必一运动山雀用神经“条形码”储存食物记忆

　　必一运动山雀在测试中贮藏种子 图片来源：CELL/CHETTIH ET AL.

　　记忆和回忆能力对于记录人生的关键时刻和日常信息很重要，比如你把车停在哪里了。现在，研究人员基于对山雀储存食物的研究，对这些情景记忆是如何在大脑中编码的有了新的见解。3月29日，相关论文发表在细胞出版社（Cell Press）旗下期刊Cell（《细胞》）上。

　　相关研究发现，山雀每次把食物藏在某个地方时，都会激活一种独特的神经模式，就好像条形码。当回去取回储存的食物时，它们的大脑会点亮相应条码。

　　美国哥伦比亚大学扎克曼研究所的Dmitriy Aronov说:“我们发现，在海马体中，每段记忆都被标识为一种独特的模式。我们称这些模式为‘条形码’，因为它们是个体记忆的极其特定的标签——例如，两个不同食物储存地的条形码是不相关的，即使这两个地方紧挨着。”

　　几十年来，科学家们已经知道，大脑海马体是情景记忆所必需的，但要确切地理解这些记忆是如何编码的，十分困难。这在一定程度上是因为在大多数情况下，很难知道动物在特定时间可能会记住什么。

　　为了解决这个问题，Aronov和同事们研究了山雀。他们意识到山雀为研究情景记忆提供了一个独特的机会，因为山雀会把食物藏起来，然后必须记得位置，以便稍后再回来拿。

　　Aronov说：“每次藏食物都是一个明确的、容易观察到的时刻，在这个时刻，一个新的记忆形成了。通过关注这些特殊时刻，我们能够识别出以前没有被注意到的与记忆相关的活动模式。”

　　这仍然不容易做到。研究人员必须设计出方法，能够详细和自动跟踪山雀储存和收回食物行为。他们还必须开发技术，在鸟类自由移动时，收集其大脑中大规模、密集的神经记录。

　　在藏食物期间，山雀大脑记录显示了非常稀疏的、短暂的、类似条形码的海马神经元放电模式。每个条形码只涉及海马体中约7%的细胞。Aronov说：“当一只鸟进行食物贮藏时，大约7%的神经元会做出反应。当它到另一个贮藏地时，另外7%的神经元会反应。”

　　这些神经“条形码”与大脑神经元的常规活动一起发生，这些活动是对特定位置的反应而触发的，可以被称为位置细胞。但是，有趣的是，情景记忆“条形码”彼此接近却没有相似之处。

　　“人们普遍认为，当动物形成新的记忆时，位置细胞会发生变化。”Aronov说，“例如，位置细胞可能会在贮存位置附近增加或减少放电。虽然这是普遍的假设，但我们的数据并不支持。位置细胞似乎并不代表贮存物的信息，而是保持相对稳定，就像山雀储存和获取食物一样。相反，情景记忆是由另一种模式来表现的——‘条形码’——它与位置细胞共存。”

　　研究人员将新发现的海马体“条形码”比作计算机哈希码，这些哈希码是分配给不同事件的唯一标识符。他们认为，这种类似条形码模式可能是一种快速形成和储存许多非干扰记忆的机制。

　　Aronov说，也许最大的问题是大脑是否以及如何使用条形码来驱动行为。例如，目前尚不清楚山雀是否会激活条形码，并在决定下一步要去哪里时使用这些记忆。研究人员表示，他们计划在未来的研究中借助实验室中更复杂的环境来解决这些问题，在实验室中，他们将记录鸟类选择哪些食物贮藏库时的大脑活动。