哪些瞬間會留在我們心中:杏仁核的新角色

作者: Elena HealthEnergy

哪些瞬間會留在我們心中:杏仁核的新角色-1
杏仁核中個別神經元的活動可以預測一個人之後會認出哪些影像。

有時,地鐵裡陌生人的臉、照片裡的一隻貓,或某個平凡星期二的零錢,會卡在記憶裡。為什麼偏偏是這些小事進了私人檔案,而其他數百件事卻消失得無影無蹤?蕭(Xiao)團隊與Cedars-Sinai同事的新研究,提出了這個過程中一位意想不到的參與者——杏仁核(амигдала)。多數人首先把它當作恐懼中樞,但事實證明,它也參與決定究竟什麼值得記住。

長期以來,杏仁核一直與情緒顯著事件的處理有關。因此,它在記憶中的作用通常被解釋為體驗的強度:驚嚇、喜悅或激動讓某個時刻更鮮明,大腦就更願意把它保存下來。發表在《Nature Neuroscience》期刊上的研究顯示,情況比這更廣。杏仁核單個神經元的活動能預測一個人之後會認出哪些圖像,而且即使把圖片在情緒上觸動人的程度考慮在內,這種關聯依然存在。

作者們使用的是直接記錄。他們追蹤藥物難治性癲癇患者單個神經細胞的活動:這類患者會被植入深部電極,以尋找癲癇發作灶。參與者觀看圖像,然後接受辨認測試。這樣一來,就能把兩件事對應起來:某個特定神經元第一次對圖片如何反應,以及這個人後來是否記住了它。數據來自兩個獨立樣本——42名和95名接受不同記憶任務的患者。關鍵結果在第二個樣本中也得到了證實。

最有趣的是神經元的選擇性。許多杏仁核細胞並非對什麼都反應:每一個都對某一特定類別的圖像反應更強。在這項研究中,這些類別是面孔、動物、食物、汽車和風景。「偏好」一詞在這裡是技術術語,描述的是細胞反應的形式,而不是個人的喜好。

正是在這裡,選擇性對記憶變得重要。這種細胞在第一次呈現時對「自己」類別的圖像反應越強,人之後認出它的機率就越高。活動上的差異大約在圖片出現後350毫秒就出現了,也就是幾乎瞬間,遠早於人有意決定自己是否記住了什麼。最常見的是,這一效應在右半球表現得更明顯:那裡杏仁核神經元與記憶之間的關聯更強。

尤其重要的是,對圖片的情緒評價並沒有抵消這一效應。慣常以體驗強度作出的解釋,原來只是全貌的一部分。杏仁核看來也會對所見內容本身作出反應,並幫助決定哪些經驗片段值得保存。

還有一個細節。當圖像被記住時,杏仁核與海馬體——長期以來與事件記憶形成相關的腦區——的活動在時間上配合得更緊密。對「偏好」類別有反應的海馬體神經元,其節律與杏仁核活動的波動更為吻合。可以想像兩位樂手更準確地踩在同一個節拍上。在大腦中,這樣的「節拍」或許能幫助這兩個結構共同記錄一個事件,但目前這還只是假設。

然而,這些結論有其界限,作者們自己也指出了這一點。觀察顯示的是神經活動與記憶之間的關聯,但並未證明因果。刺激這類神經元能否改善記憶,還需要另行檢驗。這項研究是在癲癇患者身上進行的,他們的大腦可能與健康人的大腦不同,因此把結果推及所有人時需要謹慎。此外,圖片辨認測試只測量一種記憶,無法判斷那些留存數十年的回憶。為此需要其他研究。

其實際意義不難理解。作者們把這些發現與阿茲海默症和顳葉癲癇聯繫起來——這兩種疾病中記憶都會受損——並認為杏仁核可能成為未來治療方法(例如神經調控)的靶點。但目前這還只是假設,而非工具:該實驗並未檢驗療法,也未在數年時間裡測量記憶。

這項工作的力量在於對人體單個神經元的直接測量,以及在第二個樣本中重現了關鍵結果。這有助於更準確地看到不同腦區如何參與把當下經驗轉化為我們日後能夠回憶起的內容。

對普通人來說,結論是這樣的:記憶始於與世界相遇的那一刻。情緒反應、所見內容以及神經網絡的協同運作,共同決定一張轉瞬即逝的畫面是否會成為個人故事的一部分。杏仁核在這一過程中的參與,比「恐懼中樞」這一慣常形象所提示的更為廣泛。

某個單獨的形象究竟如何獲得勝過其他形象的優勢,目前仍是未解之謎。答案或許有助於理解,我們的個人故事是如何從轉瞬即逝的印象之流中形成的。

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來源

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

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