自CA3或EC的突触前信息激活CA1中的不同突触子集。而CA1输出的表征到底是当前位置还是偏差位置，取决于CA3和EC输入的相对贡献。这一现象揭示了突触活动与输入信息之间的精妙协作，共同塑造了大脑的输出表征。

从某种程度上说，突触所存储的信息类似于人工神经网络中的协方差矩阵，通过描述元素之间的相互作用来编码信息，而网络活动则能够动态地生成或读取这些信息，使得存储与处理过程紧密交织，不可分割。

Q：如何统一解释不同记忆印迹环路负责存储特定记忆，而其神经活动却存在漂移？

André Fenton：想象记忆环路的突触群是一个由众多神经元组成的群体，其活动状态可以被看作是一个高维空间中的向量，每个神经元的活动对应一个维度。在这个复杂的高维空间中，尽管单个神经元的活动可能会发生漂移，但通过降维技术（如主成分分析），我们发现这些看似杂乱无章的活动模式实际上可以被投射到一个或多个低维子空间中，从而产生稳定且具有特定意义的输出。

▷影子之舞. 三维神经活动投影到二维表面，投影角度代表群体活动所经过的相关网络（突触权重），不同角度产生不同低维投影结果。

如上图所示，不同的神经元活动模式，只要在关键的子空间维度上具有相似性，就能够产生相同的记忆表征；反之，即使群体活动模式看似相似，如果它们通过不同的突触连接网络（强调不同的相关性模式），也可能引发截然不同的记忆内容。（）

这种高维空间中的动态平衡机制，有效地化解了神经元活动漂移与记忆稳定性之间的矛盾，为我们理解记忆的复杂性提供了全新的视角。

Q：信息存储在大脑中的神经元（或神经环路）水平还是突触水平？

André Fenton：为了进一步验证和整合这些理论，在所谓的记忆印迹神经元活动的同时记录神经整体活动将大有助益。基于这样的实验设计，我们有一项研究正在进行中，并在bioRxiv上发布了初步报告。研究发现，在CA1网络这样的动态系统中，刺激并非仅仅作用于单个神经元，而是引发整个神经元网络的协同反应。这一现象与自然界中许多群体行为（如鸟群、鱼群的集体行动）有着异曲同工之妙，进一步强调了大脑作为一个复杂系统的整体性和协同性。

Loren Frank：皮层-海马体-皮层循环

是记忆形成与检索提取的核心机制

Loren Frank

洛伦·弗兰克

加州大学旧金山分校生理学教授

研究重点是了解神经回路的活动和可塑性支撑学习以及利用习得信息决策的能力，尤其关注海马体和解剖学相关区域的神经回路。使用多种技术，包括电生理学、成像和行为实验，以研究大脑的神经环路和功能。Frank博士的研究成果也发表在Nature、Neuron、Nature Neuroscience和Science等期刊上。

Q：信息存储在大脑中的神经元（或神经环路）水平还是突触水平？

Loren Frank：记忆存储，变化不仅仅发生在单个突触层面上，单个神经元水平上的生物学特性也可能随之变化。基因表达的变化可能会导致神经元活动的变化，尽管目前我们确实不了解这些变化的范围。

Q：如何统一解释不同记忆印迹环路负责存储特定记忆，而其神经活动却存在漂移？

Loren Frank：要理解这一现象，我们需要回到更基础的层面重新思考。在形成日常生活中情景记忆的编码过程中，外界刺激会驱动大脑神经网络的活动，激活特定的神经元群，这些神经元放电代表了体验中的视觉、听觉、嗅觉和感觉等多模态信息。

这些活动模式最终会在海马体中得到整合。作为情景记忆形成的关键中枢，海马体内的突触（及其他可能的神经元学特征）会快速变化，从而形成与特定事件相关的特异性编码模式。

在这之后是记忆形成的第二阶段，海马体的神经活动模式与皮层分布式表征相互关联。这种关联很可能通过突触可塑性来实现，通过重新激活海马体外的皮层神经元网络来实现记忆的“检索”。这种皮层-海马体-皮层的信息循环处理机制，是记忆形成和后续提取的神经环路基础。

