一项关于空间记忆的新小鼠研究表明，大脑对地点的表征会随着时间“漂移”。

一项新的小鼠研究表明，关于地点的记忆会随着时间推移，由不同的神经元群承载，从而在大脑中发生“漂移”。

历史上，神经科学家认为，关于位置和我们直接环境特征（的空间）记忆是由特定的“位置细胞”编码的。这些位置细胞位于一个名为海马体的关键记忆中心，当哺乳动物进入它们所对应的特定环境时 —— 比如家中的门或徒步小径上的瀑布 —— 它们就会被激活。人们曾认为，这些位置细胞的激活相当于大脑中的一种“地图”，既能编码特定地点的持久记忆，也能实现导航。

该研究的资深作者、西北大学神经生物学教授兼首席研究员丹尼尔·多姆贝克说：“追溯到20世纪60年代和70年代，我们基本上认为（空间）记忆是由大脑中特定的神经元编码的。这种观点可能持续了30、40年 —— 直到大约10年前。”

多姆贝克表示，2013年发表在《自然·神经科学》杂志上的一篇论文引发了一些争议，并“让所有人震惊”。该研究采用了更新的技术来探测小鼠海马体中的细胞，揭示出大脑对地点的表征远不如曾经认为的那样稳定。当小鼠被一次又一次地放回迷宫中时，有些细胞会持续重新激活，但总体而言，活跃的神经元群体是波动的。在长达数周的实验中，这些空间表征并非静态的“心智地图”，而是发生了改变。

这种现象后来被称为“海马体表征漂移”，但这个概念遇到了一些阻力。一些科学家怀疑大脑活动的变化是否真的与小鼠环境的变化有关 —— 也许实验中不同轮次迷宫的气味或声音有所不同，或者啮齿动物在某一轮实验中穿过迷宫的速度或快或慢。

在7月23日发表于《自然》杂志的新研究中，多姆贝克和他的团队着手控制这些难以控制的变量，他们使用虚拟现实和一个小型跑步机做到了这一点。

在实验的每一轮中，小鼠被放置在由屏幕环绕的跑步机上。跑步机类似于视频游戏控制器，作为小鼠探索虚拟迷宫的通道，该迷宫每次都完全相同。这样，研究团队就可以直接比较小鼠以相同速度奔跑的试验，从而消除速度差异带来的影响。

此外，每只啮齿动物的鼻子上都放置了一个锥形物，以便在每一轮实验中泵入相同的气味，同时播放白噪音以统一听觉环境。

当小鼠在虚拟迷宫中导航时，研究人员实时监测它们海马体细胞的活动。他们通过在大脑上开一个物理窗口，并注入一种在脑细胞被激活时会发光的物质来实现这一点。然后他们可以在显微镜下监测这种荧光。多姆贝克指出，这种设置不会限制实验小鼠的寿命，因此他们可以在研究过程中反复进行实验。

通过如此严格地控制环境，“我确信我们会减少这种表征漂移，”他告诉我们。“我确信记忆在数天里看起来会更稳定 —— 但我们发现的并非如此。”

研究团队观察到，只有一小部分细胞 —— 大约占记录细胞的5%到10% —— 表现得像传统的位置细胞，在每一轮实验中一致地激活。这些稳定的细胞整体上也是最易兴奋的，意味着它们更有可能对刺激产生反应而放电。事实上，团队可以根据细胞的兴奋水平预测哪些细胞最不容易发生漂移。与此同时，兴奋性较低的细胞则更容易发生漂移。

那么，为什么会出现这种漂移呢？多姆贝克推测：“这可能是大脑用来将高度相似的经历分离成离散的独立记忆的一种机制，以便我们以后能够分别访问它们。”因此，尽管你可能反复回到同一个地方 —— 工作单位、学校或最喜欢的公园 —— 但你仍然可以在脑海中区分出不同的到访经历。

他说，换句话说，漂移可能是大脑追踪时间流逝的一种方式。

多姆贝克怀疑，这种类型的漂移总体上会影响情景记忆（episodic memories），即关于在特定地点和时间发生的具体个人经历的记忆。其他类型的记忆 —— 比如关于习得运动技能的运动记忆（motor memories） —— 在大脑中的表征方式可能不同。

该研究存在一些局限性。首先，研究中使用的脑记录方法只捕获了小鼠海马体中很小一部分细胞 —— 可能只占其数十万个神经元的1%。但基于过去的研究，团队推测整个海马体都在发生类似的过程。

此外，小鼠研究的结果并不能保证适用于人类。但多姆贝克表示，他预计在这项小鼠研究中观察到的过程与人类海马体中发生的过程“相当相似”。多姆贝克提出，由于海马体细胞随着年龄增长兴奋性会降低，因此记忆随年龄增长而衰退的部分原因，可能是那些构成我们记忆核心的少数稳定细胞失去了兴奋性。

“如果我们能够以某种方式调整神经元的兴奋性，或者长期维持这种兴奋性，我们或许就能维持记忆，”多姆贝克推测道。但这个想法还需要进一步的研究来证实。

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