大脑如何剪辑生活片段?记忆机制研究能否解开谜题?

大脑如何将连贯的生活经历分解为可回忆的片段?一项最新研究提供了明确的解释。该研究首次揭示了大脑通过“层级编码系统”来处理记忆的运作方式,这一发现引起了科学界的广泛关注。

实验对象选择

研究人员将注意力转向了自由行动的大鼠。这些看似不起眼的小动物,在迷宫中的穿梭动作,能够精确地复制人类日常生活中的“连续事件体验”。大鼠的自然行为模式,为研究大脑的编码机制提供了宝贵的观察对象,同时也为后续的实验研究打下了坚实的基础。

多样任务安排

为了全面评估LEC在各种情境中的行为,研究者为大鼠制定了多项实验“任务”。大鼠在开放区域进行自由觅食活动,以记录其自然觅食过程中的神经反应;在事件边界任务中,大鼠需应对包含“事件转换”的情境,例如“八字迷宫”或“接触新物体”等;而在多时间尺度任务中,大鼠需执行具有重复时间结构的任务,以此来评估其对不同时间尺度信息处理能力的水平。

“漂移”属性揭示

研究显示,LEC的“漂移”特征是其网络结构固有的特性。这种现象并非由外部环境所引起,即便在大脑处于休息状态,LEC的“倒计时”行为依然持续。这一新发现为人们提供了对LEC功能的新见解,同时为深入解析大脑内部时间感知机制提供了关键信息。

事件边界反应

当“事件边界”显现时,LEC的神经活动会迅速发生“偏移”。在执行“新物体任务”的过程中,大鼠初次遭遇陌生物体时,LEC的神经活动即刻出现“加速偏移”。这种“偏移”类似于河流改变流向,将连续的神经活动划分为若干独立的“神经单元”,从而协助大脑对不同的事件进行标记。

神经集群作用

这些所谓的“偏移”现象源于神经细胞的集体行为,而不同的神经群体在各类事件的临界点表现出活跃状态。这表明,每个事件的“时间点”都是独特的,有助于大脑精确地记录和辨别各种事件,从而为记忆的保存与检索提供了更为精细的运作机制。

正交编码能力

在执行具有相似结构的任务时,LEC的神经活动呈现出“正交编码”的特点。这一过程涉及两个维度的“活动”,既能够记录任务所经历的时间进程,又能够处理不同时间尺度的信息。若移除负责“慢变化”的神经元,LEC的漂移现象几乎不复存在,这表明其在系统中扮演着“不可或缺”的角色。LEC可以比作大脑中的“记忆编辑者”,通过其特有的机制对记忆进行加工。

这项研究使我们对大脑记忆的运作原理有了更为透彻的认识,请问您认为这一成果在未来的哪些学术或应用领域中仍将发挥其重要作用?

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