河北大学研究，河北大学研究生院
尽管产生新记忆和记忆有时可以作为独立的机制出现，但其实它们是同一枚硬币的两面。根据发表在《当代生物学》杂志上的一项研究，这些看似彼此疏远的机制实际上是相互联系的，是同一神经组件的一部分，该研究这揭示了关于人类记忆动力学的第一个科学证据。
▲Lluís Fuentemilla
当你形成和提取记忆时，你的大脑会发生什么？
记忆的形成和提取过程涉及大脑的几个区域，在这些区域中，海马体在记忆的早期形成和详细的提取中尤为重要。然而，海马体使用什么机制来交替形成新记忆和提取现有记忆，而不使这两个过程相互干扰?
植入大脑的电极记录下的神经元活动表明，存在一种被称为振荡的有节奏的活动波。当大量神经元以同步的方式放电时，就会出现这种情况。记录显示，这些振荡的频率-每秒波的周期数，以赫兹为单位-可以在单个区域内随时间变化。不同频率的振荡可以共存，也可以相互作用。
海马体是大脑中形成和回忆记忆的最重要的结构之一，在海马体中，两种类型的振荡占主导地位:θ波和γ波。θ波是相对较慢的波，频率在4到8赫兹之间。这些慢波同步γ振荡活动，在30到140赫兹之间，并对其进行调节，使其可以在θ节律的不同相位状态下耦合。一项研究(神经计算，2002)提出，θ波振荡可以作为一个“开关”，允许形成新记忆的最佳神经状态和检索记忆的最佳神经状态交替进行。
“之前对动物的研究表明，γ活动与θ节律相结合的方式对记忆(编码和记忆)有影响。然而，我们不知道同样的神经机制在人类中是否重要，”Lluís Fuentemilla教授表示。
由Ludovico Saint Amour di Chanaz领导，Lluís Fuentemilla协调的记忆形成动力学小组，首次通过分析记忆形成和提取背后的神经元脑电波之间的相互作用，破译了人类记忆的动态。
作为研究的一部分，研究小组与巴塞罗那Clínic医院和巴黎Pitié-Salpetrière医院合作，记录了10名癫痫患者的海马体活动。在实验过程中，患者观看了一系列描绘真实事件的图像。24小时后，研究人员再次向他们展示每个系列的第一张图像，并要求他们回忆随后的图像序列。根据结果，当患者形成新的记忆时，在与θ节奏相关的γ波段有一种特定的振荡活动模式。在新记忆编码过程中，γ神经元的活动与θ波的某一阶段耦合，而在记忆检索过程中，γ神经元的活动与相反的阶段耦合。
不那么独立的神经生理功能
该研究的另一个相关结果是，显示的模式可以预测记忆状态(编码或回忆)，也可以预测患者在记忆提取过程中反应的准确性。因此，这种模式越强，患者的记忆力就越好。
“人们能够动态地对新的记忆进行编码，并立即将它们与现有的记忆联系起来。因此，我们的印象是，记忆编码和检索是可以同时工作的独立功能，”巴塞罗那大学认知，发展和教育心理学部门的成员Lluís Fuentemilla表示。
此外，专家补充道，“θ节奏的调制确保我们的大脑每秒改变4到8次状态，这给我们的印象是编码信息、整合和检索记忆的过程之间的动态互动。”他总结道:“通过更好地了解人类记忆是如何形成和提取的，我们将能够为有记忆困难的人开发新的治疗方法，也能更好地了解我们的过去和未来，简而言之，是什么让我们成为了人类。”
河北大学研究(河北大学研究生院)
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