在西达赛奈医学中心领导的一项研究中，研究人员发现了两种类型的脑细胞，它们在将人类的连续经历划分为不同的片段以供日后回忆方面发挥着关键作用。这一发现为开发新的记忆障碍（如失智和阿尔茨海默病）治疗方法提供了新的希望。

西达赛奈医学中心3月7日消息

这项研究是由美国国立卫生研究院（NIH）资助、西达赛奈（Cedars－Sinai）牵头的多机构脑科学计划（BRAIN Initiative）的一部分，发表在同行评议的《自然－神经科学》（Nature Neuroscience）杂志上。作为正在进行的关于记忆如何工作的研究的一部分，西达赛奈医学中心的神经外科、神经病学和生物医学科学教授 Ueli Rutishauser 博士和合作者观察了大脑细胞在记忆形成时是如何反应的。

研究于2022年3月7日发表在《Nature Neurocience》（最新影响因子：24．884）杂志上

该研究的资深作者 Rutishauser 说：“我们不能为患有记忆障碍的人提供重大帮助的原因之一是，我们对记忆系统是如何工作的了解不够。”他又补充说，记忆是我们人类的基础。

人的经历是连续的，但心理学家认为，基于对人们行为的观察，记忆被大脑划分为不同的事件，这一概念被称为事件切割（event segmentation，事件切割指的是人们将连续的外界信息析解成若干个有意义且互相关联的事件的过程）。与 19 名耐药癫痫患者合作，Rutishauser 和他的团队能够研究神经元在这一过程中的表现。

参与这项研究的患者通过外科手术将电极插入他们的大脑，以帮助定位癫痫发作的病灶，让研究人员在患者观看包含认知边界的电影片段时记录单个神经元的活动。

Ueli Rutishauser 教授

虽然日常生活中的这些边界是微妙的，但出于研究目的，研究人员将重点放在“硬”和“软”边界上。

“软边界的一个例子是两个人在走廊上走着说话，在下一个场景中，第三个人加入了他们，但这仍然是同一个整体叙事的一部分，” Rutishauser 说，他是神经科学和医学中心的临时主任，也是 Cedars－Sinai 神经科学理事会主席。

在硬边界的情况下，第二个场景可能涉及一组完全不同的人坐在一辆车里。“硬边界和软边界的区别在于正在进行的叙述的偏差大小，” Rutishauser 说，“这是一个完全不同的故事（硬边界），还是同一个故事中的一个新场景（软边界）？”

当研究参与者观看电影片段时，研究人员注意到，大脑中的某些神经元（他们称之为“边界细胞”）在硬边界和软边界之后都增加了活动。另一组被标记为“事件细胞”的神经元只在对硬边界作出反应时增加了活动，而对软边界没有反应。

Rutishauser 和他的合作者推断，边界细胞和事件细胞的活动达到高峰——这是在硬边界之后最高的，当这两种类型的细胞都被激发时——让大脑进入开始新记忆的适当状态。

“边界响应有点像在你的电脑上创建一个新文件夹，” Rutishauser 说，“然后你可以在那里存放文件。当另一个边界出现时，关闭第一个文件夹，创建另一个。”

为了检索记忆，大脑使用边界峰，Rutishauser 称之为“心理时间旅行的锚”。

“当你试图记住某件事时，它会引起脑细胞的兴奋，” Rutishauser 说，“然后，记忆系统将这种活动模式与之前在边界后不久出现的所有激活峰值进行比较。如果它找到一个类似的，它打开该文件夹。你回到那个时间点几秒钟，然后发生的事情就会变得清晰起来。”

为了验证他们的理论，研究人员对研究参与者进行了两次记忆测试。

他们首先向参与者展示了一系列静止的图像，并询问他们是否在他们看过的电影片段中见过这些图像。当一个新的“记忆文件夹”被创建时，研究参与者更容易记住紧随着硬边界或软边界的图像。

研究人员还向参与者展示了他们看过的电影片段中的成对图片，并问他们哪一张图片先出现。参与者很难记住出现在硬边界对面的图像的正确顺序，这可能是因为大脑将这些图像分割到不同的记忆文件夹中。

Rutishauser 说，改善事件切割的疗法可以帮助记忆障碍患者。他解释说，即使是像气氛变化这样简单的事情也能放大事件的界限。

“环境的影响实际上相当强，” Rutishauser 说，“如果你在一个你从未去过的新地方学习，而不是坐在所有熟悉的沙发上学习，你会对这些材料产生更强的记忆。”

研究团队包括波士顿儿童医院的博士后郑洁博士和神经学家 Gabriel Kreiman 博士，多伦多大学神经外科医生、医学博士 Taufik A． Valiante，以及医学博士、Cedars－Sinai 神经外科教授和功能神经外科项目主任 Adam Mamelak 。

Adam Mamelak 教授

在后续的研究中，该团队计划验证这样的理论：当边界细胞和事件细胞被激活时，多巴胺神经元会被激活，而多巴胺是一种在细胞间传递信息的化学物质，可能会被用于加强记忆的形成。

Rutishauser 和他的团队还注意到，在这项研究中，当事件细胞与大脑的内部节奏之一（θ节律——一种与学习、记忆和导航相关的重复活动模式）及时激活时，受试者能够更好地记住他们看到的图像的顺序。这是一个重要的新发现，因为它表明调整θ节律的深层大脑刺激可以证明对记忆障碍有治疗作用。

本研究的第一作者郑洁博士

该研究的第一作者郑洁博士说：“θ波节律被认为是情景记忆的‘时间粘合剂’。我们认为，与θ节律同步的事件细胞的激活，在不同的记忆文件夹中建立了基于时间的链接。”

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