近日，美國康奈爾大學的科研團隊取得了一項關(guān)于記憶形成機制的重大發(fā)現(xiàn)，該研究揭示了瞳孔在大腦構(gòu)建牢固且持久記憶過程中的關(guān)鍵作用。主導此項研究的是康奈爾大學的助理教授阿扎哈拉?奧利瓦（Azahara Oliva）以及安東尼奧?費爾南德斯 – 魯伊斯（Antonio Fernandez-Ruiz），其研究成果已刊載于權(quán)威學術(shù)期刊《自然》之上。

研究團隊運用前沿技術(shù)，對實驗小鼠展開了深入探究。他們?yōu)樾∈笱b配了高精度的腦電極以及超微型眼球追蹤攝像頭，以此來精準監(jiān)測小鼠睡眠狀態(tài)下的腦部神經(jīng)活動與瞳孔細微變化。在為期一個月的實驗周期內(nèi)，研究人員首先訓練小鼠完成各類復雜任務，諸如讓小鼠在迷宮中探索，以獲取水或美味餅干等獎勵，促使小鼠形成不同階段的記憶。

當小鼠完成新任務并進入睡眠后，實驗裝置開始發(fā)揮關(guān)鍵作用。腦電極實時捕捉小鼠腦部神經(jīng)元的電信號活動，而微型攝像頭則聚焦于小鼠的瞳孔，記錄下每一絲動態(tài)變化。奧利瓦教授指出：“非快速眼動睡眠階段乃是記憶鞏固的關(guān)鍵窗口期，然而這些關(guān)鍵瞬間極其短暫，往往僅有 100 毫秒，以人類的感知能力根本難以察覺。大腦究竟如何在漫漫黑夜里，巧妙且高效地分配這些轉(zhuǎn)瞬即逝的記憶篩選與強化環(huán)節(jié)？又是怎樣精準區(qū)分新近習得的知識與早已存儲的舊記憶，避免二者相互干擾呢？”

實驗數(shù)據(jù)表明，小鼠睡眠時的時間結(jié)構(gòu)遠比先前認知的更為復雜精細，與人類睡眠階段呈現(xiàn)出諸多相似特性。研究人員通過在小鼠睡眠的不同時段進行人為干預，中斷其睡眠進程，隨后對小鼠完成任務的記憶回溯能力展開測試，進而逐步解析出大腦記憶鞏固的內(nèi)在邏輯。

研究發(fā)現(xiàn)，當小鼠踏入非快速眼動睡眠的特定子階段時，其瞳孔會出現(xiàn)規(guī)律性收縮，此刻，新近學習的任務所對應的新記憶正處于活躍的重放與強化鞏固階段，而過往的舊知識則處于相對靜默狀態(tài)，不受干擾。反之，當瞳孔呈現(xiàn)放大狀態(tài)時，大腦則切換至對舊記憶的回溯與重新整合流程，強化舊記憶在大腦神經(jīng)回路中的印記。

奧利瓦教授形象地描述道：“整個睡眠過程就如同一場精妙編排的知識樂章，新學習、舊知識交替奏響，緩緩流淌。我們的研究有力地證實了大腦內(nèi)部存在一種精妙的中等時間尺度調(diào)控機制，它如同一位嚴謹?shù)膱D書管理員，有條不紊地將新入庫的知識與陳舊典籍分別歸檔，互不混淆，從而確保記憶系統(tǒng)的有序運行，有效規(guī)避‘災難性遺忘’現(xiàn)象，即防止新記憶的錄入覆蓋或擦除舊有的珍貴記憶?！?/div>