忘掉 iWatch 或 Fitbit 吧,大脑早已拥有自己的内部里程表和秒表。在跑步机上奔跑的老鼠帮助波士顿大学的一组研究人员了解了我们位置记忆的形成和存储方式。
研究团队让老鼠经历了几种测试情景,并监测了动物的网格细胞——一种帮助追踪位置变化的特定神经元——来确定这些细胞是否也独立于外部线索,帮助追踪时间和距离,以构建记忆。
哥们,我在哪儿?
情景记忆是对特定事件或一系列动作的记忆,就像记住早上起床后做了什么一样。例如,在早晨通勤的路上,网格细胞会以各种模式激活,在精神网格上绘制你的路线并追踪你的位置。
大脑网格细胞网络的发现,该网络位于与记忆和导航相关的大脑区域,据《科学》杂志报道,去年为科学家赢得了诺贝尔医学或生理学奖。
“我们在这些大脑区域发现,细胞同时编码并交织了空间和时间,”波士顿大学记忆与大脑中心心理学和脑科学教授霍华德·埃肯鲍姆说。“我们认为我们找到了记录情景记忆的框架。”
埃肯鲍姆和由第一作者、当时还是波士顿大学研究生本杰明·克劳斯领导的团队,将老鼠连接到监测其网格细胞活动的电极上,然后让老鼠进行测试。首先,他们让老鼠跑了一个桌面迷宫,以便确定网格细胞及其功能。然后,他们将老鼠转移到跑步机上,观察老鼠行走时细胞如何放电,而它们的实际位置并未改变。研究人员还改变了每次跑步的速度和持续时间。
在跑步机上时,92% 的老鼠网格细胞在经过特定长度的时间或达到特定距离后放电。一个网格细胞会在行走八秒后放电,无论速度或距离如何。尽管老鼠是在原地移动,但另一个网格细胞会在老鼠“走完”400 厘米后放电,无论速度或时间如何。放电的网格细胞在某种程度上代表了内部的里程表和秒表。研究人员于周三在《神经元》杂志上发表了他们的发现。
“随着时间的累积,距离也在累积,”埃肯鲍姆说。“有些细胞的活动更能表明老鼠跑了多久或多远。”“它是时间和距离的复用。”
这些细胞位于内嗅皮层,并与海马体相互作用,两者协同工作,埃肯鲍姆说。研究人员发现,当他们暂时关闭小鼠的内嗅皮层并观察海马体时,“这会扰乱它们。海马体依赖于时间信息。”
阿尔茨海默病的见解
他说,还有很多工作要做,但这对于理解记忆是如何编码的来说是一个关键步骤,并且可能为治疗记忆丧失(无论是由于年老还是疾病,如阿尔茨海默病)提供途径。
最近,研究人员发现网格细胞与阿尔茨海默病风险之间存在联系,对大脑网格细胞网络的深入了解可能带来更早诊断该疾病的新方法。
“如果我们能更好地理解这些回路,就能帮助我们恢复它们到正常功能,”埃肯鲍姆说。“如果我们能达到细胞层面,我们就能让它们重新工作。”














