研究揭示人類大腦記憶的奧秘！

　　本文中，小編整理了多篇科學家們發表的重要研究成果，共同解讀人類大腦記憶的奧秘，分享給大家！

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　　【1】Science：科學家揭示小膠質細胞在記憶調節中起著關鍵作用

　　doi：10.1126/science.aaz2288

　　小膠質細胞是大腦中的常駐免疫細胞，它們是第一反應者，總是在尋找發生差錯的地方。它們大約占我們腦細胞的10%。在過去，它們被認為是大腦中的被動旁觀者，僅在受傷或感染時，它們才起作用。這些細胞最早是由德國醫生Rudolf Virchow于1856年觀察到的，后來被稱為小膠質細胞，意為“小膠水”。

　　如今，在一項新的以小鼠為實驗對象的研究中，來自中國浙江大學醫學院的研究人員發現小膠質細胞實際上可能是記憶保持的關鍵因素。如果在人類中發現同樣的效果，那么這可能導致人們開發出更好地治療健忘癥、阿爾茨海默病和其他影響記憶力的疾病的方法。相關研究結果發表在2020年2月7日的Science期刊上。小膠質細胞有很多功能。當存在損傷或感染時，它們在抑制大腦反應方面起著積極的作用。但是科學家們越來越意識到小膠質細胞有很多功能。我們的大腦混雜著死亡的細胞和堆積的化學物，它們都需要清除。小膠質細胞的任務是保持我們大腦的清潔和健康。

　　【2】Cell Rep：揭秘大腦喚起記憶的分子機制

　　doi：10.1016/j.celrep.2019.06.053

　　近日，一項刊登在國際雜志Cell Reports上的研究報告中，來自佛羅里達國際大學的科學家們通過研究揭開了大腦如何以正確的順序回憶記憶的機制；相關研究結果有望幫助理解諸如阿爾茲海默病等疾病影響大腦記憶的機制，同時還能幫助開發治療此類疾病的新型療法。

　　當我們完成任務或者與家人回憶時，以正確的順序調出大腦的記憶是一項非常重要的技能，然而如今其仍然是大腦如何運行的眾多謎團之一。文章中，研究者分析了大腦中不同部分的角色，以及其如何以一定的順序來檢索記憶，研究人員訓練大鼠使其能夠記住氣味的順序，隨后將這些氣味的順序打亂，并讓大鼠對這些氣味進行順序排序，如果大鼠的排序結果是正確的，那么其就會得到獎勵—水。

　　【3】Nat Commun：機器學習幫助揭示大腦記憶的形成機制

　　doi：10.1038/s41467-019-12841-y

　　近日，新加坡國立大學（NUS）的研究人員發現了大腦編碼短期記憶的關鍵，進而在認知計算神經科學領域取得了突破。新加坡國立大學心理學系助理教授Camilo Libedinsky以及新加坡國立大學創新與設計計劃高級講師Shih-Cheng Yen等人發現，大腦額葉中的神經元群體在動態變化的神經活動中包含穩定的短期記憶信息。這一發現可能對理解有機體如何使用有限大小的大腦同時進行多種心理操作（如記憶，注意力和決策）產生深遠的影響。這項研究的結果于近日發表在《Nature Communications》雜志上。

　　在人腦中，額葉在處理短期記憶中起重要作用。短期記憶存儲信息的能力很低。“它通常只能容納6到8個項目。例如我們在幾秒鐘的時間內能夠記住電話號碼的能力-使用短時記憶，” Libendisky解釋說。

　　【4】eNeuro：睡眠時幫助記憶產生的腦回路

　　doi：10.1523/ENEURO.0365-19.2019

　　最近，來自阿爾伯塔大學的神經科學家們發現了一種新的機制，可以幫助人們在深度睡眠時建立記憶。這項研究圍繞“連合核”的作用展開，該區域連接著負責產生記憶的其他兩個大腦結構-“前額葉皮層和海馬體”-并可能在慢波睡眠中協調它們的活動。

　　研究者表示，睡眠中的慢波有益于我們個人經歷相關記憶的產生，這很可能是由于額葉前額葉皮層和海馬體內的協調活動所致。我們發現連合核負責協調這兩個結構之間的同步慢波。這意味著該結構可能對依賴于睡眠的事件整合起著至關重要的作用。

　　【5】Science子刊：即使控制良好的癲癇也會干擾人類思維和記憶

　　doi：10.1126/scitranslmed.aax7830

　　在一項新的研究中，來自美國斯坦福大學醫學院的研究人員可能有助于解釋為何即使是那些從治療癲癇的藥物中受益的人，也常常會繼續經歷思維、感知和清晰記憶方面的困難。原因在于腦電活動的病理性噪聲（pathological buzz）干擾了大腦的正常活動。這些研究人員說，某些藥物或植入裝置可經改進后減輕這些認知缺陷，相關研究結果發表在Science Translational Medicine期刊上。

　　這種電干擾具有重要的行為后果。為了對此加以研究，這些研究人員測試了六名在大腦中植入了傳感器的患者在這種病理性的電活動與患者大腦的正常反應發生沖突期間解決某些類型問題的能力。這種稱為高頻振蕩（high-frequency oscillation， HFO）的病理性電活動與癲癇發作有關。研究者表示，肉眼是無法檢測到HFO的，即使是受過訓練的神經專家的眼睛也是如此。

