新記憶為何難掩舊記憶

大腦如何在學(xué)習(xí)新東西的同時(shí)不忘舊東西，一直是科學(xué)家們研究的重點(diǎn)。近期，《自然》雜志發(fā)表的一項(xiàng)研究表明，小鼠在睡眠的不同階段會(huì)分別處理新舊記憶，以避免混淆。美國紐約大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家認(rèn)為，這一發(fā)現(xiàn)若在其他動(dòng)物中得到證實(shí)，很可能同樣適用于人類，因?yàn)橛洃浵到y(tǒng)具有悠久的進(jìn)化歷史。

睡眠時(shí)大腦會(huì)“重播”最近的經(jīng)歷，有助于鞏固記憶并為長(zhǎng)期存儲(chǔ)做準(zhǔn)備。在這項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)利用小鼠睡眠時(shí)眼睛部分睜開的行為，監(jiān)測(cè)其睡眠狀態(tài)。他們發(fā)現(xiàn)，在深度睡眠階段，小鼠瞳孔會(huì)周期性地縮小并恢復(fù)，每個(gè)周期約一分鐘。當(dāng)瞳孔縮小時(shí)，大腦的大部分區(qū)域正在對(duì)經(jīng)歷進(jìn)行回放。

為了探究瞳孔大小與記憶處理的關(guān)系，研究人員采用光遺傳學(xué)技術(shù)，抑制與經(jīng)歷重放有關(guān)的神經(jīng)元放電。結(jié)果顯示，在瞳孔縮小的睡眠階段抑制神經(jīng)元放電的小鼠會(huì)忘記甜點(diǎn)的位置，而在瞳孔放大的睡眠階段進(jìn)行同樣操作則不影響新記憶的保留。這表明，瞳孔縮小狀態(tài)下大腦“吸收”新記憶，而瞳孔放大狀態(tài)下大腦則保留舊記憶。

此外，研究還發(fā)現(xiàn)瞳孔放大階段有助于處理已建立的記憶，即前幾天形成的記憶，而非當(dāng)天新形成的記憶。這一發(fā)現(xiàn)揭示了大腦如何在整合新知識(shí)的同時(shí)完整保留舊知識(shí)。

大腦的“災(zāi)難性遺忘”現(xiàn)象，即先前建立的記憶被新記憶扭曲或覆蓋，同樣影響著人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。因此，對(duì)大腦如何避免“災(zāi)難性遺忘”的研究可能啟發(fā)AI 算法的相關(guān)研究，幫助AI 模型避免這一問題。

（摘自《中國科學(xué)報(bào)》1.7）