
一个多世纪以来,记忆是如何在大脑中编码并存储的一直是神经科学的核心谜题。传统的“记忆印记(Engram)”理论倾向于将记忆视为一组神经元共同激活形成的“静态快照”。然而,现实生活中的体验是动态流动的,大脑如何从海量信息中过滤并选择核心要素?
近日,由法国 PSL 研究大学、圣犹达儿童研究医院及普林斯顿大学组成的国际团队,在《自然-神经科学》(Nature Neuroscience)上发表重磅研究。他们发现,海马体 CA1 区 的神经元并非作为一个整体存储记忆,而是在学习的不同阶段表现出精密的分工,分别编码体验中的不同侧面。
技术突破:FLiCRE 技术捕捉“瞬时”神经指纹
研究高级作者 Gisella Vetere 教授指出,由于缺乏高时空分辨率的工具,过去很难区分学习过程中不同阶段的神经活动。为此,研究团队引入了由普林斯顿大学 Christina Kim 研发的 FLiCRE 技术。
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动态过滤器: FLiCRE 允许研究人员在小鼠进行关联恐惧学习(Associative fear learning)的特定瞬间,对活跃的神经元进行生化标记。
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实时关联分析: 结合钙成像(Calcium imaging)技术,研究者可以在自由活动的小鼠身上实时观察神经元电活动,并将特定神经元的放电与小鼠的避险行为精准关联。
核心发现:记忆形成的“高度选择性”与“子印记”
通过对小鼠进行声音刺激与厌恶结果(电击)关联的训练,研究人员揭示了记忆编码的非线性特征:
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阶段性分工: CA1 区存在不同的神经元亚群,它们分别在学习的“获取(Acquisition)”、“巩固(Consolidation)”和“提取(Recall)”阶段被激活。
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子印记(Sub-engrams)的差异: 并非所有在学习时活跃的细胞都会转化为长期记忆。研究发现,只有特定的一组神经元形成了真正的“印记”。利用光遗传学(Optogenetics)人工激活这些细胞可以触发恐惧记忆,而激活其他在学习期间同样活跃的细胞则无效。
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大脑的“过滤网”: 实验证明记忆形成是一个高度选择性的过程,大脑会像过滤器一样,仅挑选承载核心体验要素的细胞进入最终的印记网络。
临床启示:为 PTSD 与焦虑症精准“消退”提供靶点
这项研究为理解创伤后应激障碍(PTSD)和焦虑症等精神疾病提供了新视角。在这些病理状态下,患者的大脑错误地将特定环境刺激与创伤体验建立了牢固且有害的关联。
通过识别并理解这些执行特定功能的“子印记”神经元,科学家未来有望开发出针对性的干预手段。例如,通过精准调节特定神经元群体的活性,实现对病理性恐惧关联的“消退(Extinction)”治疗,而无需干扰其他正常的记忆功能。
总结与展望
“我们正在从‘看到记忆在哪里’转向‘理解记忆如何被精选’,”Vetere 教授表示。下一步,研究团队将探索这些关键神经元是否具有独特的分子特征或突触连接模式,以及它们如何随时间重塑。
这项研究不仅重塑了我们对海马体功能的认知,也为在分子水平上精准调控人类记忆、治疗神经精神疾患打开了新大门。
参考文献:Clément Pouget et al, Deconstruction of a memory engram reveals distinct ensembles recruited at learning, Nature Neuroscience (2026). DOI: 10.1038/s41593-026-02230-2.
编辑:周敏
排版:李丽





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