Cell子刊 | 为什么挨得近的两段记忆总容易串在一起？新研究揭示空间记忆的海马CA1区神经元竞争机制

你有没有发现，同一天发生的两件小事，明明互不相关，回想时却总会自动连在一起？比如早上丢了钥匙、下午忘了带伞，再想起时总觉得是一连串倒霉事。又比如你能清晰记住家里布局、常走路线，哪怕不用看路标也能顺利导航。这种把相近时间的经历绑定、又能精准定位空间的能力，大脑到底是怎么做到的？

来自加拿大多伦多大学与病童医院 Sheena A. Josselyn 教授团队做了一项专门研究，标题为《 Neuronal competition shapes the encoding, consolidation, and retrieval of precise spatial memories in mice 》相关成果于2026年4月20日发表在《Current Biology》期刊上。

该研究证实，海马CA1区神经元之间会进行一场竞争，只有胜出的神经元才能进入“记忆印迹”，成为这段空间记忆的存储单元。

而且，短时间学习的两个空间记忆会共用重叠的神经元而关联，长时间间隔则会用不同神经元而独立。人工激活这些记忆印迹，即使没有外部线索，也能让小鼠想起目标位置。

空间记忆是否也像恐惧记忆一样，由“竞争上岗”的神经元印迹来编码？

研究人员设计奖赏性空间觅食任务，让小鼠在迷宫中依靠远端视觉线索形成空间记忆。48小时测试显示，小鼠会优先停留在目标区域，移除视觉线索后记忆消失。通过光遗传操控，训练前用蓝光增强神经元兴奋性，使其进入记忆印迹；测试时用红光抑制这些神经元。结果显示，抑制印迹神经元后小鼠完全失去空间偏好，对照组记忆保持正常。

因此，空间记忆和简单恐惧记忆一样，由神经元竞争分配形成海马印迹，这群神经元是空间记忆提取的必需条件。

为什么有些记忆会“串在一起”，有些则独立存在？

团队让小鼠先后学习两个目标区不同的迷宫任务，间隔 3 小时或 27 小时。间隔 27 小时的小鼠能精准区分，间隔 3 小时的则会同时偏好两个目标区，记忆发生关联但精度不变。利用光遗传和DREADD 化学遗传操控发现，人为让 27 小时间隔的记忆共用神经元，记忆就会关联；让 3 小时间隔的记忆使用不同神经元，记忆则相互独立。

简言之，记忆是否关联，取决于形成时间远近 —— 时间近共用神经元，时间远则各用不同神经元。

如果外部线索不够用，还能找回记忆吗？

研究移除一半远端视觉线索，小鼠无法正常提取空间记忆；此时光激活训练时被分配的印迹神经元，小鼠重新表现出目标区偏好。在全新八边形迷宫中，无光照时小鼠偏向方形迷宫的目标区，光激活对应圆形迷宫的印迹神经元后，小鼠立刻转向圆形迷宫的目标区。

因此，即便外部线索不足或环境陌生，人工激活空间印迹就能直接驱动精准导航，印迹可独立指导空间行为。

如果两个印迹同时被激活，小鼠听谁的？

团队用交叉病毒策略标记两群互不重叠的CA1神经元，一群编码A迷宫的空间记忆，另一群编码B迷宫的空间记忆（不同目标区）。结果显示，在匹配光照条件下，小鼠精准提取对应记忆；在不匹配光照下，外部线索与人工激活的印迹冲突，小鼠同时表现两种记忆偏好。

这说明，空间记忆提取时，不同印迹会相互竞争，外部线索占优时精准提取，线索与印迹冲突时则共同支配行为。

全文总结

该研究将记忆印迹理论从简单联想记忆拓展至复杂空间记忆，证实小鼠海马背侧 CA1 区的神经元竞争决定空间印迹的形成，印迹是空间记忆编码与提取的核心；记忆形成的时间间隔通过调控印迹重叠与否决定记忆关联或分离，人工激活印迹可在线索缺失、环境模糊时恢复并驱动精准空间导航，不同印迹间的竞争最终调控空间行为输出。

小编寄语：

在过去十几年里，科学家对记忆印迹的研究，大多集中在恐惧记忆和奖赏记忆上。而这项研究首次证实：我们用来记位置、认路的精准空间记忆，同样遵循 “神经元竞争分配” 这一核心规律。

这也正好回答了开头的疑问：短时间内形成的记忆，会共用一部分重叠的印迹神经元，所以很容易被大脑关联在一起。研究还发现，就算外部线索很少、环境完全陌生，只要用光激活对应的记忆印迹，就能直接引导精准的空间导航。

这意味着，未来我们有望通过直接激活特定记忆印迹，帮阿尔茨海默病等失智患者找回一部分空间记忆能力。尽管离临床应用还有很长距离，但这条路径在原理上已经被证明是可行的。

https://doi.org/10.1016/j.cub.2026.03.058

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