大腦會(huì)“回放”記憶

在大腦中的記憶回放，往往在一秒鐘的時(shí)間內(nèi)發(fā)生，以至于我們并不一定能意識(shí)到它。最近，研究者在人的大腦中，第一次得到了這種回放的直接證據(jù)。科學(xué)家認(rèn)為，這種回放對(duì)于記憶的鞏固很重要。

大腦自發(fā)“離線回放”

你是否有過這樣的經(jīng)歷：在夜深人靜快要入眠時(shí)，忽然有一串回憶在你的腦海中浮現(xiàn)，或者幾個(gè)完全不相干的事情，被大腦莫名聯(lián)系到一起。其實(shí)，這個(gè)時(shí)候，你的大腦很可能正在自發(fā)地“離線回放”記憶。

這種在大腦中的記憶回放，往往在一秒鐘的時(shí)間內(nèi)發(fā)生，以至于我們并不一定能意識(shí)到它。不過，最近研究者在人的大腦中，第一次得到了這種回放的直接證據(jù)。科學(xué)家認(rèn)為，這種回放對(duì)于記憶的鞏固很重要。

1971 年，倫敦大學(xué)學(xué)院的約翰·奧基夫和同事，在大鼠的大腦海馬區(qū)發(fā)現(xiàn)了與位置相關(guān)的神經(jīng)元，將其命名為“位置細(xì)胞”。海馬區(qū)是人和其他哺乳動(dòng)物大腦中的一個(gè)區(qū)域，在記憶和導(dǎo)航等方面有重要功能。他們發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)大鼠處在特定位置時(shí)，海馬區(qū)的一些位置細(xì)胞才會(huì)變得非常活躍。

23 年之后，亞利桑那大學(xué)的布魯斯·麥克諾頓和同事發(fā)現(xiàn)，大鼠不管是在睡眠時(shí)，還是在停止活動(dòng)但仍然清醒的休息狀態(tài)下，這些位置細(xì)胞會(huì)時(shí)不時(shí)地活躍，而且是自發(fā)地按照之前運(yùn)動(dòng)過的順序，這個(gè)現(xiàn)象被稱為“回放”。

在人腦中找到回放的間接證據(jù)

近幾年，研究者也在人腦中找到了回放的間接證據(jù)。研究發(fā)現(xiàn)，人在休息和睡眠時(shí)，記憶會(huì)被重新激活，經(jīng)歷過的事件會(huì)在大腦中進(jìn)行回放。

在一次實(shí)驗(yàn)中，被試者要重復(fù)玩66次固定的順序，中間隨機(jī)插入了22次其他順序——這些其他順序的游戲，可以作為固定順序的對(duì)照組。經(jīng)過學(xué)習(xí)，被試者可輕松完成。

在玩游戲之前和之后，兩位被試者被要求閉目放松20至30分鐘，如果困了可以小睡，微電極陣列在這時(shí)也會(huì)一直記錄。分析記錄到的信號(hào)后，研究者發(fā)現(xiàn)，在游戲之后的放松時(shí)間，大腦出現(xiàn)更多的是在重復(fù)固定順序時(shí)所產(chǎn)生的神經(jīng)元放電模式，而不是其他隨機(jī)順序時(shí)的放電模式。也即，大腦在游戲離線的情況下，仍會(huì)回放之前重復(fù)玩的游戲順序。

另外，研究者進(jìn)一步區(qū)分了被試者放松時(shí)的狀態(tài)，分離出他們清醒和睡眠的時(shí)間段。人類和其他哺乳動(dòng)物的睡眠可分為快速眼動(dòng)睡眠和非快速眼動(dòng)睡眠兩個(gè)部分，在短時(shí)間的小睡中以非快速眼動(dòng)睡眠為主。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，回放現(xiàn)象在清醒和非快速眼動(dòng)睡眠狀態(tài)下都有發(fā)生。這說明實(shí)驗(yàn)動(dòng)物上觀察到的回放，同樣出現(xiàn)在人類大腦中。

研究帶來了更多可探究的新問題

上述這項(xiàng)研究還帶來了更多可以探究的新問題。比如，在人類睡眠的其他時(shí)間段，像在快速眼動(dòng)睡眠時(shí)，回放是否會(huì)以不同的時(shí)間尺度存在？人類的動(dòng)機(jī)和情緒，又是否會(huì)調(diào)節(jié)回放的強(qiáng)度？回放是否和人類的記憶鞏固相關(guān)？

受限于對(duì)人體侵入式記錄的限制，這些問題可能很難在短期內(nèi)得到答案。但毫無疑問，這些探索能讓我們更理解，人類是如何從經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)的。

（人民網(wǎng)2020.5.13等）