作者：佚名 中國科學院昆明動物研究所（以下簡稱“昆明動物所”）徐林研究員帶領的學習記憶研究實驗室，與多家科研單位密切合作發(fā)現了記憶“快速泛化”的新現象。通過揭示其神經環(huán)路機制，提出了記憶提取的“快速泛化理論假說”。該研究成果于2017年12月19日在《自然通訊》發(fā)表。

記憶有著編碼、儲存和提取三個過程。神經科學領域的未來終極目標之一是揭示記憶儲存和提取的神經機制。目前，記憶編碼和儲存的神經機制已經取得了系列豐碩研究成果，但是記憶提取的神經機制卻知之甚少。

長期以來“記憶編碼精準性理論”認為，最有效的記憶提取是使用編碼時的相同條件，包括編碼時的地理位置、周邊環(huán)境，以及個人的生理和心理狀態(tài)等。這種現象稱為“記憶的精準提取”（Specific recall）。然而，就如古希臘哲學家赫拉克利特的名言一樣，“沒有人能夠步入同一條河流兩次”，因為河流和人都隨時間而改變，也就是記憶的精準提取是很少發(fā)生的。絕大多數情況下，記憶的提取依賴于泛化（Generalization），即使用編碼-提取的部分匹配或相似性來提取記憶。從某種意義上，理解“記憶的泛化提取機制”就回答了大多數情況下記憶的提取機制。

記憶的快速泛化與腦重大疾病

令人迷惑不解的是，過去研究報道發(fā)現記憶形成后需要2-4周才能形成記憶的泛化提取能力。由于與記憶的儲存時程相似，眾多理論假說認為記憶的泛化提取能力是緩慢形成的。來自昆明動物所學習記憶實驗室的周恒博士等發(fā)現記憶的泛化提取可在24小時內或甚至更快形成，他們把這種新發(fā)現命名為記憶提取的“快速泛化”（Rapid generalization），并發(fā)現了快速泛化的神經環(huán)路機制。這一發(fā)現對了解記憶異常相關的神經系統疾病的機理提供了理論依據。老年癡呆癥或阿爾茨海默?。ˋD）是目前全球社會關注的焦點之一，迄今為止仍然缺乏有效的預防和治療措施。臨床研究顯示AD早期患者“記憶的精準提取”還未受到影響時，記憶的泛化提取能力已經嚴重受損。相反，戰(zhàn)爭和地震等不可抗拒的災害可導致創(chuàng)傷后應激綜合癥（Posttraumatic stress disorder， PTSD），其臨床特征之一是當患者面臨災難經歷相似的環(huán)境條件時，其腦內會不受控制“回放”經歷的恐懼場景并伴隨情緒改變，這是記憶提取的過度泛化的一個典型實例。此外，早期應激生活事件可能導致絕望、自責、自罪等“負性記憶”形成，與抑郁癥的發(fā)生存在密切關系。依據周恒博士等的快速泛化理論假說可推測，“負性記憶”可能從過去轉移到現實生活中，導致“自動負性思維”。這種記憶提取的過度泛化現象也許是抑郁癥患者的認知模式特點。在日常生活中人們都知道“第一印象”這種記憶的重要性，它會不知不覺地影響人們隨后的認知模式，也是一種記憶提取的泛化現象。顯然，周恒博士等發(fā)現的快速泛化神經機制以及提出的理論假說，可能為理解生理和病理條件下腦的工作模式提供了全新思路。

記憶提取的快速泛化理論假說

周恒博士等的論文在審稿過程中，審稿人們給予了一致高度評價，并對他們提出了更高的要求，“小心總結過去的所有發(fā)現精細提出快速泛化的新理論假說”。在此簡要總結該假說的內容：1. 大腦皮層下的記憶信息加工，可能存在顯著的左右輸入特異性。但是當記憶信息傳送到海馬時，由于兩側海馬間存在直接聯系環(huán)路DHC，使得記憶信息在海馬中分配了基本相當的左右記憶備份。這是記憶精準提取的重要基礎，即損毀單個備份不影響記憶的精準性提取。2. 記憶在海馬中形成后，分布在左右海馬中的記憶細胞可能進行了“回放”，偶爾會出現左右之間活動的同步化例如在睡眠過程中就存在這種現象，從而觸發(fā)了一種“赫伯突觸可塑性”spike-timing dependent plasticity （STDP），進而記憶細胞之間的DHC突觸連接強度逐漸加強。這種“內在學習”過程，賦予了記憶的泛化提取能力，即實現舉一反三、活學活用等。3. 猜測是左右記憶細胞之間的突觸可塑性提供了一個額外的記憶提取路徑，從而能夠更容易提取記憶而不影響記憶本身。4. 這個過程需要一定時間，是因為泛化不僅要面對未知多變的環(huán)境，也要防止泛化可能產生的錯誤。DHC左右連接纖維突觸可塑性的精細調節(jié)和再調節(jié)就顯得尤其重要，提供了一種糾錯機制。5. 泛化能力形成的快慢決定于記憶之間是否存在重疊。例如人類的成長過程中受到的教育已經使得許多知識、技巧等記憶連接到一起，涉及這些內容的記憶將會快速泛化。而人類設計的任務對動物來說，是完全沒有接觸過的，因此動物中泛化能力的形成需要更多時間。

記憶提取的快速泛化機制的發(fā)現和理論假說的提出，為相關領域的研究提供了全新思路，可能開辟了一個全新的研究方向，實現對記憶提取的神經機制的理解。期待該研究方向的未來發(fā)展，為理解人類記憶的提取機制、為理解相關腦疾病做出貢獻。

原始出處：

Zhou H，et al.，The interhemispheric CA1 circuit governs rapid generalisation but not fear memory.Nat Commun. 2017 Dec 19；8（1）：2190.