視覺中國
科技日報 趙漢斌
記憶提取快速泛化機制的發現和理論假說的提出， 為相關研究提供了新思路， 可能開闢一個全新研究方向。
記憶有著編碼、儲存和提取三個過程， 記憶編碼和儲存的神經機制已經取得了大量研究成果， 但人們對記憶提取的神經機制卻知之甚少。 近日， 中國科學院昆明動物研究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， 發現了記憶“快速泛化”的新現象， 通過揭示神經環路機制， 提出了記憶提取的“快速泛化理論假說”。
什麼是“快速泛化理論”？記憶如何提取？研究成果對人腦重大疾病會產生哪些影響？帶著讀者的諸多疑問， 科技日報記者對相關科學家進行了專訪。
如何提取人類記憶
“記憶的泛化提取機制”更加普適， 記憶靠“編碼—提取”的部分匹配或相似性來提取。
長期以來， “記憶編碼精准性理論”佔據主流地位，
在試驗中， 研究人員對一隻小鼠進行了記憶訓練。 他們把小鼠輪流關進兩隻長寬高相似的箱子裡， 一個被命名為“T箱”， 另一個被命名為“G箱”。 小鼠熟悉兩隻箱子後， 在T箱被施以足部的某種刺激， 讓它產生恐懼。
什麼是快速泛化假說
泛化過程需要一定時間， 泛化能力形成的快慢取決於記憶之間是否存在重疊。
徐林告訴記者， 大腦皮層下的記憶資訊加工可能存在顯著的左右輸入特異性。 但是當記憶資訊傳送到海馬時， 由於兩側海馬間存在直接聯繫環路， 使得記憶資訊在海馬中分配了基本相當的左右記憶備份。
記憶在海馬中形成後， 分佈在左右海馬中的記憶細胞可能進行了“重播”， 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， 從而觸發了一種“赫伯突觸可塑性”， 進而記憶細胞之間的連接逐漸加強。 這種“內在學習”過程， 賦予了記憶舉一反三、活學活用等泛化提取能力， 比如孩子在把左邊的兩個蘋果和右邊的兩個蘋果拿到一起後， 就會自然形成“2+2=4”的概念。 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。
泛化過程需要一定時間， 因為泛化不僅要面對未知多變的環境，
遺忘是怎樣發生的
老年癡呆症患者的記憶並沒有消失， 而是泛化能力受損， 這與海馬體有關。
徐林說， 眾多理論假說認為， 記憶的泛化提取能力是緩慢形成的， 要在記憶編碼後2—4周建立。 但他的實驗室博士周恒和同事首次發現， 記憶的泛化提取可在24小時內或更短時間內快速形成。 通過研究哺乳動物海馬體，他們還發現了快速泛化的神經環路機制。
海馬體位於哺乳動物大腦丘腦和內側顳葉之間，主要負責長時記憶的存儲轉換和定向等功能，通俗地說，記憶就是在那兒形成的。但遺忘又是怎麼發生的呢？徐林解釋道，自己一位朋友的父親因患阿爾茨海默病（AD，也就是老年癡呆症）經常走失，最後准能在老屋原址附近找到他。這說明老人的記憶並沒有消失，而是泛化能力受損，問題也與海馬體有關聯。
徐林說，大量的研究結果表明，人是否會患上老年癡呆症，關鍵看泛化能力和記憶的提取能力。他們這次發現的記憶快速泛化機理，為瞭解記憶異常相關的神經系統疾病提供了理論依據。
開闢腦病研究新方向
不僅有助於解決慢速泛化問題，還對治療老年癡呆症或抑鬱症等有幫助。
記憶提取的快速泛化機制的發現和理論假說的提出，為相關領域的研究提供了全新思路，可能開闢一個全新的研究方向。“我們正聯合多學科、多家科研和醫療機構進行這方面的研究，我也期待該研究方向的未來發展，為理解人類記憶的提取機制和相關腦疾作出貢獻。”徐林說。
