科学家发现大脑分离记忆的“重置按钮”

360影视 日韩动漫 2025-08-10 08:30 2

摘要:蓝斑是大脑中一个虽小却功能强大的区域,它就像一个“重置按钮”,将一段有意义的记忆与另一段记忆区分开来。这个过程有助于防止生活中的瞬间模糊不清,但可能会受到慢性压力的干扰,从而可能导致创伤后应激障碍(PTSD)和阿尔茨海默病等疾病中常见的记忆问题。

蓝斑是大脑中一个虽小却功能强大的区域,它就像一个“重置按钮”,将一段有意义的记忆与另一段记忆区分开来。这个过程有助于防止生活中的瞬间模糊不清,但可能会受到慢性压力的干扰,从而可能导致创伤后应激障碍(PTSD)和阿尔茨海默病等疾病中常见的记忆问题。

脑干区域有助于标记记忆。压力可能会阻碍其标记新经历的能力。

虽然生活像一条连续的河流,但我们的记忆却并非如此。我们回忆过去时,并非将其视为一条无缝的时间线,而是将其视为一系列独特而有意义的时刻——就像句子被语法和标点符号分割一样。这种心理结构赋予我们清晰的经历,并帮助我们理解发生了什么以及何时发生。

大脑一定为这项艰巨的任务投入了大量的空间,对吗?

错了!事实证明,一个微小但强大的区域所能发挥的作用远超其自身重量。

在《神经元》杂志发表的一项研究中,加州大学洛杉矶分校和哥伦比亚大学的心理学家利用脑成像和瞳孔测量技术揭示,当发生有意义的变化时,脑干中一小群称为蓝斑的神经元就像一个“记忆重置按钮”。

“我们的核心问题是:随着一段经历的展开,大脑如何‘知道’一段有意义的记忆何时结束,下一段记忆何时开始?”加州大学洛杉矶分校心理学教授兼第一作者大卫·克莱维特(David Clewett)说道:“研究表明,保持在稳定的环境(例如同一个房间)中,可以将记忆中连续的体验串联起来。相反,经历环境或事件边界的转变,会使记忆分离,从而代表不同的事件。如此一来,环境就充当了人类记忆的语法。我们发现,当记忆被分离时,蓝斑在事件边界处最为活跃。因此,大脑唤醒系统核心的这个小区域可能起到了标点符号的作用。”

克莱维特与加州大学洛杉矶分校的林戈·黄(Ringo Huang)和哥伦比亚大学的莉拉·达瓦奇(Lila Davachi)共同开展了一项实验,32 名参与者在接受核磁共振扫描时观看中性物体的图像。为了模拟情境变化,研究人员分别在左耳或右耳播放简单的音调。当在同一只耳朵里反复播放八个相同的音调时,会产生一种连续事件的感觉。音调和耳朵位置的变化预示着变化,从而产生事件边界的感知。这种交替模式持续下去,产生了四个不同听觉事件的印象。

接下来,研究小组评估了这些情境转换如何影响记忆。他们假设,回忆事件正确顺序的能力将反映这些经历是被存储为单一事件,还是被分割成不同的记忆。当事件被编码在一起时,序列回忆应该更容易;而当它们被分开存储时,回忆就会变得更加困难。

理解记忆与蓝斑。图片来源:塞梅尔研究所/加州大学洛杉矶分校

正如预期,事件边界期间蓝斑活动增强与对跨越边界的事件对顺序的回忆较差相关,这表明这些记忆是分开存储的。为了验证这一点,研究人员将蓝斑活动的fMRI读数与同时进行的瞳孔扩张测量值进行了比较,因为在新事件和蓝斑激活期间,瞳孔大小往往会增大。这些数据之间的一致性证实了fMRI信号能够准确捕捉到这个小脑区的活动。功能性磁共振成像(fMRI)通过测量受试者在扫描仪内的血流变化来监测大脑活动。

