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研究人員發現，參與形成記憶的相同神經細胞也參與重放記憶。這一發現今天發表在《科學》線上版上，為複雜記憶如何在單個神經元（神經細胞）中形成，以及如何在回憶期間保持記憶形成過程中產生的神經放電或通訊模式提供了新的見解。
加利福尼亞大學洛杉磯分校（U.C.L.A.）的科學家向13名志願者（大腦中植入治療性電極的癲癇患者）展示了《辛普森一家》等影片中的幾個 5 至 10 秒的片段。
研究人員發現，海馬體和內嗅皮層（大腦中的記憶中心）中的約 50 個神經元的小樣本以不同的可重複模式放電，每個片段的模式都不同。
“結果令人震驚，”高階研究作者、U.C.L.A. 健康系統癲癇外科專案主任伊扎克·弗裡德說。在觀看特定片段時啟用的同一神經元也在回憶期間放電，並且該動作在患者報告看到該片段前一秒左右開始。
弗裡德說，這意味著“在編碼期間，在最初觀看期間選擇性啟用的同一神經元突然活躍起來。它基本上是透過放電來重放那個記憶。”
聖地亞哥退伍軍人事務醫療中心和加州大學聖地亞哥分校的神經科學家拉里·斯奎爾說，這是首次在人腦中展示這種過程。他還補充說，這也是首個關於所謂的自由回憶延伸到海馬體的報告，以前認為海馬體管理空間導航，只是記錄記憶而不是回放記憶。
自由回憶是指大腦在沒有任何外部刺激的情況下，自發地從過去經歷的事件中生成一個模式及其描述。這種現象無法在動物身上研究，因為它們無法報告自發記憶。出於倫理原因，在人類中，自由回憶只能在出於治療目的已經植入電極的癲癇患者身上研究。相比之下，在所謂的“識別”過程中，大腦在給定影像中的模式（例如，熟悉的面孔）後，能夠從之前儲存的一組特徵中生成模式的描述（人的名字）。
本週的另一篇《科學》論文描述了一項相關的關於大鼠的研究。大鼠被訓練使用獎勵來交替穿過迷宮的兩條臂，並在每次迷宮執行時在輪子上移動。研究人員在迷宮臂和輪子上執行時看到了相同的神經元放電模式（在功能性磁共振成像中）。這表明，當大鼠在輪子上時，它們會回憶起之前跑過的臂，以便確保下次返回時切換到另一條臂以獲得獎勵。
“我們可以透過讀取輪子上穩定執行時序列可靠地預測大鼠在實際觀察到的選擇前 10 到 20 秒會選擇哪個方向，”新澤西州紐瓦克市羅格斯大學分子和行為神經科學中心的主要研究作者喬治·布扎基在電子郵件中寫道。
兩個研究團隊都假設人類和大鼠使用相同的大腦機制進行記憶，但使用方式略有不同。“我們認為，海馬體中首先進化出來允許‘簡單’動物在空間中導航的機制，”布扎基寫道，“與允許我們在‘認知空間’中導航的機制相同，即從一個想法到下一個想法。”