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          動物界“記憶大師”是這樣煉成的

          2024-04-12 08:31:00

          來源:科技日報

          原標題:動物界“記憶大師”是這樣煉成的

          黑冠山雀每次存放食物時大腦都會產(chǎn)生“條形碼記憶”。圖片來源:《細胞》

            每年秋天,一種名叫黑冠山雀的小鳥都會儲存數(shù)以千計的種子、昆蟲和其他零食,以度過嚴冬。但這些嬌小的動物如何記住如此多食物的埋藏地呢?發(fā)表在《細胞》雜志上的一項新研究顯示,每次存放食物時,它們的大腦都會產(chǎn)生“條形碼記憶”。這一發(fā)現(xiàn)可為人類和其它哺乳動物如何創(chuàng)建和存儲記憶提供新見解。

            這項研究的共同作者、美國哥倫比亞大學神經(jīng)科學家塞爾曼·切蒂指出,當形成對特定事件的記憶時,大腦可能會生成一個“隨機標簽”,用于存儲與該事件相關(guān)的信息,類似于商店記錄與檢索每個產(chǎn)品相關(guān)信息的方式。

            研究人員建造了一個室內(nèi)競技場,其中有128個可隱藏食物的地方。然后,他們將探針插入5只山雀的大腦中以記錄小鳥們的電活動。研究人員將鳥兒放入競技場,并使用機動喂食器投喂葵花籽,還用6個攝像頭拍攝了視頻片段,并建立了一個人工智能程序來跟蹤鳥類的運動和身體定位。

            正如所料,鳥兒將種子藏在了整個競技場中。每當山雀將食物藏在儲藏點時,它的海馬體(大腦中負責學習和記憶的部分)就會短暫地亮起一種獨特圖案,類似于商品上的條形碼。當這只鳥回到那個地點取回種子時,研究人員在它的大腦中觀察到了相同的模式。

            通過關(guān)注這些特殊時刻,研究人員識別出了以前從沒注意到的與記憶相關(guān)的活動模式。令人驚訝的是,這種“條形碼機制”獨立于海馬神經(jīng)元(稱為位置細胞)的活動而發(fā)生。但過去的研究顯示,蝙蝠、老鼠、猴子和其它動物都使用位置細胞來幫助創(chuàng)建空間認知圖,用于情景記憶或記住生活經(jīng)歷。

            研究發(fā)現(xiàn),在“站點”存儲和提取食物的過程中,鳥兒的大腦除了位置細胞還有其他活動模式。它們的神經(jīng)元能以特定的“種子代碼”模式發(fā)射,具體取決于“站點”是否真的存了種子。

            探索“條形碼記憶”、位置細胞和種子代碼這3個系統(tǒng)之間的關(guān)系,將會為記憶形成的神秘基礎(chǔ)提供更有價值的線索。(記者張夢然)

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