海马体中的“概念细胞”如何帮我们记住故事？Science新研究揭示人类海马体神经元如何处理代词

一项新的研究揭示了海马体中的单个脑细胞如何对代词做出反应，这有助于我们理解人们如何记住所读的内容。

相关研究结果发表在2024年9月27日的Science期刊上，论文标题为“Pronouns reactivate conceptual representations in human hippocampal neurons”。

阅读下面的句子：“唐纳德-特朗普（Donald Trump）和卡马拉-哈里斯（Kamala Harris）走进酒吧，她（she）在一张桌子旁坐下。” 人们一眼就能看出坐在桌边的是哈里斯，而不是特朗普。像“她”这样的代词有助于我们理解语言，但代词可以有多种含义。根据上下文，人们可以理解代词指的是谁。但是，人类为什么如此擅长于此，人类的大脑又是如何将代词与名词联系起来的呢？

为了回答这个问题，一个由神经科学家、神经外科医生和神经病学家组成的国际团队携手合作。论文通讯作者为荷兰神经科学研究所的Pieter Roelfsema博士，论文第一作者为Roelfsema实验室的Doris Dijksterhuis和Matthew Self。

作为治疗这些癫痫患者的一部分，他们的海马体被植入了深部电极，海马体是一个参与学习和记忆的大脑区域。Roelfsema及其团队利用这一优势，对这些癫痫患者进行了额外的测试。Self说：“我们可以在患者执行任务时测量海马体中单个脑细胞的活动。

在海马体中，有一些细胞会对特定的人做出反应，即所谓的‘概念细胞（concept cell）’。一个著名的例子是‘詹妮弗-安妮斯顿细胞（Jennifer Aniston cell）’，当你看到詹妮弗-安妮斯顿的照片、听到她的名字或读到‘詹妮弗-安妮斯顿’这几个字时，这些细胞就会活跃起来。我们想知道，当你只读到‘他（he）’或‘她（she）’这样的代词时，这些细胞是否也会活跃起来。这些细胞是否能将代词与正确的人联系起来？”

“史莱克概念细胞”的发现

Dijksterhuis说：“为了测试这一点，我们首先向这些患者展示了许多照片，直到我们找到对某一特定图像有反应的细胞为止。例如，我们发现有一类细胞对‘史莱克（Shrek）’的图像有反应，但对其他图像没有反应。我们称这类细胞为‘史莱克概念细胞（Shrek concept cell）’。当患者后来读到这样一个句子：‘史莱克和菲欧娜（Fiona）正在吃晚饭。他倒了一些酒’时，史莱克概念细胞确实不仅对‘史莱克’一词做出了反应，也对代词‘他’做出了反应。”

Self补充说：“这很有趣，因为这样一个代词在另一个句子中的含义可能完全不同。例如，在‘唐纳德-特朗普和卡马拉-哈里斯共进晚餐。他倒了一些酒’中，同样的代词‘他’指的是唐纳德-特朗普，因此史莱克概念细胞不会做出反应。单个海马体细胞以一种动态、灵活的方式追踪代词所指的是谁。”

图片来自Science, 2024, doi:10.1126/science.adr2813

Self继续说：“我们让这些患者在句子末尾回答一个关于谁做了这个动作的问题。我们可以根据单个概念细胞的活动预测患者是否会给出正确答案。”

增加挑战性的问题

为了增加挑战性，研究团队还增加了一些技巧性问题，让两个同性别的人回答：‘詹妮弗-安妮斯顿和卡马拉-哈里斯走进一家酒吧。她坐在桌边’。患者必须自己决定谁做了这个动作。Dijksterhuis说：“我们观察到，患者倾向于选择在句子开始时在海马体中唤起最多活动的那个人。这可能是基于逐次试验中活动的偶然波动，也可能是对句子中两个角色之一的内在偏好。”

Dijksterhuis说：“海马体对学习和记忆非常重要，但海马体如何参与记忆和语言之间的互动仍不清楚。我们如何记住读过的东西？当你想起读过的东西时，你会有不同的概念，这些概念共同创造了故事。”

“代词帮助我们理解故事中谁做了什么，海马体中的细胞将这些行为编码到我们的记忆中。最终，我们想知道整个记忆是如何在大脑中形成和呈现的。”

Self说：“这组癫痫患者同意参与我们的研究具有重要价值。我们只能在极少数情况下测量正在阅读的人的单个脑细胞的活动，而在动物身上研究这些过程是不可能的。当我们有机会在患者体内进行测量时，我们会尽可能多地从中获益。”（生物谷Bioon.com）

参考资料：

D. E. Dijksterhuis et al. Pronouns reactivate conceptual representations in human hippocampal neurons. Science, 2024, doi:10.1126/science.adr2813.

How pronouns are processed in the memory-region of the human brain
https://medicalxpress.com/news/2024-09-pronouns-memory-region-human-brain.html