这种神经“重置”信号的影响远远超出了最初的记忆分割。事件边界处蓝斑活动水平的提高与海马体激活的更显著变化相关——海马体是大脑中一个对编码新记忆和追踪位置、时间等情境信息至关重要的区域。

“海马体的部分功能是绘制我们经历的结构,因此它对事件的开始、中间和结束都有索引。我们发现,蓝斑可能向海马体发出关键的‘开始’信号,就好像在说:‘嘿,我们现在处于一个新的事件中’,”达瓦奇说道:“先前的研究表明,蓝斑活动的爆发有助于重新配置大脑网络,将注意力引导到新的、重要的经历上。我们的研究结果表明,这种更新信号的范围甚至更广,甚至能够到达与记忆相关的、承载着正在发生事件表征的区域。”

研究人员还研究了蓝斑激活的短暂爆发如何受到蓝斑活动背景水平的影响。这很重要,因为蓝斑神经元以两种不同的模式运作:一种是标记重要事件并形成新记忆的爆发模式,另一种是调节一般警觉性和压力的背景模式。

“蓝斑就像大脑内部的警报系统,”克莱维特说:“但在长期压力下,这个系统会变得过度活跃。结果就像生活在一个永不停歇的火警警报中,很难察觉到真正的火灾何时发生。”

尽管这些放电模式之间的动态相互作用已在决策、感知和学习的背景下得到研究,但其与我们如何感知和记忆事件的相关性迄今为止尚不清楚。因此,作者着手测试在事件边界处爆发的蓝斑激活(即分割记忆的神经信号)是否会在慢性压力条件下减弱或丢失。这个问题带来了挑战,因为单靠fMRI无法测量压力或蓝斑激活的绝对水平。为了解决这个问题,他们使用了一种间接测量神经黑色素的成像方法,神经黑色素是一种色素性神经化学物质,随着时间的推移,它会在蓝斑中反复激活并积聚。

正如预测的那样,神经黑色素相关信号水平较高的参与者(这被认为表明他们面临慢性压力)对事件边界的瞳孔扩张反应较弱。蓝斑激活的低频波动(代表背景活动水平)较强,也预示着在任务期间蓝斑激活的峰值和瞳孔对边界的反应较弱。总之,这些发现表明,慢性过度唤醒可能会削弱一个人对变化的敏感性,扰乱在记忆中锚定和组织新事件的线索。

将蓝斑识别为记忆形成的门户或引导者,或许能为治疗创伤后应激障碍(PTSD)和其他记忆相关疾病(例如阿尔茨海默病)带来更好的方法。这些疾病中的蓝斑异常活跃。目前有一些方法可以平息过度活跃的蓝斑,例如药物治疗、缓慢呼吸,甚至是用手挤压减压球。但良好的长期解决方案需要进一步研究,并且需要时间来发现和推向市场。以“正确”的方式感知事件与更好的记忆力直接相关,这表明改善蓝斑功能是保护或恢复记忆功能的有效目标。

克莱维特表示,研究大脑所需的精密仪器需要的资金只有联邦政府才能提供。例如,资助这项研究的几项美国国立卫生研究院拨款支付了实验所需的扫描费用和设备费用。

“开展基础科学和临床研究对于打开治疗衰弱性疾病的新大门至关重要,”克莱维特强调:“最近的立法行动不仅威胁着科学研究的未来,也威胁着那些能够改善患者及其家人生活的突破。讽刺的是,在立法承诺带来‘重大而美好的改变’之际,大脑中最小的参与者之一却可能对我们理解和记忆生活的方式产生最大的影响。”

参考文献:David Clewett、Ringo Huang 和 Lila Davachi 合著的《蓝斑激活‘重置’海马事件表征并分离相邻记忆》,2025 年 8 月 6 日,《神经元》。DOI:10.1016/j.neuron.2025.05.013

来源:康嘉年華一点号

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