science上發表論文有多難（Science揭秘為什麼好記性不如爛筆頭）

2023-04-29 01:34:12

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你還能記起你小學班長的名字嗎？但我相信你肯定能記得同桌的名字，和與其共同經歷的種種。但要再問你昨天新來同事的名字，你是否可以不假思索的回答出來？是不是有點兒困難？

那為什麼你能脫口說出幾十年未見面兒時夥伴的名字，卻對剛剛認識的人名記憶模糊？換句話說，為什麼有些記憶在幾十年裡都能保持穩定的清晰，而另一些卻在幾分鐘內模糊？

近日，來自美國加州理工學院的研究人員，通過使用小鼠模型確定，強大且穩定的記憶是由所有同步放電的神經元群體編碼的，提供了冗餘，使這些記憶能夠隨著時間的推移持續存在。這項研究對於理解大腦損傷後，如中風或阿爾茨海默症中對記憶的影響具有重要意義。這項工作是在生物學研究教授Carlos Lois的實驗室完成，並已發表在8月23日的《Science》上。

在這項新研究中，研究團隊開發了一項測試，以檢測小鼠在學習和記憶一個新地點時的神經活動。在實驗中，一隻小鼠被放置在一個約5英尺長的籠子裡，具有白色的牆壁，並沿著牆壁的不同位置標記了獨特的符號，例如，最右端附近的粗體「」和靠近中心的斜線。糖水(小鼠的食物)被放在通道的兩端。在小鼠探索的過程中，研究人員測量其海馬中負責編碼位置的特定神經元活動。

當一隻小鼠最初被放置在通道上時，它無所適從並左右徘徊著，直到遇到了糖水。在這些情況下，當小鼠注意到牆上的一個符號時，單個神經元被激活。但在多次體驗後，小鼠對這條路徑變得熟悉起來，並記住了糖水的位置。隨著它們對此變得越來越熟悉時，越來越多的神經元因看到牆上的符號也被同步激活。從本質上講，小鼠是根據每一個獨特的符號來識別位置的。

接下來，為了研究記憶如何隨著時間的推移而變模糊，研究人員讓這些小鼠在長達20天的時間裡遠離記憶軌跡。當研究人員讓小鼠再次回到通道上時，那些已經形成了由更多神經元編碼強大記憶的小鼠很快就記起了這項任務。雖然一些神經元表現出不同的活動，但當分析大群神經元活動時，小鼠對軌跡的記憶是可以清晰識別出來的。換句話說，具有半球間和半球內同步活動的神經元群體使大腦有冗餘性，即使一些原始神經元停止活動或受損，仍能回憶起記憶。

圖片來源：Science

該研究第一作者、博士後研究員Walter Gonzalez解釋說：「想像一下，你有一個又長又複雜的故事要講。為了保存這個故事，你可以把它講給你的五個朋友，然後偶爾和他們聚在一起重新講述這個故事，互相幫助以填補一個人的記憶空白。此外，每次你重新講述這個故事，你都可以帶新的朋友來學習，因此有助於保存和加強記憶。以類似的方式，你自己的神經元也在互相幫助來編碼記憶，這些記憶會隨著時間的推移而持續。」

圖片來源：Science

記憶對人類行為至關重要，任何對記憶的損害都會嚴重影響我們的日常生活。作為正常衰老的一部分而發生的記憶喪失可能是老年人的重大障礙。此外，由幾種疾病引起的記憶喪失，尤其是阿爾茨海默症，會造成破壞性的後果，幹擾最基本的日常活動，包括辨認親屬或記住回家的路。

這項新研究表明，隨著我們年齡的增長，記憶可能會以更快的速度褪色，因為記憶會由更少的神經元編碼，如果這些神經元中的任何一個出現問題，記憶就會丟失。這項研究工作能在有朝一日，設計出可以促進更多神經元的參與來編碼記憶的治療方法，或有助於防止記憶喪失。

該研究通訊作者、生物與生物工程系教授Carlos Lois說：「眾所周知，好記性不如爛筆頭，你重複練習動作的次數越多，你以後記住它的機會就越大。我們現在認為這是可能的，因為你練習的動作越多，編碼這個動作的神經元的數量就越多。傳統的記憶存儲理論假設，要使記憶更加穩定，需要加強與單個神經元的連接。我們的研究結果表明，增加編碼相同記憶的神經元數量，可以使記憶持續更長的時間。」

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