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记忆一个单词需要数十万脑细胞
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来源:澳门威利斯人官方网站 时间:2014年06月18日 07:21 来源:凤凰科技

凤凰科技讯 北京时间6月18日消息,科学日报报道,美国亚利桑那州费城蒂格尼提健康巴罗神经学研究所和美国加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员进行的最新研究显示,人类大脑会在海马体里存储情景记忆,将每一段回忆交付给独特的单个细胞,这一发现证实了之前神经计算理论学家长久怀疑的问题。

这个人类神经元显示了针对特定刺激而作出回应的肌动蛋白的形成。

这项发现进一步阐明了人类记忆的神经基础,最终可能提供有关某些疾病和影响记忆的身体状况,例如阿耳滋海默氏病(老年痴呆症)和癫痫症,新疗法的新见解。“为了真正了解大脑是如何描绘记忆的,我们必须理解记忆是如何由大脑的基本计算单元——单个神经元——以及它们所组成的神经元网络所体现的。”这项研究的高级作者、巴罗研究所神经工程项目主任皮特·N·斯坦梅茨(Peter N Steinmetz)博士这样说道。“了解记忆存储和取回的机制是理解如何更好地治疗影响老年群体的痴呆疾病的至关重要的一步。”

斯坦梅茨和这项研究的首席作者、心理学杰出教授约翰·T·维史德(John T. Wixted)博士和神经科学、精神病学和心理学学院教授拉里·R·斯奎尔(Larry R. Squire)博士以及他们的同事评估了9名癫痫症病人,后者的大脑都被植入电极以检测癫痫的发作,这项检测将记录单个神经元水平的活动。

病人被要求记住电脑屏幕上的一系列词汇,然后观测第二个、包含更多词汇的更长的词汇名单。随后他们被要求选出之前见到的词汇,从而检测他们记住这些词汇的能力。看见第一个名单上存在的词汇时与看见那些不存在名单上的词汇时所产生的细胞活动存在差异,这暗示着海马体细胞体现了病人对这些词汇的记忆。

研究人员发现近期预览的词汇会以分布式的方式储存在海马体各处,只有较小部分的细胞,大约2%会对每一个单词做出反应,而3%的细胞在朝细胞发射时会产生强烈的变化。

“从直觉上来说,人们可能认为任何会对名单上的一个单词做出反应的神经元应该也会对名单上的其它单词做出反应,但我们的结果显示事实可能并非如此。这些反直觉的发现最不可思议的地方在于它们与颇具影响力的神经计算理论学家很久以前预测的结果相一致。”维史德这样说道。

尽管只有一小部分比例的细胞会为每一个单词编码短期记忆,但科学家们表示为每个单词进行记忆编码的细胞的绝对数量还是很大的——至少几十万个。因此,单个细胞的丢失对一个人记住近期看见的特定单词的能力所产生的影响几乎可以忽略不记。

科学家们表示他们的终极目的在于完全理解人类大脑是如何形成并描绘日常生活里的地方和实物的记忆的,哪些细胞涉及其中以及这些细胞是如何受到疾病的影响的。研究人员的下一个目标是确定对人物和风景地标图片的记忆是否也涉及相似的编码,以及患有不同类型癫痫的病人的海马体细胞是如何受到影响的。

这项研究的合作作者还包括蒙大拿大学的郑尹熙(Yoon hee Jang)、美国路易斯安那州立大学的梅根·H·帕佩斯(Megan H. Papesh)、美国亚利桑那州立大学的斯蒂芬·D·戈尔丁格(Stephen D. Goldinger)、美国加州大学圣地亚哥分校的约珥·库恩(Joel Kuhn)、巴罗神经学研究所的克里斯·A·史密斯(Kris A. Smith)和大卫·M·特雷曼(David M. Treiman)。这项研究被发表在6月16日的期刊《美国科学院院报》(Proceedings of the National Academy of the Sciences of the United States of America, 缩写PNAS)上。(编译/严炎刘星)

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