《自然-神经科学》:大脑记忆如何“版本更新”?科学家发现新旧记忆切换的神经开关-肽度TIMEDOO

人类与动物的大脑拥有一种精妙的平衡能力:既能不断吸纳新信息以更新既有认知,又能妥善保留旧记忆以备不时之需。然而,大脑究竟如何在“旧版本”与“更新版”记忆之间进行灵活切换?近日,韩国科学技术院(KAIST)的一项研究揭示了这一谜团。

发表在《自然-神经科学》(Nature Neuroscience)上的论文显示,大脑中存在一条特定的神经通路,充当了记忆提取过程中的“逻辑开关”,决定了大脑在特定时刻究竟调用哪一段记忆痕迹。

颠覆传统:记忆更新并非“原址覆盖”

长期以来,神经科学界的主流观点倾向于认为,重复学习或记忆更新是强化了同一组神经元连接。但由 Jin-Hee Han 教授领导的团队通过研究印迹细胞(Engram cells,即存储记忆物理痕迹的神经元集群)发现,事实并非如此。

研究人员观察到,当记忆发生更新(更新学习)时,大脑并不会继续沿用原有的细胞集群,而是会招募(Recruit)一组全新的神经元来编码更新后的信息。

有趣的是,尽管发生了细胞集群的“重组”,旧的记忆痕迹并未被抹除。Han 教授解释道:“虽然旧的印迹细胞集不再被自然环境线索激活,但通过人工手段(如光遗传学)激活它们,依然能诱发出完整的旧记忆。这意味着记忆的更新更像是在数据库中生成了‘新版本’,而非覆盖了‘旧文件’。”

机制解码:MS-MEC 通路的“开关”职能

既然新旧记忆在物理上共存,大脑是如何在提取时进行“版本动态选择”的?研究人员通过全脑活性映射,锁定了一条此前未被关注的关键通路:从内侧隔核(Medial Septum, MS)投射到内侧内嗅皮层(Medial Entorhinal Cortex, MEC)的 GABA能神经元通路。

实验显示,当小鼠面临需要调用更新后记忆的任务时,该通路表现出高度的活跃性。为了验证其功能,研究团队利用光遗传学手段定向抑制了这一投射。

令人惊讶的一幕出现了:当该通路被“关闭”时,小鼠并未表现出预想中的记忆缺失,而是出现了明显的行为“回滚”——它们彻底放弃了更新后的行为策略,转而执行记忆更新前的旧模式。

联动效应:海马体 CA1 区的同步“版本切换”

这种切换不仅表现在行为表现上。研究人员利用钙成像等技术发现,当 MS-MEC 通路被抑制时,大脑的记忆中枢——海马体 CA1 区的神经活动模式也同步发生了“回档”,重现了与早期记忆版本高度一致的特征。

此外,研究还发现该通路的活跃程度与大脑的“在线”(Online)状态时长正相关。在记忆更新后,这种“在线”状态维持得越久,小鼠在后续任务中的表现就越优异。这表明,该 GABA能通路不仅是记忆提取的“拨码开关”,更是确保记忆有效更新与固化的关键保障。

科学意义与临床前瞻

这项研究将记忆提取从一种“被动激活”重新定义为一种基于环路调节的“主动选择”。它暗示了大脑在处理情景记忆时,会根据内部环路的增益调节,在多个并存的记忆痕迹中进行筛选。

这一发现对于理解神经退行性疾病具有重要的启发意义。在阿尔茨海默症(AD)、精神分裂症以及自闭症(ASD)中,患者往往表现出无法更新旧记忆或无法在新旧记忆间灵活切换的障碍。

Han 教授表示:“我们的研究为这些记忆障碍疾病提供了潜在的神经生物学解释。未来,我们计划深入解析 MS GABA能神经元背后的精细环路逻辑,并探索这一机制在人类大脑中的保守性,以期为相关疾病的治疗提供新的干预靶点。”

参考文献:Mujun Kim et al, A septo–entorhinal GABAergic pathway that enables switching between episodic memories, Nature Neuroscience (2026). DOI: 10.1038/s41593-026-02280-6.

编辑:王洪

排版:李丽