人脑如何跟踪事件序列中的顺序?
研究表明“时间细胞”? 海马体中的神经元被认为代表时间信息? 可能是将我们的记忆按正确顺序粘在一起的粘合剂,以便我们能够正确回忆起事情发生的正确顺序。
这些序列跟踪时间单元的证据已经之前在老鼠身上发现过,其中特定的神经元集合被认为支持事件的回忆和动作序列的规划。
但长期以来,人们对情景记忆在人脑中是如何编码的知之甚少。
为了进行调查,法国大脑与认知研究中心 (CerCo) 的神经科学家 Leila Reddy 领导的一组研究人员使用植入海马体的微电极监测了 15 名癫痫患者的大脑电活动。
“创建情景记忆需要将经历中的不同事件与时间保真度联系在一起,”研究人员他们的研究中解释了,于 2021 年出版。
“鉴于海马体在序列顺序学习和时间顺序判断中的重要性,我们测试了当参与者学习一系列项目的顺序时,人类海马神经元是否代表时间信息。”
这些实验是在医学测试期间进行的,使用电极来定位大脑中癫痫发作的来源。
因此,该研究不需要任何侵入性或有风险的植入,而患者不会为了前瞻性癫痫治疗的目的而进行这些植入。
在实验中,参与者按照预先确定的顺序看到一系列图像,并被要求记住该序列。
在会议期间,电极记录了海马体中响应实验而放电的特定神经元,无论是在显示图像的特定时刻,在没有显示图像的间隙期间,还是在要求参与者预测将显示什么图像的暂停期间从已显示的序列中选择下一个。
据研究人员称,所涉及的神经元是时间细胞的证据:“其活动受到明确定义的时间窗口内的时间上下文调节的神经元”。
研究人员表示,其中一些神经元在实验中积极参与记忆或回忆图像序列,但有些神经元在没有视觉刺激时也很活跃,这表明即使没有发生任何特别的事情,它们也在编码时间的流动。
“观察到时间细胞在这些空白期间的连续时刻放电,”研究人员解释说在他们的论文中。
“这些间隙期间的时间调制不可能是由外部事件驱动的;相反,它们似乎代表了由于患者在等待期间经历的变化而产生的不断变化的时间信号。”
研究人员表示,人脑中的时间细胞是“多维的”,能够编码与时间相关的信息,还能对不同种类的感官信息或刺激做出反应。
研究小组认为,这些时间神经元的多维行为可能记录了经历的“什么”、“地点”和“时间”,将元素缝合在一起,从混乱的输入中组成连贯的记忆。
“主观‘心理时间旅行’现象是情景记忆的基石,”研究人员说。
“我们重温过去的体验的核心是我们能够生动地回忆起在特定地点和特定时间顺序发生的特定事件?我们的结果提供了进一步的证据,证明人类海马神经元代表了体验中的时间流动。”
研究结果报告于神经科学杂志。
本文的早期版本于 2021 年 7 月发布。