老年癡呆症是目前全球關注的焦點之一，迄今為止仍然缺乏有效的預防和治療措施。臨床研究顯示早期患者“記憶的精准提取”還未受到影響時，記憶的泛化提取能力已經嚴重受損。相反，戰爭和地震等不可抗拒的災害可導致創傷後應激綜合征(PTSD)，其臨床特徵之一是當患者面臨災難經歷相似的環境條件時，其腦內會不受控制“重播”恐懼場景並伴隨情緒改變，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，與抑鬱症的發生存在密切關係。依據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鬱症患者的認知模式特點。
徐林介紹，快速泛化假說理論的提出，不僅有助於解決困擾人們已久的慢速泛化問題，還將有助於腦重大疾病的治療或康復。2016年，日本科學家曾用光遺傳技術，幫助AD小鼠解決了記憶丟失的問題。而發現神經環路機制後，可通過臨床對眼耳進行適量刺激，人為操縱左右海馬，有可能改善神經環路連接的效能。此外，結合此前用中藥成功對抑鬱症患者進行有效治療的經驗，徐林透露，他們正在尋找一種可以調整神經環路泛化能力的小分子。“一旦發現的話，就可以做成新藥，這是蠻有希望的！”徐林加重語氣說。
通過研究哺乳動物海馬體，他們還發現了快速泛化的神經環路機制。海馬體位於哺乳動物大腦丘腦和內側顳葉之間，主要負責長時記憶的存儲轉換和定向等功能，通俗地說，記憶就是在那兒形成的。但遺忘又是怎麼發生的呢？徐林解釋道，自己一位朋友的父親因患阿爾茨海默病（AD，也就是老年癡呆症）經常走失，最後准能在老屋原址附近找到他。這說明老人的記憶並沒有消失，而是泛化能力受損，問題也與海馬體有關聯。
徐林說，大量的研究結果表明，人是否會患上老年癡呆症，關鍵看泛化能力和記憶的提取能力。他們這次發現的記憶快速泛化機理，為瞭解記憶異常相關的神經系統疾病提供了理論依據。
開闢腦病研究新方向
不僅有助於解決慢速泛化問題，還對治療老年癡呆症或抑鬱症等有幫助。
記憶提取的快速泛化機制的發現和理論假說的提出，為相關領域的研究提供了全新思路，可能開闢一個全新的研究方向。“我們正聯合多學科、多家科研和醫療機構進行這方面的研究，我也期待該研究方向的未來發展，為理解人類記憶的提取機制和相關腦疾作出貢獻。”徐林說。
老年癡呆症是目前全球關注的焦點之一，迄今為止仍然缺乏有效的預防和治療措施。臨床研究顯示早期患者“記憶的精准提取”還未受到影響時，記憶的泛化提取能力已經嚴重受損。相反，戰爭和地震等不可抗拒的災害可導致創傷後應激綜合征(PTSD)，其臨床特徵之一是當患者面臨災難經歷相似的環境條件時，其腦內會不受控制“重播”恐懼場景並伴隨情緒改變，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，與抑鬱症的發生存在密切關係。依據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鬱症患者的認知模式特點。
徐林介紹，快速泛化假說理論的提出，不僅有助於解決困擾人們已久的慢速泛化問題，還將有助於腦重大疾病的治療或康復。2016年，日本科學家曾用光遺傳技術，幫助AD小鼠解決了記憶丟失的問題。而發現神經環路機制後，可通過臨床對眼耳進行適量刺激，人為操縱左右海馬，有可能改善神經環路連接的效能。此外，結合此前用中藥成功對抑鬱症患者進行有效治療的經驗，徐林透露，他們正在尋找一種可以調整神經環路泛化能力的小分子。“一旦發現的話，就可以做成新藥，這是蠻有希望的！”徐林加重語氣說。