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　　【6】Science： 新發現！睡眠時我們的大腦記憶是如何儲存的？

　　doi：10.1126/science.aay0616

　　近日，來自法國法蘭西學院生物學跨學科研究中心的科學家們已經表明，我們睡眠時大腦產生的三角波并不會隨著皮質區域的靜止而變得沉默，相反，它們會通過隔離一簇特殊的神經元而有助于長期記憶的形成。這些結果于2019年10月18日發表在《科學》雜志上。

　　當我們睡覺時，海馬體通過產生類似于我們清醒時的信號而自發地自我激活。首先它將信息發送到皮質，皮質隨后做出反應。最后緊跟著的通常是一段沉默期，因此該腦波被稱為“三角波”。然后是被稱為“睡眠紡錘波（sleep spindle）”的有節奏的重復。上述過程是皮質區域信號重組以形成穩定記憶的關鍵。但是，三角波在新記憶形成中的作用仍然令人困惑：為什么沉默期會中斷海馬體與皮質之間的信息交換以及皮質區域的功能重組？

　　【7】Nat Neurosci：揭示大腦回路在改善學習和記憶上扮演的關鍵角色

　　doi：10.1038/s41593-019-0496-y

　　近日，一項刊登在國際雜志Nature Neuroscience上的研究報告中，來自加利福尼亞大學的科學家們通過研究在大腦海馬體形成過程中鑒別出了一種新型的神經回路，其在目標定位學習和記憶中扮演著非常關鍵的角色。

　　對物體位置記憶的喪失是阿爾茲海默病患者的主要障礙之一，阿爾茲海默病是一種老年人最常見的癡呆癥，這些在海馬體回路機制中的新發現或能為研究人員提供一種新的靶點，幫助開發有效減緩或中和阿爾茲海默病相關記憶損傷的新型策略或療法。研究者Xiangmin Xu說道，我們的研究是通過新的基于病毒遺傳圖譜的方法來檢測不同結構之間的連接性，這些新型繪圖工具能夠幫助我們鑒別出海馬體和大腦皮層內部和之間的新型回路。

　　【8】Science重磅：揭示記憶是如何形成和消退的

　　doi：10.1126/science.aav9199

　　為什么你能記住多年未見的兒時好友的名字，卻很容易忘記剛剛認識的人的名字？換句話說，為什么有些記憶在幾十年里保持穩定，而另一些卻在幾分鐘內消失？通過使用老鼠模型，加州理工學院的研究人員現在確定，強大、穩定的記憶是由神經元"團隊"同步激活編碼的，提供了冗余，使這些記憶能夠持續一段時間。這項研究對于理解大腦損傷后，如中風或阿爾茨海默氏癥(Alzheimer's disease)，記憶可能會受到怎樣的影響具有重要意義。

　　研究小組開發了一項測試，以檢測老鼠在學習和記憶一個新地方時的神經活動。在實驗中，一只老鼠被放置在一個直的籠子里，大約5英尺長，有白色的墻。獨特的符號沿著墻壁標記了不同的位置--例如，最右端附近的加號和靠近中心的斜線。糖水(老鼠的食物)被放在跑道的兩端。在老鼠探索的過程中，研究人員測量了老鼠海馬(大腦中形成新記憶的區域)中特定神經元的活動，已知這些神經元負責編碼位置相關的信息。

　　【9】Science：大腦信號調控工作記憶

　　doi：10.1126/science.aax0758

　　近日，一項刊登在國際雜志Science上的研究報告中，研究人員將特定類型的大腦模式持續更長時間可以改善大鼠的短期記憶。這項新的研究發現，當個體學習新的環境時，腦細胞（神經元）產生的信號會延長數十毫秒，并且比學習熟悉環境時捕獲更多的信息。當研究小組人為地將大鼠通過迷宮的最佳路徑的相關記憶中涉及的信號的長度加倍時，發現具有延長的“信號”的大鼠比對照的大鼠完成目標的可能性提高了10-15％。

　　我們的研究是我該領域中第一個對大腦海馬體的內在神經元放電模式進行人工操縱的研究”。作者說道：“經過數十年的研究，我們終于徹底了解了哺乳動物的大腦，足以改變其某些機制，從而可以指導未來治療影響記憶的疾病。”

　　【10】Cerebral Cortex：科學家揭示嗅覺系統影響大腦記憶的分子機制

　　doi：10.1093/cercor/bhz077

　　目前研究人員并不清楚大腦中的感官知覺如何影響機體的學習和記憶過程，近日，一項刊登在國際雜志Cerebral Cortex上的研究報告中，來自波鴻大學的科學家們通過研究闡明了氣味的處理過程影響大腦記憶中心的分子機制，研究人員發現，嗅腦的重要部分—梨狀皮質會對海馬體中的信息儲存過程產生直接的影響。

　　為了闡明氣味影響大腦記憶形成的分子機制，研究人員通過研究誘發大鼠的大腦對氣味進行人工識別，文章中，研究者利用電脈沖來刺激大鼠大腦中的梨狀皮質，研究者Christina Strauch說道，我們非常驚訝地觀察到，海馬體會直接對梨狀皮質的刺激產生反應。