基于这一框架，我们可以更好地解释记忆的漂移：海马体和皮层的神经活动模式协同演化并维持功能连接，保证了记忆检索的可行性。随着皮层神经网络表征的渐进性重组，被检索记忆的具体细节也可能随之发生变化，这一特性可能是解释记忆随时间推移表现出的可塑性特征的关键机制。

Q：信息存储在大脑中的神经元（或神经环路）水平还是突触水平？

Loren Frank：从神经环路的角度来看，该理论框架的核心预测是：跨不同脑区的协同性漂移已维持有效的记忆检索能力。因此，对这种跨区域漂移的直接测量变得尤为关键。特别的，这些变化很可能主要发生在"离线"期间，即静息得清醒状态和睡眠阶段。这就需要建立长时程的连续记录范式，来实现对漂移变化情况和时机的追踪。

Timothy O'Leary：印迹实验揭示

漂移的统计特性，但非自然回忆过程

Timothy O'Leary

蒂莫西·奥莱里

英国剑桥大学信息工程与神经科学教授

兴趣方向是使生物神经系统得以发展、自我组织、适应和存储信息的通用原理和机制。主要研究方向是利用工程学方法和实验生理学研究神经系统的调节控制；旨在了解神经系统可变性的来源、后果以及其对调控机制的影响。研究成果发布在Annual review of neuroscience、Nature neuroscience、Neuron等顶级期刊上。

Q：信息存储在大脑中的神经元（或神经环路）水平还是突触水平？

Timothy O’Leary：两者兼有。大脑获取新信息的过程，内部特性的改变是历史依赖性的，最终反映在行为变化上。具体而言，神经环路会发生功能性重构，通常会涉及突触的变化。然而，即便假设所有的学习相关改变都发生在突触水平（我们知道事实并非如此），信息的存储和提取仍然是分布式的，这些信息的访问只能通过神经环路的聚集动态来实现。

为什么这一问题一直存在呢？很大程度上源于该领域某些具有里程碑意义的研究，其中最具代表性的是埃里克·坎德尔（Eric Kandel）对海兔鳃缩回反射的研究。这项工作成功识别了单个突触的改变，而这些变化是习惯化行为的产生基础。这一重要发现得以实现，主要是因为研究者巧妙地利用了特定神经环路结构中的一个异常狭窄的信息处理瓶颈。需要特别指出：也正是该神经环路便于实验操作的特征，使其成为了神经系统的特例。因此，尽管这项研究揭示了一些具有普遍意义的机制（如相关的分子生物学通路），但我们不应期望，在其他物种或更复杂的神经环路中，观察到如此简单的连接以及精确的突触-行为对应关系。

因此，存在一个“实验模型系统”悖论：如果选择那些允许进行通常难以实现的实验操作的特殊模型，最终可能难以得到普适性的结论。

Q：如何统一解释不同记忆印迹环路负责存储特定记忆，而其神经活动却存在漂移？

Timothy O’Leary：我们需要谨慎评估印迹实验所提供的证据级别。这类经典实验确实展示了，在某种条件学习过程中被标记的印迹神经元群的行为与其在再激活时的行为表现之间的显著相关性。例如，足部电击与视觉刺激的配对而诱发的冻结行为。

在印迹再激活期间，行为是否存在某种程度的变化？是的。在印迹再激活过程中，网络状态是否存在某种程度的变化？无疑。那么，我们是否认为这种诱导出的“记忆”重现等同于自然的回忆过程？我不认为如此。因为，重新激活记忆神经元的方法产生的神经活动模式是大脑永远不会内源性产生的。不过，只要实验刺激的神经元群足够重叠、神经表征足够近似“真实印迹”，就可能导致类似于条件反应的行为偏向。

尽管细节仍有争议，但业界普遍认同：印迹的识别和操纵本质上是一种统计学意义的群体水平分析，这正是“漂移”概念的应用场景。在群体水平层面，神经环路可以显著表征记忆的漂移，同时仍然允许编码关联之间的二进制区分。这不仅能统一相关实验观察，也在漂移研究中得到了反复验证。

