哪些瞬间会留在我们心中:杏仁核的新角色

作者: Elena HealthEnergy

哪些瞬间会留在我们心中:杏仁核的新角色-1
杏仁核中单个神经元的活动可以预测一个人之后会认出哪些图像。

有时,地铁里陌生人的面孔、照片上的一只猫,或是某个寻常周二的琐碎小事,会牢牢留在记忆里。为什么偏偏是这些微不足道的小事进入了个人档案,而其他成百上千的事却消失得无影无踪?肖(Xiao)团队及其Cedars-Sinai同事的一项新研究,提出了这一过程中一个出人意料的参与者——杏仁核。大多数人首先把它视为恐惧中枢,但事实证明,它也参与决定究竟什么值得被记住。

长期以来,杏仁核一直被认为与处理情绪上重要的事件有关。因此,它在记忆中的作用通常被解释为体验的强度:惊吓、喜悦或激动让某个时刻更加鲜明,大脑也就更愿意把它保存下来。发表在《Nature Neuroscience》杂志上的这项研究表明,情况比这更为复杂。杏仁核中单个神经元的活动可以预测一个人之后能认出哪些图像,而且即使考虑到图像在情绪上触动人的程度,这种联系依然存在。

作者们使用的是直接记录。他们追踪了药物难治性癫痫患者单个神经细胞的活动:为了找到癫痫发作的病灶,这类患者的大脑深处会被植入电极。参与者观看图像,然后接受识别测试。这样就能把两个时刻对应起来:某个特定神经元第一次对图像作出怎样的反应,以及这个人后来是否记住了它。数据来自两个独立样本——42名和95名接受不同记忆任务的患者。关键结果在第二个样本中也得到了证实。

最有趣的是神经元的选择性。许多杏仁核细胞并非对什么都作出反应:每一个细胞对某一特定类别的图像反应更强。在这项研究中,这些类别是面孔、动物、食物、汽车和风景。“偏好”一词在这里是一个技术术语,描述的是细胞反应的形式,而不是个人的喜好。

正是在这里,选择性对记忆变得重要。这种细胞在第一次展示时对“自己”类别的图像反应越强,这个人之后认出它的可能性就越高。活动的差异大约在图像出现后350毫秒就出现了,也就是几乎瞬间发生,远早于人有意识地决定自己是否记住了什么。最常见的是,这一效应在右半球表现得更为明显:在那里,杏仁核神经元与记忆之间的联系更强。

尤其重要的是,对图像的情绪评价并没有抵消这一效应。通过体验强度作出的惯常解释,原来只是全貌的一部分。看来,杏仁核也会对所见内容本身作出反应,并帮助决定哪些经验片段值得保存。

还有一个细节。当图像被记住时,杏仁核与海马体——一个长期以来与事件记忆形成相关的大脑区域——的活动在时间上更加紧密地协调一致。对“偏好”类别作出反应的海马体神经元,其节律与杏仁核活动的波动更加吻合。可以想象两位音乐家,他们更准确地踩中共同的节拍。在大脑中,这种“节拍”或许能帮助这两个结构共同记录一个事件,但这目前还只是假设。

然而,这些结论有其边界,作者本人也指出了它们。观察显示的是神经活动与记忆之间的联系,但并不能证明因果关系。刺激这类神经元能否改善记忆,还需要单独验证。这项研究是在癫痫患者身上进行的,他们的大脑可能与健康人的大脑不同,因此把结果推广到所有人身上需要谨慎。此外,图像识别测试只测量了一种记忆,无法判断那些存留数十年的回忆。为此还需要其他研究。

实际意义是显而易见的。作者把这些发现与阿尔茨海默病和颞叶癫痫联系起来——在这些疾病中记忆会受损,并推测杏仁核可能成为未来治疗方法的靶点,例如神经调控。但目前这还只是假设,而不是工具:实验并未检验疗法,也没有在数年时间里测量记忆。

这项工作的力量在于直接测量了人类单个神经元的活动,并在第二个样本中重复了关键结果。这有助于更准确地看到大脑不同区域如何参与把当下的经验转化为我们日后能够回忆起来的东西。

对普通人来说,结论是这样的:记忆始于与世界相遇的那一刻。情绪反应、所见内容以及神经网络的协调运作共同决定,一张转瞬即逝的画面是否会成为个人故事的一部分。杏仁核在这一过程中的参与范围,比“恐惧中枢”这一惯常形象所暗示的要广。

一个单独的意象究竟如何获得优于其他意象的地位,目前仍是一个悬而未决的问题。答案或许有助于理解,我们的个人故事是如何从转瞬即逝的印象之流中形成的。

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来源

  • Stimulus-specific recruitment of human amygdala neurons predicts episodic memory encoding success

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