記憶在哪產(chǎn)生？
“我們在大腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)層面發(fā)現(xiàn)了記憶活動�！痹谶M(jìn)行了2年半的實(shí)驗(yàn)研究后林龍年說，這個(gè)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)層面的首個(gè)記憶研究成果，可能會對將來人類發(fā)現(xiàn)大腦秘密提供一把鑰匙。
大腦中的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)活動直接決定人類行為。目前世界上對人腦的研究在底層的基因分子層面和突觸（神經(jīng)元連接點(diǎn)）、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)以及行為層面同步展開。
林龍年博士與錢卓博士一起，運(yùn)用最新的高密度多通道在體記錄技術(shù)，以小鼠為對象進(jìn)行了一系列的研究。小鼠來自中科院實(shí)驗(yàn)動物所，25元一只。同時(shí)，他們還從美國采購了部分轉(zhuǎn)基因小鼠用于將來的比對研究。
研究小組研制了世界上最輕巧的精細(xì)微電極推進(jìn)器，把96根比頭發(fā)還細(xì)得多的微電極插入小鼠的海馬區(qū)域，成功地記錄到了多達(dá)260個(gè)神經(jīng)元的活動情況。在與記憶密切相關(guān)的大腦結(jié)構(gòu)中，海馬（因其形似海馬而得名）發(fā)揮著舉足輕重的作用，它負(fù)責(zé)將人們新的經(jīng)歷轉(zhuǎn)化為長期的記憶。小鼠海馬腦區(qū)只有半粒米大小，科學(xué)家們將實(shí)驗(yàn)的探測區(qū)域放在海馬腦區(qū)的CA1細(xì)胞層，也就是信息的“輸出層”，這里大約有緊密排列的20萬至30萬個(gè)神經(jīng)元。
“這一步非常重要�！绷铸埬瓴┦拷榻B說，假如只能觀察到幾個(gè)神經(jīng)元，就談不上對神經(jīng)元群體的編碼進(jìn)行分析了。而傳統(tǒng)的方法在小鼠上只能記錄到幾個(gè)至20幾個(gè)神經(jīng)元。人類大腦是一個(gè)由約140億個(gè)神經(jīng)元組成的繁復(fù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。迄今為止，對大腦功能的解讀，就像在基因密碼破譯之前人們只能通過基因的表型間接了解遺傳信息一樣，腦科學(xué)家們目前只能通過對行為的測試來間接檢測記憶的形成。技術(shù)上的突破使科學(xué)家能夠通過檢測大腦編碼單元的活動狀態(tài)直接解讀大腦在學(xué)習(xí)過程中記憶的形成。
記憶怎樣產(chǎn)生？
一個(gè)事件帶來的驚恐、慌亂的記憶是怎么產(chǎn)生的？技術(shù)條件成熟后，科學(xué)家們開始進(jìn)行情景實(shí)驗(yàn)收集大腦神經(jīng)元的反應(yīng)�！坝行┙�(jīng)歷能夠產(chǎn)生令人難忘的記憶，我們猜想大腦中會有許多神經(jīng)元參與這些記憶的編碼�！卞X卓博士說。
研究人員設(shè)計(jì)了幾種新穎的行為模式來研究小鼠的神經(jīng)編碼，一種是在特定環(huán)境中給小鼠背部突然吹上一陣?yán)滹L(fēng)。林龍年說就像武俠小說中描寫的在月黑風(fēng)高之夜，一陣突如其來的嗖嗖陰風(fēng)會使人頓感毛骨悚然一樣，小鼠對這樣的刺激會感到驚恐。它的神經(jīng)元活動發(fā)生變化，有的變密集，有的變稀疏。把小鼠放在特制的小電梯中做自由落體下降，如同人們乘坐的電梯突然失控墜落的過程中所獲得的記憶會刻骨銘心一樣，小鼠對這種極其刺激的經(jīng)驗(yàn)也會印象深刻。
實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)，在海馬的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中有許多神經(jīng)元對這種驚嚇刺激有著各種各樣的放電反應(yīng)，根據(jù)它們的反應(yīng)特征，研究人員發(fā)現(xiàn)這些神經(jīng)元組成了記憶編碼的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元（codingunits）。更有意義的是，這些編碼單元通過它們的激活狀態(tài)可以把任何一種驚嚇經(jīng)歷轉(zhuǎn)化成一串二進(jìn)制數(shù)字，這種數(shù)字化的編碼形式使得科學(xué)家們能夠?qū)Σ煌瑐�(gè)體乃至不同種群動物的大腦編碼活動進(jìn)行直接的比較和分析。大腦很有可能利用同樣的原理來完成其他一系列的高級認(rèn)知功能
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