摘要：大脑是如何做到学了新东西不忘旧东西的？科学家一直在试图解开这个谜团。一项1月1日发表于《自然》的研究发现，至少在小鼠中，大脑会在睡眠的不同阶段处理新旧记忆，以防两者混淆。

小鼠海马体中的神经纤维。

本报讯 大脑是如何做到学了新东西不忘旧东西的？科学家一直在试图解开这个谜团。一项1月1日发表于《自然》的研究发现，至少在小鼠中，大脑会在睡眠的不同阶段处理新旧记忆，以防两者混淆。

“假设这一发现在其他动物中得到证实，我敢打赌它也会发生在人类身上。因为记忆是一个拥有古老进化历程的系统。”美国纽约大学的系统神经科学家Gy?觟rgy Buzsáki说。

科学家早就知道，在睡眠期间，大脑会“重播”最近的经历——参与该经历的神经元会以相同的顺序放电。这种机制有助于将这些经历固化为记忆，并为长期存储做准备。

为了研究睡眠期间的大脑功能，研究团队利用了小鼠的一个奇怪行为，即在睡眠的某些阶段，小鼠的眼睛会部分睁开。

研究人员在每只小鼠睡觉时监测它的一只眼睛。结果发现，在深度睡眠阶段，小鼠瞳孔会先缩小然后恢复到原本的大小，并重复这一过程，每个周期持续约一分钟。神经元记录显示，当其瞳孔缩小时，大脑的大部分区域正在对经历进行回放。

据此，研究人员提出：“瞳孔大小是否与记忆处理有联系？”为了回答这个问题，他们采用了光遗传学技术。该技术利用光触发或抑制大脑基因工程神经元的电活动。

首先，研究人员训练基因改造小鼠找到隐藏在平台上的甜点。训练结束后，当小鼠入睡时，研究人员采用光遗传学技术抑制与经历重放有关的神经元放电。他们在小鼠瞳孔缩小和放大的睡眠阶段都进行了这样的操作。

结果发现，在瞳孔缩小的睡眠阶段抑制神经元放电的小鼠，被唤醒后会完全忘记甜点的位置。“我们抹去了小鼠的记忆。”论文作者、美国康奈尔大学的系统神经科学家唐文博（音）说，抑制瞳孔放大阶段的神经元放电，被唤醒后的小鼠依然能直接找到甜点的位置，这表明它们的新记忆被完整地保留了。

不过，该团队的其他实验表明，瞳孔放大阶段有其自身的功能——它有助于大脑处理已建立的记忆，即小鼠前几天形成的记忆，而不是当天形成的记忆。

“瞳孔放大状态下，大脑保留旧记忆；瞳孔缩小状态下，大脑‘吸收’新记忆。”论文作者、康奈尔大学物理学家Azahara Oliva说，这两个阶段揭示了大脑是如何在整合新知识的同时完整保留旧知识的。

先前建立的记忆被新的记忆扭曲、覆盖，这种现象被称作大脑的“灾难性遗忘”。

事实上，“灾难性遗忘”同样影响着人工神经网络——这些以大脑为模型的算法，是当今许多人工智能（AI）工具的基础。

唐文博表示，对大脑如何避免“灾难性遗忘”的研究可能会启发一些算法的相关研究，帮助AI模型避免这个问题。（徐锐）

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来源：新浪财经