作者：佚名 中國科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所（以下簡稱“昆明動(dòng)物所”）徐林研究員帶領(lǐng)的學(xué)習(xí)記憶研究實(shí)驗(yàn)室，與多家科研單位密切合作發(fā)現(xiàn)了記憶“快速泛化”的新現(xiàn)象。通過揭示其神經(jīng)環(huán)路機(jī)制，提出了記憶提取的“快速泛化理論假說”。該研究成果于2017年12月19日在《自然通訊》發(fā)表。

記憶有著編碼、儲(chǔ)存和提取三個(gè)過程。神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的未來終極目標(biāo)之一是揭示記憶儲(chǔ)存和提取的神經(jīng)機(jī)制。目前，記憶編碼和儲(chǔ)存的神經(jīng)機(jī)制已經(jīng)取得了系列豐碩研究成果，但是記憶提取的神經(jīng)機(jī)制卻知之甚少。

長期以來“記憶編碼精準(zhǔn)性理論”認(rèn)為，最有效的記憶提取是使用編碼時(shí)的相同條件，包括編碼時(shí)的地理位置、周邊環(huán)境，以及個(gè)人的生理和心理狀態(tài)等。這種現(xiàn)象稱為“記憶的精準(zhǔn)提取”（Specific recall）。然而，就如古希臘哲學(xué)家赫拉克利特的名言一樣，“沒有人能夠步入同一條河流兩次”，因?yàn)楹恿骱腿硕茧S時(shí)間而改變，也就是記憶的精準(zhǔn)提取是很少發(fā)生的。絕大多數(shù)情況下，記憶的提取依賴于泛化（Generalization），即使用編碼-提取的部分匹配或相似性來提取記憶。從某種意義上，理解“記憶的泛化提取機(jī)制”就回答了大多數(shù)情況下記憶的提取機(jī)制。

記憶的快速泛化與腦重大疾病

令人迷惑不解的是，過去研究報(bào)道發(fā)現(xiàn)記憶形成后需要2-4周才能形成記憶的泛化提取能力。由于與記憶的儲(chǔ)存時(shí)程相似，眾多理論假說認(rèn)為記憶的泛化提取能力是緩慢形成的。來自昆明動(dòng)物所學(xué)習(xí)記憶實(shí)驗(yàn)室的周恒博士等發(fā)現(xiàn)記憶的泛化提取可在24小時(shí)內(nèi)或甚至更快形成，他們把這種新發(fā)現(xiàn)命名為記憶提取的“快速泛化”（Rapid generalization），并發(fā)現(xiàn)了快速泛化的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制。這一發(fā)現(xiàn)對了解記憶異常相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病的機(jī)理提供了理論依據(jù)。老年癡呆癥或阿爾茨海默?。ˋD）是目前全球社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)之一，迄今為止仍然缺乏有效的預(yù)防和治療措施。臨床研究顯示AD早期患者“記憶的精準(zhǔn)提取”還未受到影響時(shí)，記憶的泛化提取能力已經(jīng)嚴(yán)重受損。相反，戰(zhàn)爭和地震等不可抗拒的災(zāi)害可導(dǎo)致創(chuàng)傷后應(yīng)激綜合癥（Posttraumatic stress disorder， PTSD），其臨床特征之一是當(dāng)患者面臨災(zāi)難經(jīng)歷相似的環(huán)境條件時(shí)，其腦內(nèi)會(huì)不受控制“回放”經(jīng)歷的恐懼場景并伴隨情緒改變，這是記憶提取的過度泛化的一個(gè)典型實(shí)例。此外，早期應(yīng)激生活事件可能導(dǎo)致絕望、自責(zé)、自罪等“負(fù)性記憶”形成，與抑郁癥的發(fā)生存在密切關(guān)系。依據(jù)周恒博士等的快速泛化理論假說可推測，“負(fù)性記憶”可能從過去轉(zhuǎn)移到現(xiàn)實(shí)生活中，導(dǎo)致“自動(dòng)負(fù)性思維”。這種記憶提取的過度泛化現(xiàn)象也許是抑郁癥患者的認(rèn)知模式特點(diǎn)。在日常生活中人們都知道“第一印象”這種記憶的重要性，它會(huì)不知不覺地影響人們隨后的認(rèn)知模式，也是一種記憶提取的泛化現(xiàn)象。顯然，周恒博士等發(fā)現(xiàn)的快速泛化神經(jīng)機(jī)制以及提出的理論假說，可能為理解生理和病理?xiàng)l件下腦的工作模式提供了全新思路。

記憶提取的快速泛化理論假說

周恒博士等的論文在審稿過程中，審稿人們給予了一致高度評價(jià)，并對他們提出了更高的要求，“小心總結(jié)過去的所有發(fā)現(xiàn)精細(xì)提出快速泛化的新理論假說”。在此簡要總結(jié)該假說的內(nèi)容：1. 大腦皮層下的記憶信息加工，可能存在顯著的左右輸入特異性。但是當(dāng)記憶信息傳送到海馬時(shí)，由于兩側(cè)海馬間存在直接聯(lián)系環(huán)路DHC，使得記憶信息在海馬中分配了基本相當(dāng)?shù)淖笥矣洃泜浞?。這是記憶精準(zhǔn)提取的重要基礎(chǔ)，即損毀單個(gè)備份不影響記憶的精準(zhǔn)性提取。2. 記憶在海馬中形成后，分布在左右海馬中的記憶細(xì)胞可能進(jìn)行了“回放”，偶爾會(huì)出現(xiàn)左右之間活動(dòng)的同步化例如在睡眠過程中就存在這種現(xiàn)象，從而觸發(fā)了一種“赫伯突觸可塑性”spike-timing dependent plasticity （STDP），進(jìn)而記憶細(xì)胞之間的DHC突觸連接強(qiáng)度逐漸加強(qiáng)。這種“內(nèi)在學(xué)習(xí)”過程，賦予了記憶的泛化提取能力，即實(shí)現(xiàn)舉一反三、活學(xué)活用等。3. 猜測是左右記憶細(xì)胞之間的突觸可塑性提供了一個(gè)額外的記憶提取路徑，從而能夠更容易提取記憶而不影響記憶本身。4. 這個(gè)過程需要一定時(shí)間，是因?yàn)榉夯粌H要面對未知多變的環(huán)境，也要防止泛化可能產(chǎn)生的錯(cuò)誤。DHC左右連接纖維突觸可塑性的精細(xì)調(diào)節(jié)和再調(diào)節(jié)就顯得尤其重要，提供了一種糾錯(cuò)機(jī)制。5. 泛化能力形成的快慢決定于記憶之間是否存在重疊。例如人類的成長過程中受到的教育已經(jīng)使得許多知識(shí)、技巧等記憶連接到一起，涉及這些內(nèi)容的記憶將會(huì)快速泛化。而人類設(shè)計(jì)的任務(wù)對動(dòng)物來說，是完全沒有接觸過的，因此動(dòng)物中泛化能力的形成需要更多時(shí)間。

記憶提取的快速泛化機(jī)制的發(fā)現(xiàn)和理論假說的提出，為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供了全新思路，可能開辟了一個(gè)全新的研究方向，實(shí)現(xiàn)對記憶提取的神經(jīng)機(jī)制的理解。期待該研究方向的未來發(fā)展，為理解人類記憶的提取機(jī)制、為理解相關(guān)腦疾病做出貢獻(xiàn)。

原始出處：

Zhou H，et al.，The interhemispheric CA1 circuit governs rapid generalisation but not fear memory.Nat Commun. 2017 Dec 19；8（1）：2190.