當我們體驗世界時，我們的大腦設法不斷吸收新資訊，即使它在呼叫內部的記憶和想法。這兩個過程似乎同時發生。因此，我們能夠開車去雜貨店，回憶熟悉的路線，同時處理關於路況和突然衝過街道的行人的新輸入。現在，德克薩斯大學奧斯汀分校的一個團隊發現證據表明，在大腦的空間系統中，這種平衡是透過不同的電頻率來實現的。研究結果還暗示了大腦如何壓縮記憶——也就是說，我們如何在短短幾秒鐘內回憶起一個長達數小時的事件。
該小組由神經科學家勞拉·科爾金領導，他們研究了在迷宮中導航的老鼠，記錄了海馬體（對記憶形成至關重要的區域）的電活動。該實驗的重點是一種稱為位置細胞的海馬細胞，它對應於空間中的特定位置。在老鼠身上，研究人員可以透過哪些位置細胞在放電來判斷老鼠在迷宮中的位置——或者老鼠正在思考迷宮的哪個部分。
與大腦的所有神經元一樣，位置細胞產生以波浪形式振盪的電訊號。特別是，過去的研究表明，當位置細胞編碼空間記憶時，它們會產生 θ 波，這種波以相對緩慢的長波頻率執行。然而，這些 θ 振盪並非單獨工作。它們還包含巢狀在其中的更短、更頻繁的 γ 節律，就像摺疊的手風琴風箱一樣。當每個 γ 頻率的電活動波彈出時，它會將資訊碎片傳遞給相互作用的 θ 波，有效地呈現相對於較長 θ 波的精彩片段。
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在 2009 年的一項研究中，科爾金和她的同事描述了大鼠海馬體中 θ-γ 複雜性的另一個層次。當海馬體與中繼即時感官資訊的大腦區域通訊時，研究小組看到了由“快速”（60 至 100 赫茲）γ 頻率支援的 θ 訊號。當海馬體與可能重放記憶或計劃未來運動的大腦區域交換資訊時，第二組先前未被重視的“慢速”（25 至 55 赫茲）γ 節律似乎與 θ 波相互作用。
在他們目前的分析中，科爾金和她的團隊發現了進一步的證據，表明快速 γ 波編碼新資訊，而慢速 γ 波檢索記憶。研究人員記錄了七隻大鼠在每天 3 次、每次 10 分鐘的訓練中連續幾天協商一條短跑道時的位置細胞活動。他們發現，當位置細胞活動與大鼠的實際位置相匹配時，會出現快速 γ 訊號。當位置細胞活動與大鼠當前位置之前的位置對齊時，就會出現慢速 γ 活動——這可能反映了動物對即將到來的路線的記憶和預期。
該團隊還注意到，當慢速 γ 節律接管時，位置細胞在每毫秒內代表的跑道長度似乎急劇增加，這引發了人們對 θ-γ 程式碼中可能存在另一個記憶壓縮級別的猜測。這可以解釋大腦如何在短短幾秒鐘內重放長時間的事件。
並非所有專家都相信這種解釋。布蘭迪斯大學研究員約翰·利斯曼是 θ-γ 程式碼方面的專家，他解釋說，這種壓縮將要求細胞的放電速度快於當前生物物理學估計允許的速度——儘管他讚揚了科爾金的團隊揭示了海馬體中慢速和快速 γ 頻率的不同功能作用。
其他科學家認為，大腦可能確實能夠進行比許多模型預測的更快、更復雜的訊號傳遞。加州大學舊金山分校的神經科學研究員洛倫·弗蘭克就屬於這一陣營。他說，新的發現揭示了“與記憶相關的事情可能發生得非常非常快。”