Q：信息存储在大脑中的神经元（或神经环路）水平还是突触水平？

Timothy O’Leary：目前已有多篇漂移相关文献分析发现，即使是在发生漂移的神经元群体中，行为相关信息的解码准确率仍显著高于随机水平。例如，在动物行为学实验中，即便存在漂移，仍能解码得出动物在迷宫中的运动轨迹。而这种解码仅是利用了特定神经环路中少量神经元活动构建的相对简单的统计模型，大脑的实际解码能力可能远超于此。

日后更多的研究数据，我个人希望看到对多个神经环路的神经表征的长期研究，以跟踪观察印迹的演变过程及不同神经环路间的协同进化。这将有助于我们梳理与行为改变相关的关键成分，并深入理解大脑整体协同演化的程度。

总的来说，漂移确实存在，但其程度因神经环路而异。即使在发生显著漂移的神经环路中，行为相关信息仍能在相应时间尺度上得到有效保持。这符合生物学系统的基本需要。实验室观察结果，往往会受到教科书模式与生物学现实的双重影响。

Tomás Ryan：表征漂移

可能源于印迹间的动态竞争

Tomás Ryan

托马斯·瑞安

爱尔兰特林蒂学院神经科学教授、Ryan实验室首席研究员

剑桥大学分子神经科学博士。在麻省理工学院担任博士后研究员，参与新型遗传方法的开发。他于2017年在都柏林特林蒂学院成立研究小组，担任副教授和首席研究员，同时在墨尔本大学担任联合教职，研究团队获得多个机构的支持。

Q：信息存储在大脑中的神经元（或神经环路）水平还是突触水平？

Tomás Ryan：对于这一问题的讨论，取决于我们对“信息”的定义。在神经科学研究中，“信息”常被简单理解为神经可塑性或神经元活动与某些刺激呈现的相关性。从这个意义上说，记忆可以说是在多个层次上存储的。但更本质的问题是，这些层面上的生物学活动如何实现记忆功能。深入探寻“信息”的本质，我想知道动物对外界的认知如何以印迹形式在大脑中存储。在我看来，长期记忆存储的合理位置是连接组（connectome）的拓扑结构中。换言之，信息的编码主要通过大脑微观结构神经环路的稳定性改变来实现。特定的分子、神经元器、突触和神经元肯定都参与了这种记忆印迹的编码，但就信息的保存和编码而言，这些个体组件可能并非必不可少。

Q：如何统一解释不同记忆印迹环路负责存储特定记忆，而其神经活动却存在漂移？

Tomás Ryan：我不认为记忆印迹理论与表征漂移这两种现象是相互矛盾的。一方面，通过行为实验操纵印迹集群已经验证了印迹理论的有效性。另一方面，我们观察到神经元群体活动随时间发生动态变化，即所谓的表征漂移现象。更具建设性的研究方向是：探讨如何构建一个统一的印迹理论框架，使其能够自然地包含表征漂移这一现象。这种整合将带来两个关键问题：“如何深化我们对印迹的理解？”、“这种统一理论框架会做出哪些预测？”

Q：信息存储在大脑中的神经元（或神经环路）水平还是突触水平？

Tomás Ryan：两个显而易见的问题，“这些漂移的神经表征从何而来？”、“原始表征发生了什么？”印迹实验表明，原始表征并未消失，而是以静默状态继续存在于神经网络中。

然而，我们对漂移表征的起源知之甚少。这些漂移表征是否在最初学习阶段就已形成，只是处于静默状态？它们是否反映了印迹形成过程中的简并性（degeneracy）或冗余性（redundancy）？或者，它们是否代表了动物在生命历程中持续习得的新印迹？

