近日，澳大利亞蒙納士大學(xué)聯(lián)合歐洲生物保存基金會(huì)（European Biostasis Foundation）與Apex Neuroscience，在《PLOS ONE》期刊發(fā)表了一項(xiàng)引發(fā)廣泛關(guān)注的研究。他們通過大規(guī)模調(diào)查，探討神經(jīng)科學(xué)界對于“長期記憶的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)”究竟達(dá)成了哪些共識，又存在哪些分歧。

長期記憶：穩(wěn)定存在，但結(jié)構(gòu)之謎仍未解

人類和動(dòng)物可以在大腦中保留記憶數(shù)日、數(shù)月乃至終生，但大腦究竟如何“編碼”這些記憶，仍是神經(jīng)科學(xué)尚未解開的謎團(tuán)。雖然大多數(shù)神經(jīng)科學(xué)家認(rèn)同“神經(jīng)連接結(jié)構(gòu)”是長期記憶的核心，但對于具體是哪些結(jié)構(gòu)、在哪個(gè)尺度層面編碼了記憶，仍眾說紛紜。

研究指出，一些記憶十分脆弱，例如剛剛聽到的名字或鑰匙放在哪里，這類信息很容易遺忘。而另一些記憶則極其穩(wěn)固，甚至在大腦處于休眠或低活動(dòng)狀態(tài)下仍可保留，這表明維持記憶并不完全依賴持續(xù)的神經(jīng)活動(dòng)。

結(jié)構(gòu)改變，而非短暫生化反應(yīng)，是記憶的關(guān)鍵？

這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)，記憶的形成和提取是兩個(gè)不同過程。許多科學(xué)家傾向認(rèn)為，長期記憶依賴的是穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)變化，而不僅僅是短暫的生化反應(yīng)。從蛋白質(zhì)與離子通道的微觀變化，到神經(jīng)突觸連接網(wǎng)絡(luò)的宏觀結(jié)構(gòu)改造，眾多機(jī)制被提出作為潛在的記憶載體。

常被提及的機(jī)制包括突觸強(qiáng)度調(diào)節(jié)、新突觸生成、細(xì)胞內(nèi)分子結(jié)構(gòu)變化、神經(jīng)興奮性變化、髓鞘結(jié)構(gòu)變化，乃至細(xì)胞外基質(zhì)（extracellular matrix）的重構(gòu)。

盡管有研究主張“突觸連接網(wǎng)絡(luò)”就是記憶的最終“印記（engram）”，但一些現(xiàn)象——如低溫狀態(tài)下神經(jīng)結(jié)構(gòu)暫時(shí)性消失卻未導(dǎo)致記憶喪失——也對該觀點(diǎn)提出了挑戰(zhàn)。

調(diào)查顯示：神經(jīng)科學(xué)界仍缺乏統(tǒng)一認(rèn)知

為了了解專家群體對這些理論的態(tài)度，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一項(xiàng)包含28個(gè)問題的問卷調(diào)查，內(nèi)容涵蓋結(jié)構(gòu)假說、記憶存儲、腦保存、全腦仿真（whole brain emulation）等六大主題。他們共收集了312位神經(jīng)科學(xué)家的有效反饋，包括33位專注于記憶機(jī)制的“Engram專家”以及279位COSYNE神經(jīng)科學(xué)大會(huì)（2022-2024）參會(huì)者。

調(diào)查結(jié)果顯示：

• 70%的受訪者認(rèn)為，“神經(jīng)連接與突觸強(qiáng)度的持久變化”是長期記憶最主要的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；

• 46%的人認(rèn)為，只要技術(shù)足夠先進(jìn)，單靠靜態(tài)的神經(jīng)結(jié)構(gòu)圖就可能讀出特定記憶（如迷宮路徑或密碼）；

• 但超過一半的參與者表示，還需考慮動(dòng)態(tài)神經(jīng)活動(dòng)、體驗(yàn)上下文、感知-運(yùn)動(dòng)信息等附加因素；

• 多數(shù)人認(rèn)為，精確的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)（≥500納米）是解碼記憶所必需的，而原子級甚至量子層級的信息則被認(rèn)為不那么重要。

記憶能從“冷凍大腦”中讀取嗎？

調(diào)查還探討了一個(gè)極具爭議的問題：通過冷凍保存的大腦是否有可能在未來被“讀取”出記憶？

結(jié)果顯示：

• 研究人員估計(jì)，使用醛固化冷凍技術(shù)（aldehyde-stabilized cryopreservation, ASC）保存的大腦，有41%中位數(shù)概率可能保存了足夠的信息來解碼一些長期記憶；

• 若在保存前已有電生理記錄，這一概率提升至62%；

• 不過在“是否可行”這一問題上，科學(xué)家意見嚴(yán)重分裂，有的估計(jì)概率僅10%，有的接近75%。

此外，參與者預(yù)測，不同物種的全腦仿真（whole brain emulation）大致時(shí)間線為：

• 秀麗隱桿線蟲（C. elegans）：2045年；

• 小鼠：2065年；

• 人類：2125年。

科學(xué)家觀點(diǎn)多元，或源于研究路徑分歧

盡管調(diào)查反映出多個(gè)核心共識，例如結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的重要性、突觸連接在記憶中的關(guān)鍵作用等，但也揭示了科學(xué)家在具體機(jī)制、解碼可能性、尺度層級等方面的分歧。

研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這種“缺乏統(tǒng)一答案”的局面并不是神經(jīng)科學(xué)的失敗，而是領(lǐng)域探索尚處于不同研究路徑的階段性結(jié)果。隨著成像技術(shù)、腦結(jié)構(gòu)建模、人工智能算法的不斷進(jìn)步，未來有望縮小這些知識差距，為“記憶究竟是什么”這一終極問題帶來更清晰的答案。

參考文獻(xiàn)：Ariel Zeleznikow-Johnston et al, What are memories made of? A survey of neuroscientists on the structural basis of long-term memory,?PLOS One?(2025).?DOI: 10.1371/journal.pone.0326920

編輯：王洪

排版：李麗