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研究人员发现，参与形成记忆的相同神经细胞也参与重放记忆。这一发现今天发表在《科学》在线版上，为复杂记忆如何在单个神经元（神经细胞）中形成，以及如何在回忆期间保持记忆形成过程中产生的神经放电或通信模式提供了新的见解。
加利福尼亚大学洛杉矶分校（U.C.L.A.）的科学家向13名志愿者（大脑中植入治疗性电极的癫痫患者）展示了《辛普森一家》等视频中的几个 5 至 10 秒的片段。
研究人员发现，海马体和内嗅皮层（大脑中的记忆中心）中的约 50 个神经元的小样本以不同的可重复模式放电，每个片段的模式都不同。
“结果令人震惊，”高级研究作者、U.C.L.A. 健康系统癫痫外科项目主任伊扎克·弗里德说。在观看特定片段时激活的同一神经元也在回忆期间放电，并且该动作在患者报告看到该片段前一秒左右开始。
弗里德说，这意味着“在编码期间，在最初观看期间选择性激活的同一神经元突然活跃起来。它基本上是通过放电来重放那个记忆。”
圣地亚哥退伍军人事务医疗中心和加州大学圣地亚哥分校的神经科学家拉里·斯奎尔说，这是首次在人脑中展示这种过程。他还补充说，这也是首个关于所谓的自由回忆延伸到海马体的报告，以前认为海马体管理空间导航，只是记录记忆而不是回放记忆。
自由回忆是指大脑在没有任何外部刺激的情况下，自发地从过去经历的事件中生成一个模式及其描述。这种现象无法在动物身上研究，因为它们无法报告自发记忆。出于伦理原因，在人类中，自由回忆只能在出于治疗目的已经植入电极的癫痫患者身上研究。相比之下，在所谓的“识别”过程中，大脑在给定图像中的模式（例如，熟悉的面孔）后，能够从之前存储的一组特征中生成模式的描述（人的名字）。
本周的另一篇《科学》论文描述了一项相关的关于大鼠的研究。大鼠被训练使用奖励来交替穿过迷宫的两条臂，并在每次迷宫运行时在轮子上移动。研究人员在迷宫臂和轮子上运行时看到了相同的神经元放电模式（在功能性磁共振成像中）。这表明，当大鼠在轮子上时，它们会回忆起之前跑过的臂，以便确保下次返回时切换到另一条臂以获得奖励。
“我们可以通过读取轮子上稳定运行时序列可靠地预测大鼠在实际观察到的选择前 10 到 20 秒会选择哪个方向，”新泽西州纽瓦克市罗格斯大学分子和行为神经科学中心的主要研究作者乔治·布扎基在电子邮件中写道。
两个研究团队都假设人类和大鼠使用相同的大脑机制进行记忆，但使用方式略有不同。“我们认为，海马体中首先进化出来允许‘简单’动物在空间中导航的机制，”布扎基写道，“与允许我们在‘认知空间’中导航的机制相同，即从一个想法到下一个想法。”