从更宏观的角度来看，所谓的“表征漂移”可能仅仅是我们为大脑中不同印迹之间的动态竞争的现象学描述。

Kari Hoffman：动态神经元集群

平衡记忆灵活性与稳定性

Kari Hoffman

卡丽·霍夫曼

美国范德堡大学心理学和神经科学副教授

美国亚利桑那大学博士学位。研究重点是认知神经科学，特别是在感知、注意力和记忆方面。她的实验室使用行为实验、脑成像和计算模型来研究大脑如何处理信息和指导行为，研究方向主要集中在理解大脑的神经环路和功能，特别是在视觉感知和注意力方面。Hoffman博士的研究成果发表在多个顶级科学期刊上，包括Journal of Neuroscience和Neuron。

Q：信息存储在大脑中的神经元（或神经环路）水平还是突触水平？

Kari Hoffman：首先，我同意“信息在某种程度上存储在大脑中”这个基本假设，虽然这一观点在认知神经科学领域仍存在争议。信息可以存储在大脑中的多个层面，包括突触、神经元、环路以及躯体，甚至，可以完全外化到环境中，包括通过高度结构化的符号系统（如文字记录、图像资料）以及简单的环境线索（如视觉提示物）。这些多样化的存储模式构成了记忆系统的重要组成部分。

Q：如何统一解释不同记忆印迹环路负责存储特定记忆，而其神经活动却存在漂移？

Kari Hoffman：谁说记忆的神经基础仅限于单一机制或层面？我们需要谨慎使用“记忆”或“记忆印迹”等术语，这些术语可能意味着，经验创造了独立的生物学容器（biological bins）来储存离散记忆，记忆是“从头”创建的实体，神经可塑性须限定存在于单一层面——这些假设都值得商榷。

我并不认为，多重机制的共存要比跨尺度理解大脑功能更复杂。以突触为例，短时程突触可塑性机制（如促进和适应），与长时程突触修饰机制可以共存。具体而言，突触后受体的改变能够持续调节突触强度。虽然这种长时程效应理论上可能掩盖短时程变化，但实际上两种过程往往叠加作用，使短时程突触可塑性能够在后来新的基线上发挥作用。

在神经环路水平上，新的神经元群可能被招募参与编码，以更替原有的“参与者”，但总体上保持了从先前经验中形成的模式。尽管记忆印迹的成员可能会系统地、有结构地变化，但这些变化仍然可以保持模式的可解码性或身份，使生物能够根据随时间所积累的知识（综合记忆）做出适应性反应。

构成结构化记忆的神经元群体之间的动态变化，有助于资源重新分配，使得那些最佳生理状态（如特定兴奋性水平、突触密度或稳态可塑性特征）的神经元优先参与新信息的神经编码。在某些情况下，这种重新分配甚至可能涉及到不同脑区对特定记忆表征的的主导权的逐渐变化。

尽管这一理论框架仍是一种推测，但考虑到长期记忆相关的证据，确实来自不同脑区和神经环路，问题关键不在于这种动态“是否”存在，而是“如何”实现。目前时机已经成熟，可以构建模型来研究在神经表征漂移条件下维持信息模式所需的机制，权衡信息容量、泛化能力与能量效率，并通过实证研究确定相关的生物约束。

Q：信息存储在大脑中的神经元（或神经环路）水平还是突触水平？

Kari Hoffman：需要指出的是，我们对神经元集群整体水平的理解，远不及对IEG活动标记或突触可塑性水平的认识。即使是经典的关注时间分辨“记忆印迹”的神经重放（Replay）研究，也主要基于神经元组成相对固定的假设来评估神经元集群活动。要确凿地否定记忆的“集群整体观”，需要长期追踪神经元集群及其成员在不同记忆形成过程中的动态活动模式。

从进化的角度来看，可以预测寿命更长、皮质更大、更高级的物种可能会从“动态神经元集群（fluid ensemble）”层面的模式分配中获得更多优势。与动态神经元集群相关的现象，如“表征漂移”，可能是保留了神经网络拓扑模式，以支撑灵活的长期记忆功能。这一假设仍需要更多实验证据支持。

