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動(dòng)物界“記憶大師”是這樣煉成的

2024年04月12日08:31 | 來(lái)源:科技日報
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原標題:動(dòng)物界“記憶大師”是這樣煉成的

黑冠山雀每次存放食物時(shí)大腦都會(huì )產(chǎn)生“條形碼記憶”。圖片來(lái)源:《細胞》

  每年秋天,一種名叫黑冠山雀的小鳥(niǎo)都會(huì )儲存數以千計的種子、昆蟲(chóng)和其他零食,以度過(guò)嚴冬。但這些嬌小的動(dòng)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(shí),它們的大腦都會(huì )產(chǎn)生“條形碼記憶”。這一發(fā)現可為人類(lèi)和其它哺乳動(dòng)物如何創(chuàng )建和存儲記憶提供新見(jiàn)解。

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

  研究人員建造了一個(gè)室內競技場(chǎng),其中有128個(gè)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(niǎo)們的電活動(dòng)。研究人員將鳥(niǎo)兒放入競技場(chǎng),并使用機動(dòng)喂食器投喂葵花籽,還用6個(gè)攝像頭拍攝了視頻片段,并建立了一個(gè)人工智能程序來(lái)跟蹤鳥(niǎo)類(lèi)的運動(dòng)和身體定位。

  正如所料,鳥(niǎo)兒將種子藏在了整個(gè)競技場(chǎng)中。每當山雀將食物藏在儲藏點(diǎn)時(shí),它的海馬體(大腦中負責學(xué)習和記憶的部分)就會(huì )短暫地亮起一種獨特圖案,類(lèi)似于商品上的條形碼。當這只鳥(niǎo)回到那個(gè)地點(diǎn)取回種子時(shí),研究人員在它的大腦中觀(guān)察到了相同的模式。

  通過(guò)關(guān)注這些特殊時(shí)刻,研究人員識別出了以前從沒(méi)注意到的與記憶相關(guān)的活動(dòng)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(chēng)為位置細胞)的活動(dòng)而發(fā)生。但過(guò)去的研究顯示,蝙蝠、老鼠、猴子和其它動(dòng)物都使用位置細胞來(lái)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,在“站點(diǎn)”存儲和提取食物的過(guò)程中,鳥(niǎo)兒的大腦除了位置細胞還有其他活動(dòng)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(diǎn)”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(gè)系統之間的關(guān)系,將會(huì )為記憶形成的神秘基礎提供更有價(jià)值的線(xiàn)索。(記者張夢(mèng)然)

(責編:李昉、李依環(huán))

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