NYU科学家发现记忆“交换板”

纽约大学朗格尼健康中心（NYU Langone Health）的科学家发现，海马体中一小部分神经元扮演着生物“交换板”的角色，让大脑既能形成新记忆，又不会覆盖旧记忆。相关研究5月13日发表在《自然》杂志上，为神经科学领域长期存在的困惑——大脑如何同时保持可塑性和稳定性——提供了新解释。

复用“核心”的多路复用

研究发现，海马体CA1区域中约25%的神经元作为共享枢纽，快速接收相邻CA3区域传来的信息，并将其转发至后压皮质——后者参与空间导航和记忆回忆。关键区别在于，这些枢纽神经元对输入和输出信号使用不同的放电模式，通过同一套硬件创建了独立的通信通道，类似于电子交换板同时处理多路通话而不互相干扰。

“大脑不会为每次新体验招募新神经元，而是改变稳定细胞核心的放电模式，高效组织信息并保护先前编码的记忆。”研究共同第一作者、博士后研究员Joaquín Gonzalez博士表示。

睡眠期间依然活跃

研究人员还发现，这些CA1枢纽神经元在睡眠期间保持活跃，参与尖波涟漪事件（sharp-wave ripple events）——这种神经活动爆发一直与记忆巩固相关。由于白天处理和夜间回放均由同一群核心细胞负责，从海马体到皮层的通路能保持开放，帮助巩固长期记忆。

实验中，六只小鼠被训练在直线轨道上行走，高密度电极阵列同步记录多个相连脑区的数百个单个神经元。

对疾病和人工智能的启示

研究共同资深作者György Buzsáki博士认为，这一发现可能揭示阿尔茨海默病等神经退行性疾病的早期记忆失效机制。“我们在海马体内发现的‘记忆交换板’可以为这类疾病的早期记忆失效机制提供关键线索。”

研究对人工智能同样有潜在意义——当前AI系统常遭受“灾难性遗忘”（学习新任务时丢失旧知识）。理解大脑如何保护旧记忆同时编码新记忆，有助于设计更具鲁棒性的AI架构。

（来源：NYU Langone Health）