早上好,我是脑叔,一个爱聊脑的家伙。

我们的大脑活动很频繁。不同的神经元(神经细胞)群负责不同的思维或感知,它们时而活动,时而停止。

记忆是一组特定神经元的再激活,由神经元之间连接强度的持续变化形成。但是,是什么让特定的神经元组合比其他神经元组合更容易被重新激活呢?

答案是突触可塑性。这个术语描述的是脑细胞之间连接强度的持续变化,这种连接被称为突触。这些连接可以增强或减弱,这取决于它们在过去被激活的时间和频率。活跃的连接往往会变得更强,而那些不被使用的连接会变得更弱,最终会完全消失。

当神经元A持续激活神经元B,使其产生动作电位(spike)时,两个神经元之间的联系就会变得更强,如果神经元A无法持续使神经元B产生动作电位(spike),这种联系就会减弱。突触强度的持续增加和减少被称为长时程增强(LTP)和长时程抑制(LTD)。

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记忆是通过改变神经元之间的连接来存储的。一个五岁的孩子会激活某一组神经元(组合A);而成年人则会用同样的刺激激活不同的组合(组合A')。由重复经验驱动的突触可塑性可以改变神经元之间的连接强度。这就是为什么对相同的输入会有不同的神经元反应。(图片:Alan Woodruff / QBI)。

改变现有突触的强度,甚至增加新突触或删除旧突触,对记忆的形成至关重要。但也有证据表明,另一种不直接涉及突触的可塑性,可能对记忆的形成很重要。在成人大脑的某些部位,比如重要的记忆结构海马体,全新的神经元可以在一个被称为神经发生的过程中产生。对老年老鼠的研究表明,通过增加海马体中的神经新生,记忆力可以得到改善。在人类中,运动已被证明可以增加海马体的体积——这表明新的神经元正在产生——同时提高记忆任务的表现。

不同的 "神经元组合"产生不同的记忆

当特定的神经元群被重新激活时,记忆就会产生。在大脑中,任何刺激都会导致特定的神经元活动模式——某些神经元或多或少以特定的顺序变得活跃。如果你想到你的猫,你的家,或者你的五岁生日蛋糕,不同的神经元组合或组就会活跃起来。该理论认为,突触的增强或减弱会使特定的神经元活动模式更容易或更不容易发生。

作为一个五岁的孩子,如果听到“房子”这个词,你可能会想象出一幅房子的图画。作为一个成年人,听到同样的单词,你很可能会想象出自己的房子——对同样的输入有不同的反应。

这是因为你的经验和记忆改变了神经元之间的连接,使得旧的"房子"组合比新的"房子"组合更不容易出现。

换句话说,回忆一段记忆需要重新激活一组特定的神经元。这个想法是,通过预先改变特定突触连接的强度,突触可塑性使这成为可能。

睡眠对记忆的形成很重要

睡眠是记忆储存的另一个重要因素。在睡眠期间,海马体和新皮层参与了一场精心编排的对话,海马体重放最近发生的事件:在经历中活跃的海马体神经元在慢波睡眠期间再次被激活,一遍又一遍以时间压缩的方式,帮助新皮层更新需要存储的内容。这种重复只会在睡眠中发生,所以如果你睡眠不足,你就没有让你的大脑巩固记忆。

参考文献:

https://qbi.uq.edu.au/brain-basics/memory/how-are-memories-formed

https://qbi.uq.edu.au/brain-basics/brain/brain-physiology/what-synaptic-plasticity

声明:本文版权属于原作者,仅用于学术交流!

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