林映晞：“记忆”环路

仅是获取记忆的容器

林映晞

Yingxi Lin

美国德克萨斯大学西南医学中心神经科学教授

清华大学工程物理系学士，哈佛大学博士。研究方向主要集中在理解神经系统的发育和疾病的分子机制，特别是在神经退行性疾病方面。她的实验室使用多种模型系统，包括小鼠和细胞培养，以研究基因表达、信号传导和细胞相互作用在神经发育和疾病中的作用。曾在多个顶级科学期刊上发表研究成果，包括Neuron、Nature Neuroscience和Cell。

Q：信息存储在大脑中的神经元（或神经环路）水平还是突触水平？

林映晞：我认为信息存储在系统级别，并且由神经元集合和连接它们的突触组成。然而，现在说这些神经元和突触本身就是存储记忆的位置还为时过早，它们可能只是起到访问记忆的作用。除此之外，应该考虑，记忆印迹环路中存在不同的功能性活跃神经元集。当然，大脑可能没有特定的记忆存储部位，神经元和突触可能只是大脑表达记忆的一部分。

Q：如何统一解释不同记忆印迹环路负责存储特定记忆，而其神经活动却存在漂移？

林映晞：了解分布式记忆环路及其漂移背后的生物学意义，把当前技术所识别的“记忆”环路仅当作是获取记忆的容器，可以帮助进一步理解和整合这些现有的实验观察结果。

Q：信息存储在大脑中的神经元（或神经环路）水平还是突触水平？

林映晞：非常需要通过实验来探究“印迹”神经元漂移的原因及其方式。首先，我建议彻底监测漂移的“印迹”神经元以及其突触连接。

Cian O'Donnell：简并性或可以

统一解释记忆稳定性与漂移并存

Cian O'Donnell

基安·奥唐纳·芬顿

阿尔斯特大学计算机科学与智能系统教授

爱丁堡大学神经信息学博士。致力于计算神经科学领域的三个课题：1）大脑的学习和记忆；2）自闭症的神经回路功能障碍；3）神经科学数据的统计方法。他获得了多项资助，涉及突触可塑性和神经精神疾病的研究。并在多个顶级科学期刊上发表研究成果，包括Neuron、Journal of Neuroscience和PLoS Computational Biology等。

Q：信息存储在大脑中的神经元（或神经环路）水平还是突触水平？

Cian O'Donnell：神经环路中的突触！突触可塑性在该领域一直被视为大脑存储记忆的主要机制，至今还没有任何充分理由质疑这一观点。

Q：如何统一解释不同记忆印迹环路负责存储特定记忆，而其神经活动却存在漂移？

Cian O'Donnell：根据Eve Marder等人对深层神经网络的最新研究结果，简并性（degeneracy）可能在大脑中无处不在。许多不同的神经元可以实现相同的环路功能，达到一样的传递记忆效果。

Q：信息存储在大脑中的神经元（或神经环路）水平还是突触水平？

Cian O'Donnell：理想的实验方案是在活体动物模型中进行长期追踪研究：首先在记忆编码前和编码过程中，监测数千个突触的强度变化，同时记录其对应突触前/后神经元的电生理活动和基因表达谱；随后在记忆提取阶段（数天或数周后），重复进行相同的测量。

这些实验应在已知参与初始记忆编码的关键神经环路中进行。基于实验数据，我们可以分析突触可塑性与神经元活动模式之间的关联，进而探究这些变化如何影响记忆相关的行为表现。

Evan Schaffer：记忆稳定性与

实验方法和时间尺度密切相关

Evan Schaffer

埃文·谢弗

美国西奈山伊坎医学院神经科学助理教授

哥伦比亚大学神经生物学博士。研究方向包括循环神经网络的动力学问题，工作期间开发了嗅觉系统中随机连接性后果的神经网络，以及检查苍蝇全脑活动的新方法。

Q：信息存储在大脑中的神经元（或神经环路）水平还是突触水平？

Evan Schaffer：我其实不完全认同这个问题的前提，我认为这个问题的关键不在于判定哪个层面更准确，而在于如何整合来自不同层面的实验证据。现有研究提供了令人信服的证据，包括海马体在内的多个脑区的神经活动模式都呈现时间依赖性的动态变化。

