我们常常认为,一个刚出生的婴儿的大脑就像一台刚开机的电脑。
它没有过去的经历,没有形成完整的记忆,只能依靠成长过程中的学习,不断建立新的神经连接,最终形成我们成年后的认知能力。
但一项最新研究可能正在改变这种看法。
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科学家发现,大脑中负责记忆的重要区域,可能并不是出生后才从零开始搭建,而是在生命早期就已经拥有一套复杂的“基础线路”。
换句话说,大脑或许不是一张等待书写的白纸,而更像是一张已经画好底稿的地图,出生后的经历只是不断修改、优化这张地图。
这项研究发表于《自然·通讯》(Nature Communications),研究对象是小鼠的大脑海马体。
海马体位于大脑深处,因形状类似海马而得名。它是形成长期记忆的关键区域,比如我们记住一个地方、一次经历,甚至学习新的知识,都离不开海马体的参与。
几十年来,神经科学领域一直存在一个争论:
大脑最开始是不是一片空白?
还是说,它出生时就已经携带了一套预先设计好的神经网络?
过去很多科学家倾向于认为,大脑主要是在成长过程中不断学习,通过经验刺激建立新的神经连接。
这种观点类似于“白板理论”(tabula rasa),认为生命早期的大脑几乎没有固定结构,后天经历逐渐塑造了我们的记忆和行为。
但这项新的研究给出了另一种可能。
研究人员重点观察了海马体中的一个区域,叫做CA3区。
这个区域在记忆形成和回忆过程中扮演着非常重要的角色。它里面的大量神经元通过突触相互连接,而这些连接并不是固定不变的。
一种叫做“神经可塑性”的能力,让神经元之间的联系可以不断增强或者减弱。
简单来说,大脑会根据经历不断调整线路。
研究团队分别分析了刚出生、青春期以及成年小鼠的大脑组织,观察CA3区域神经网络随着年龄增长发生了什么变化。
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结果非常出乎意料。
刚出生的小鼠,其海马体中的神经网络并不是稀疏的。
相反,它们拥有大量密集连接的神经元。
这些神经元之间形成了一张极其复杂的网络,甚至可以说有些“混乱”。大量连接随机存在,许多神经元之间都保持着高度联系。
随着小鼠逐渐成长,这些连接反而开始减少。
神经系统会主动剪掉一部分不必要的连接,让剩余的网络变得更加精确、有组织。
这种过程类似于修剪树枝。
刚开始,树苗会长出大量枝条,看起来杂乱无章;随着成长,园丁会剪掉多余部分,让树木形成更合理的结构。
大脑也是如此。
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出生时,它拥有一个“过度连接”的网络,而成长过程就是不断优化和筛选。
研究人员认为,这一结果推翻了“大脑从空白开始”的传统想象。
论文作者之一、奥地利科学技术研究所神经科学家彼得·乔纳斯表示:
“大脑系统并不是一张可以随意写入信息的白板,而更像是一张已经填满的底稿,之后逐渐变得更加稀疏,并形成更加精准的连接。”
那么,这是否解释了一个长期困扰人类的问题:
为什么我们几乎记不起婴儿时期发生的事情?
大多数人最早的记忆通常出现在三四岁以后。
虽然我们出生后经历过很多事情,但这些经历似乎没有留下清晰、稳定的长期记忆。
新的研究提供了一种解释。
记忆并不是简单地储存在某个位置,而是依靠一群神经元共同活动形成。
当某些神经元同时被激活,它们之间的连接模式就代表了一段经历。
比如,你看到一个熟悉的街道,闻到一种特殊的气味,听到某种声音,这些信息会共同激活一组神经网络,于是形成一段记忆。
但在幼年时期,海马体中的神经网络过于密集。
一个神经元可能很容易被大量输入激活。
这意味着不同经历之间可能会产生大量重叠。
结果就是,大脑虽然能够记录信息,却很难区分不同经历。
就像一台相机拍摄了太多照片,但所有照片都叠在一起,最后很难分辨哪一张对应哪一个瞬间。
研究人员在小鼠实验中观察到了类似现象。
成年小鼠如果在某个地方受到轻微电击,再回到那个位置时,会表现出明显的恐惧反应。
但幼年小鼠不同。
它们不仅会害怕受到电击的位置,甚至在相似环境中也会表现出恐惧。
这说明幼年时期的记忆并不是不存在,而是不够精准。
随着年龄增长,大脑不断减少多余连接。
神经元需要更多、更准确的信息输入才能被激活。
最终形成的网络更加稳定,也能够区分不同经历。
这可能就是为什么成年人能够清晰记住某次旅行、某个人、某一天发生的事情,而婴儿时期的经历却逐渐消失。
荷兰拉德堡德大学的神经科学家豪杜尔·弗雷娅·奥拉夫斯多蒂尔认为,这项研究与过去大量心理学研究相互呼应。
很多儿童心理学研究发现,人的记忆能力会随着年龄增长变得越来越具体。
而这项研究进一步从神经连接层面解释了这种变化。
不过,一个新的问题又出现了:
既然出生前后大脑已经拥有如此复杂的连接,那么胎儿时期的经历会不会也形成记忆?
研究人员认为,不能完全排除这种可能。
比如,胎儿可能会受到母亲声音、环境刺激等影响,这些经历或许会在大脑中留下某些痕迹。
但这些痕迹可能并不是我们成年后理解的那种“记忆”。
它们更像是一种早期神经系统的调整,为未来的学习和认知能力打下基础。
乔纳斯认为,出生前形成的大量神经连接,更可能是发育过程中的产物,而不是完整意义上的记忆。
这种“提前布线”的设计,其实非常合理。
如果大脑出生时完全没有任何连接,神经元之间需要花费大量时间寻找彼此,建立最基本的信息交流。
而一个高度连接的初始网络,可以让大脑迅速开始工作。
之后,成长经历再不断筛选、优化这些连接,让系统越来越高效。
这就像一座城市。
如果从零开始修建所有道路,需要非常漫长的时间。
但如果城市一开始就拥有大量道路,之后只需要根据人口流动拆除一些不合理的道路,增加关键线路,效率反而更高。
人类大脑可能也是如此。
它并不是出生时空无一物,而是带着一套经过进化长期优化的基础结构来到这个世界。
后天经历并不是创造大脑,而是在已有结构上进行塑造。
这项研究再次提醒我们,人类大脑远比想象中复杂。
我们以为记忆来自经历,但实际上,经历之所以能够变成记忆,可能是因为大脑早已准备好了接收它们。
或许,生命最开始的那一刻,我们的大脑并不是一张白纸。
它更像一本已经写好开篇章节的书。
(参考:Vargas-Barroso, V., Watson, J.F., Navas-Olive, A. et al. Developmental emergence of sparse and structured synaptic connectivity in the hippocampal CA3 memory circuit.
Nature Communications
(2026).
https://doi.org/10.1038/s41467-026-71914-x)
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