想一想您在短時間內經歷過兩次不同但相似的經歷的經歷。也許您在同一周內參加了兩次假日聚會或在工作中進行了兩次演講。不久之后，您可能會發現自己混淆了兩者，但隨著時間的推移，這種混淆逐漸消失，您能夠更好地區分這些不同的體驗。

1 月 19 日發表在《自然神經科學》雜志 上的新研究表明，這一過程發生在細胞水平上，這一發現對于理解和治療阿爾茨海默病等記憶障礙至關重要。

動態印記存儲記憶

該研究的重點是印跡，它們是大腦中存儲記憶信息的神經元細胞。“印跡是重新激活以支持記憶回憶的神經元，”該論文的資深作者之一、雅各布斯醫學與生物醫學學院生理學和生物物理學系助理教授 Dheeraj S. Roy 博士說。大學在布法羅。“當印跡被破壞時，你就會失憶。”

他解釋說，在經歷之后的幾分鐘和幾小時內，大腦需要鞏固印跡來存儲它。“我們想知道：在這個整合過程中發生了什么?從印跡形成到您稍后需要回憶該記憶之間會發生什么?”

研究人員開發了一種學習和記憶形成的計算模型，該模型從刺激的感覺信息開始。一旦這些信息到達海馬體(大腦中形成記憶的部分)，不同的神經元就會被激活，其中一些是興奮性的，另一些是抑制性的。

當海馬體中的神經元被激活時，并非所有神經元都會同時放電。隨著記憶的形成， 恰好被及時激活的神經元成為印跡的一部分，并加強它們的連接以支持未來的回憶。

“記憶回憶過程中印跡細胞的激活不是一個全有或全無的過程，而是通常需要達到一個閾值(即原始印跡的百分比)才能有效回憶，”羅伊解釋道。“我們的模型是第一個證明印跡群體不穩定的模型：在回憶過程中被激活的印跡細胞數量隨著時間的推移而減少，這意味著它們本質上是動態的，因此下一個關鍵問題是這是否會產生行為后果”。

記憶辨別需要動態印跡

“在學習后的鞏固期，大腦正在積極地努力區分兩種經歷，這可能是單個記憶的激活印跡細胞數量隨著時間的推移而減少的原因之一，”他說。“如果這是真的，這就能解釋為什么記憶辨別能力會隨著時間的推移而變得更好。就好像你對這段經歷的記憶最初是一條大高速公路，但隨著時間的推移，在幾分鐘到幾小時的鞏固期過程中，你的大腦將它們分成兩條車道，這樣你就可以區分兩條車道。”

羅伊和團隊中的實驗人員現在有了一個可檢驗的假設，他們使用小鼠進行了一項完善的行為實驗來進行該假設。小鼠被短暫暴露于兩個具有獨特氣味和照明條件的不同盒子中;其中一個是中性環境，但在第二個盒子中，他們受到了輕微的足部震動。

經歷那次經歷幾個小時后，通常會不斷移動的老鼠在暴露于任一盒子時都會表現出凍結的恐懼記憶回憶。“這表明他們無法區分兩者，”羅伊說。“但是到了十二點，突然之間，只有當他們暴露在第一次體驗時感到不舒服的盒子里時，他們才表現出恐懼。他們能夠區分兩者。動物告訴我們，他們知道這個盒子很可怕，但五個小時前他們還做不到。”

使用光敏技術，研究小組能夠在小鼠探索盒子時檢測到小鼠海馬體中的活躍神經元。研究人員使用這種技術來標記活躍的神經元，然后測量有多少神經元被大腦重新激活以進行回憶。他們還進行了實驗，允許跨經驗和時間追蹤單個印跡細胞。“所以我可以從字面上告訴你一個印跡細胞或它們的一個子集如何隨時間對每種環境做出反應，并將其與它們的記憶辨別能力聯系起來，”羅伊解釋道。

該團隊最初的計算研究預測，單個記憶中涉及的印跡細胞數量會隨著時間的推移而減少，動物實驗也證實了這一點。

“當大腦第一次學習某些東西時，它不知道需要多少個神經元，因此有意招募更大的神經元子集，”他解釋道。“當大腦穩定神經元、鞏固記憶時，它會切除不必要的神經元，因此需要的神經元更少，這樣做有助于分離不同記憶的印跡。”