我们的大脑如何将新旧经历编织在一起？Nature：科学家揭示一种能在大脑中持续不断刷新记忆的新型机制

我们的大脑就像一个神奇的图书馆，能够存储无数的记忆。这些记忆不仅在最初的学习过程中被编码到神经元集合（neural ensembles）中，还会在学习后的再激活过程中得到巩固。通过这种方式，最近的经历可以被整合到现有的记忆中，确保记忆包含最新的信息。然而，大脑是如何完成这一关键过程的，科学家们一直不清楚。

近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“Offline ensemble co-reactivation links memories across days”的研究报告中，来自西奈山Icahn医学院等机构的科学家们首次揭示了一种能够跨越时间和个体经历的记忆整合神经机制。这项研究展示了储存在神经元集合中的记忆是如何不断更新和重组重要信息的，为理解记忆如何与最新可用的信息保持同步迈出了重要一步。

记忆的形成与更新

长期以来，科学家们认为记忆是在最初的学习过程中形成的，并随着时间推移在神经元集合中稳定下来，从而使我们能够回忆起特定的经历。然而，这项研究揭示了这一理论的不足之处，因为大脑不仅需要储存记忆，还需要灵活地更新新的相关信息。神经元集合的稳定性和灵活性对于日常预测、决策以及与变化世界的互动至关重要。

在这项研究中，研究人员追踪了成年小鼠在学习新经历、每次经历后休息（称为离线时期）以及在接下来的日子里回忆过去记忆时的行为和海马体中的神经活动。结果发现，每次事件发生后，大脑会通过重复经历来巩固和稳定记忆。例如，当小鼠经历了一次消极经历（如足部电击）后，大脑不仅会重播那个事件，还会重播几天前的记忆，试图将这些记忆联系在一起，从而跨越时间整合记忆。

海马体集合在离线期间能表现出钙离子事件的群体爆发

研究者Denise Cai表示，当小鼠经历了一段非常消极的经历后，大脑会同时重新激活那次经历和过去中性记忆的神经元集合，从而整合两种不同的记忆模式。这种现象被称为集合共激活（ensemble co-reactivation）。研究发现，这种共激活机制驱动了大脑中记忆的长期联系。

清醒与睡眠

与之前的研究表明睡眠有益于记忆储存不同，这项研究发现，小鼠在清醒时比在睡眠时大脑记忆的联系更为频繁。这引发了关于清醒状态和睡眠状态在不同记忆过程中所扮演的不同角色的一系列有趣问题。研究者指出，不良的经历更有可能与过去的记忆或回顾性联系在一起，而不是与未来的记忆联系在一起。更为强烈的负面事件更有可能驱动回顾性的记忆联系。

通过发现促进记忆整合的复杂神经机制，研究人员在更好地理解真实世界记忆的方向上迈出了重要一步。我们知道，大脑中的记忆会随着随后所经历的事件不断更新和重塑，从而使我们能够在动态的世界中正常生活和发挥作用。总之，这项研究揭示了离线的集合共激活过程可能是大脑中记忆随着时间不断整合的一种新型神经机制。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Zaki, Y., Pennington, Z.T., Morales-Rodriguez, D. et al. Offline ensemble co-reactivation links memories across days. Nature (2024). doi：10.1038/s41586-024-08168-4.