紐約大學(xué)和哈佛大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家識(shí)別出大腦的海馬區(qū)是如何幫助我們學(xué)習(xí)和記住組成我們長(zhǎng)期記憶的事實(shí)和事件的視覺,、聲音和嗅覺信息的。通過(guò)研究海馬區(qū)神經(jīng)元的活動(dòng),,科學(xué)家揭示了大腦是如何發(fā)送信號(hào)形成新的聯(lián)想記憶(Associative Memory)的,。這些結(jié)果是證明海馬區(qū)與學(xué)習(xí)相關(guān)的可塑性的迄今為止最直接的證據(jù)。聯(lián)想記憶是陳述性記憶(declarative memory)的一種形式,,是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的一個(gè)重要組成部分,,也是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于智能控制、模式識(shí)別與人工智能等領(lǐng)域的一個(gè)重要功能,。它主要利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的良好容錯(cuò)性,,能使不完整的、污損的,、畸變的輸入樣本恢復(fù)成完整的原型,,適于識(shí)別、分類等用途,。
這項(xiàng)研究發(fā)表在《科學(xué)》雜志上,,名為“猿猴海馬區(qū)中的單一神經(jīng)元和新聯(lián)想的認(rèn)知(Single Neurons in the Monkey Hippocampus and the Learning of New Associations)”。
在20世紀(jì)50年代以來(lái),,科學(xué)家就已經(jīng)意識(shí)到海馬區(qū)與記憶有關(guān),,但對(duì)于這種聯(lián)系本身在神經(jīng)活動(dòng)是如何表現(xiàn)出來(lái)的卻知之甚少。紐約大學(xué)由博士后研究人員Sylvia Wirth,、教授r Wendy Suzuki和研究生Marianna Yanike領(lǐng)導(dǎo)的研究小組通過(guò)用電極監(jiān)控猿猴大腦中執(zhí)行聯(lián)想學(xué)習(xí)任務(wù)的個(gè)體神經(jīng)元的電活動(dòng)檢查了聯(lián)想記憶形成的神經(jīng)相關(guān)性,。這些神經(jīng)和行為數(shù)據(jù)通過(guò)動(dòng)力估測(cè)運(yùn)算法則分析,該法則是由哈佛大學(xué)的博士后研究人員Loren Frank,、Anne Smith 和教授Emery Brown發(fā)明的,。
研究人員每天向猿猴出示由4個(gè)完全一樣的靶點(diǎn)成階層組成的復(fù)雜圖像。隨著猿猴通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)學(xué)習(xí)那個(gè)靶點(diǎn)與那個(gè)回報(bào)相伴時(shí),,科學(xué)家觀察到一些海馬區(qū)神經(jīng)元的活動(dòng)出現(xiàn)戲劇性變化,。他們稱這些細(xì)胞為“變化細(xì)胞”,神經(jīng)活動(dòng)中的這些變化與猿猴的行為學(xué)習(xí)曲線是平行進(jìn)行的,,說(shuō)明了這些神經(jīng)元與新聯(lián)想記憶的最初形成有關(guān),。
“由于許多變化細(xì)胞中的活動(dòng)在動(dòng)物掌握靶點(diǎn)與回報(bào)之間的聯(lián)系只有仍認(rèn)繼續(xù),,這說(shuō)明這些細(xì)胞可能參與了最終長(zhǎng)期記憶形成中聯(lián)想的儲(chǔ)存。”Suzuki說(shuō),。
研究小組的這項(xiàng)研究標(biāo)志著大腦記憶基礎(chǔ)的研究取得了重大突破,。了解正常大腦的記憶功能是治療阿爾茨海默氏癥等中記憶功能受損的情況的關(guān)鍵的第一步。