大腦“編碼”時間和經(jīng)歷之謎揭示

美國加州大學(xué)洛杉磯分校健康中心領(lǐng)導(dǎo)了一項前沿性研究——人類大腦究竟如何“編碼”并理解時間及經(jīng)歷的信息。該成果為神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的一個基本謎團帶來了答案，還可用于開發(fā)神經(jīng)假體裝置，為未來醫(yī)療和人工智能（AI）領(lǐng)域帶來新的研究方向。相關(guān)論文發(fā)表在25日的《自然》雜志上。

科學(xué)家曾利用腦部記錄和神經(jīng)成像來探索大腦如何處理空間導(dǎo)航，結(jié)果表明，人類大腦的海馬體和內(nèi)嗅皮層兩個區(qū)域都發(fā)揮了關(guān)鍵作用。進一步研究發(fā)現(xiàn)，類似神經(jīng)活動還可代表非空間體驗，如時間、聲音頻率和物體特征。

在新研究中，團隊招募了17名難治性癲癇患者。他們的大腦中曾植入深部電極以接受臨床治療。團隊為參與者設(shè)計了一項涉及行為任務(wù)、模式識別和圖像排序的復(fù)雜任務(wù)，在整個過程中，團隊記錄了他們的神經(jīng)活動。

由于此次直接記錄了人類單個神經(jīng)元的活動，團隊得以發(fā)現(xiàn)特定類型腦細胞的放電方式，這能反映出一個人經(jīng)歷事件的順序和結(jié)構(gòu)。當(dāng)經(jīng)歷結(jié)束后，大腦會保留這些獨特的放電模式，并在休息時快速重現(xiàn)。不僅如此，大腦還能憑借這些習(xí)得的模式，為未來將接受的刺激做好準(zhǔn)備。

這一發(fā)現(xiàn)首次提供了證據(jù)，證明特定腦細胞是如何整合時間與經(jīng)歷信息，并對其提取和保留的。新研究的另一項開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)是，人類海馬體和內(nèi)嗅皮層中的一種“概念細胞”，會對特定的個體、地點或不同的物體作出反應(yīng)，這似乎成為了人們記憶能力的基礎(chǔ)。

對大腦來說，空間和時間這兩個信息類型截然不同，而這項研究首次向人們展示了大腦如何使用類似的機制來表達不同的信息，這一重大發(fā)現(xiàn)為神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展開辟了新的道路。

大腦的海馬體和內(nèi)嗅皮層兩個區(qū)域，在人類的記憶功能中舉足輕重。現(xiàn)在，科學(xué)家在神經(jīng)層面上證明了這兩個系統(tǒng)是如何將事件按時間軌跡進行結(jié)合的。這個奇妙的探索不限于理論研究，還可幫助開發(fā)出神經(jīng)假體裝置，切實增強人們的記憶力或其他認(rèn)知功能。隨著時間的推移，科學(xué)界對大腦識別模式的發(fā)掘必將逐步加深，進而真正理解人類大腦如何形成記憶、預(yù)測未來潛在結(jié)果以及指導(dǎo)人們的行為。（記者張夢然）