
近日,澳大利亚蒙纳士大学联合欧洲生物保存基金会(European Biostasis Foundation)与Apex Neuroscience,在《PLOS ONE》期刊发表了一项引发广泛关注的研究。他们通过大规模调查,探讨神经科学界对于“长期记忆的结构基础”究竟达成了哪些共识,又存在哪些分歧。
长期记忆:稳定存在,但结构之谜仍未解
人类和动物可以在大脑中保留记忆数日、数月乃至终生,但大脑究竟如何“编码”这些记忆,仍是神经科学尚未解开的谜团。虽然大多数神经科学家认同“神经连接结构”是长期记忆的核心,但对于具体是哪些结构、在哪个尺度层面编码了记忆,仍众说纷纭。
研究指出,一些记忆十分脆弱,例如刚刚听到的名字或钥匙放在哪里,这类信息很容易遗忘。而另一些记忆则极其稳固,甚至在大脑处于休眠或低活动状态下仍可保留,这表明维持记忆并不完全依赖持续的神经活动。
结构改变,而非短暂生化反应,是记忆的关键?
这项研究强调,记忆的形成和提取是两个不同过程。许多科学家倾向认为,长期记忆依赖的是稳定的结构变化,而不仅仅是短暂的生化反应。从蛋白质与离子通道的微观变化,到神经突触连接网络的宏观结构改造,众多机制被提出作为潜在的记忆载体。
常被提及的机制包括突触强度调节、新突触生成、细胞内分子结构变化、神经兴奋性变化、髓鞘结构变化,乃至细胞外基质(extracellular matrix)的重构。
尽管有研究主张“突触连接网络”就是记忆的最终“印记(engram)”,但一些现象——如低温状态下神经结构暂时性消失却未导致记忆丧失——也对该观点提出了挑战。
调查显示:神经科学界仍缺乏统一认知
为了了解专家群体对这些理论的态度,研究团队设计了一项包含28个问题的问卷调查,内容涵盖结构假说、记忆存储、脑保存、全脑仿真(whole brain emulation)等六大主题。他们共收集了312位神经科学家的有效反馈,包括33位专注于记忆机制的“Engram专家”以及279位COSYNE神经科学大会(2022-2024)参会者。
调查结果显示:
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70%的受访者认为,“神经连接与突触强度的持久变化”是长期记忆最主要的结构基础;
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46%的人认为,只要技术足够先进,单靠静态的神经结构图就可能读出特定记忆(如迷宫路径或密码);
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但超过一半的参与者表示,还需考虑动态神经活动、体验上下文、感知-运动信息等附加因素;
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多数人认为,精确的亚细胞结构(≥500纳米)是解码记忆所必需的,而原子级甚至量子层级的信息则被认为不那么重要。
记忆能从“冷冻大脑”中读取吗?
调查还探讨了一个极具争议的问题:通过冷冻保存的大脑是否有可能在未来被“读取”出记忆?
结果显示:
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研究人员估计,使用醛固化冷冻技术(aldehyde-stabilized cryopreservation, ASC)保存的大脑,有41%中位数概率可能保存了足够的信息来解码一些长期记忆;
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若在保存前已有电生理记录,这一概率提升至62%;
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不过在“是否可行”这一问题上,科学家意见严重分裂,有的估计概率仅10%,有的接近75%。
此外,参与者预测,不同物种的全脑仿真(whole brain emulation)大致时间线为:
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秀丽隐杆线虫(C. elegans):2045年;
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小鼠:2065年;
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人类:2125年。
科学家观点多元,或源于研究路径分歧
尽管调查反映出多个核心共识,例如结构基础的重要性、突触连接在记忆中的关键作用等,但也揭示了科学家在具体机制、解码可能性、尺度层级等方面的分歧。
研究团队认为,这种“缺乏统一答案”的局面并不是神经科学的失败,而是领域探索尚处于不同研究路径的阶段性结果。随着成像技术、脑结构建模、人工智能算法的不断进步,未来有望缩小这些知识差距,为“记忆究竟是什么”这一终极问题带来更清晰的答案。
参考文献:Ariel Zeleznikow-Johnston et al, What are memories made of? A survey of neuroscientists on the structural basis of long-term memory, PLOS One (2025). DOI: 10.1371/journal.pone.0326920
编辑:王洪
排版:李丽





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