研究探索海马体中预测模型的出现
2023-07-25
来源: drugdu
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神经科学研究发现，大脑会自发地将事件和生活经历组织成记忆，这些记忆可以在不同的时间点进行精神检索和重放。众所周知，这些对过去事件的记忆在一定程度上塑造了人类的认知和行为，例如，突出显示了过去被证明有效的解决特定问题的策略。
海马体的一个关键区域被称为 CA1 区，据推测，该区域通过创建大致代表不同情景下可能发生情况的预测模型，支持人类检索相关记忆以预测未来结果的能力。尽管许多神经科学家一直在研究这一假设，但人们对这些模型的建立和随时间更新的方式仍然知之甚少。
多伦多病童医院和多伦多大学的研究人员最近开展了一项研究，旨在更好地了解这些预测模型在海马 CA1 区的形成过程。他们的研究结果发表在《神经元》（Neuron）杂志上，揭示了小鼠大脑中 CA1 神经元在学习完成一项任务时根据以往经验进行预测的活动。
“当我们想到记忆时，我们通常会认为它是回忆过去经历的一种方式--一种'回忆装置'，”这项研究的研究者之一保罗-弗兰克兰（Paul Frankland）告诉《医学快报》（Medical Xpress）。“但看待记忆的另一种方式是思考如何利用它来预测未来。这就是我们在研究中探讨的问题，我们问：我们过去的经历如何让我们更好地预测未来？”
作为实验的一部分，弗兰克兰和他的同事训练 80 只小鼠完成谜题，这些谜题涉及分辨不同的声音以获得食物奖励。它们所解的谜题遵循类似的一般规则，这使小鼠能够从心理上预测如果它们以特定的方式行事可能会发生什么。
研究人员发现，随着时间的推移，小鼠不仅学会了解决个别问题，还学会了所有谜题的基本规则。最终，它们能够将这一规则应用到未来的试验中，有效地解决了以前没有遇到过的新难题。
弗兰克兰解释说：“在训练小鼠和观察它们的过程中，我们还对海马体的神经活动进行了成像--海马体是大脑中对解决这类谜题非常重要的区域。值得注意的是，一旦小鼠'明白'了，也就是学会了规则，我们就注意到它们的神经活动模式进入了一种可靠的状态。我们认为，正是这种状态与预测模型相对应--这种状态使小鼠能够根据过去的经验对未来的新事件做出预测。”
总之，这个研究小组收集的研究结果证实，海马的 CA1 区通过将过去事件的记忆与新的感官信息相结合，支持了预测模型的发展。未来，他们的工作可能会为进一步研究这一大脑区域铺平道路，从而进一步阐明大脑利用记忆指导未来行为的方式。
弗兰克兰补充说：“我们的研究将记忆研究的重点从思考记忆对思考过去的作用转移到思考记忆对预测现在或未来的重要性。”“我们感兴趣的是，什么样的事情会影响预测模型在海马体中形成的效率。也许压力会扰乱这些模型的形成，也许这些模型在早期发育时更容易形成--年轻的大脑对世界的经验较少，需要快速形成关于世界如何运作的模型。”
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