因此，我认为，信息无法以终生稳定的方式存储在海马体的神经元或突触中。虽然这种动态特性可能不适用于所有脑区。但这促使我们重新思考：在缺乏永久性印迹的情况下，大脑是如何维持记忆的？我认为，可能存在补偿性学习机制，大脑可能通过持续更新记忆来应对漂移，这样就可以在不破坏旧有记忆的情况下持续学习。

Q：如何统一解释不同记忆印迹环路负责存储特定记忆，而其神经活动却存在漂移？

Evan Schaffer：我认为我们观察到的记忆印迹与表征漂移之间的矛盾，可能是由于实验设计的尺度和方法学差异造成的。在数天的时间尺度上记忆似乎稳定，数周的稳定性证据则较少。此外，稳定性程度还取决于经历相同刺激的次数等因素。因此，从这个角度来看，这种看似矛盾的现象，可能与实验范式的不同有关。

Q：信息存储在大脑中的神经元（或神经环路）水平还是突触水平？

Evan Schaffer：我认为，在不同实验室中标准化实验范式，会对这一争论的结果的调和有所帮助。如果神经表征的差异确实源于时间尺度和实验设计，那么就让两个实验室就保持实验的细节一致并进行平行对照比较。

虽然证明了记忆的稳定性或漂移现象源于实验细节，也不足以统一记忆的理论框架，但这确实为统一理论的计算工作提供了有利的约束规则。

结语

Jason Shepherd

杰森·谢福德

美国犹他大学神经生物学副教授

约翰霍普金斯医学院博士学位，并在麻省理工学院接受博士后培训。他是 Peter 和 Patricia Gruber 神经科学国际研究奖、国际神经化学学会青年研究员奖、Chan Zuckerberg Initiative Ben Barres 早期职业加速奖、防止失明研究 Stein 创新奖、NIH 主任变革性研究奖的获得者，并且是美国国家科学院 Kavli 研究员。

Jason Shepherd：在设计这场“记忆稳定性与漂移的悖论”的问题时，我故意选择了两方极端观点，但讨论中各位记忆专家都并没有站其中一方观点。大家的立场是记忆的储存涉及了突触、神经元和神经环路等多个层面。事实上，如今神经科学面临的主要挑战，正是如何整合从基因表达到行为表现的不同分析尺度的数据，来理解记忆是如何形成和巩固的。

目前的技术限制仍然明显：记忆印迹神经元的标记，主要依赖于IEGs启动子等相当粗略的方法。发展更精准的“突触印迹”标识技术，有助于揭示神经环路随时间演变的精细动态特征。

尽管漂移现象被普遍承认，但其功能性意义及是否是简并性或冗余性的表现仍存在争议。传统的“静态”突触可塑性模型（源自海兔等简单模型生物的研究）已逐渐被更复杂的系统神经科学观点所补充。统一静态突触可塑性或连接组假说中，信息最终被存储为永久“地图”，应考虑到神经元群体动态和大脑表征进化。

最终，神经科学家必须更好地定义所使用的术语。“信息”是什么，它在大脑中如何“表示”？什么是“印迹”？这些术语会根据分析层面的不同而代表着不同的含义。推动该领域前进的最佳方式，是为专家们创造更多机会，让他们聚集在一起，讨论跨越分析层面和知识范围的话题。

https://www.thetransmitter.org/the-big-picture/what-makes-memories-last-dynamic-ensembles-or-static-synapses/

参考文献：

1. Tonegawa S, Liu X, Ramirez S, Redondo R. Memory Engram Cells Have Come of Age. Neuron. 2015;87(5):918-931. doi:10.1016/j.neuron.2015.08.002

2. Redondo RL, Morris RG. Making memories last: the synaptic tagging and capture hypothesis. Nat Rev Neurosci. 2011;12(1):17-30. doi:10.1038/nrn2963

3. Ekstrom AD, Hill PF. Spatial navigation and memory: A review of the similarities and differences relevant to brain models and age. Neuron. 2023;111(7):1037-1049. doi:10.1016/j.neuron.2023.03.001

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