Nat Commun：有意思!海马体能利用双通道来储存记忆!

来源：100医药网 2024-07-12 10:45

该研究揭示的海马体子域CA3的互补编码机制，不仅为理解复杂任务的计算优势提供了新思路，也为人工智能领域的创新带来了启示。

海马体，作为大脑中掌管记忆的关键区域，长久以来一直是神经科学家研究的焦点。近日，一项发表于国际顶尖期刊《Nature Communications》的研究，题为 Distinguishing examples while building concepts in hippocampal and artificial networks ，由日本RIKEN大脑科学研究中心的研究团队领衔，揭示了海马体子域CA3在存储记忆时的双通道机制。研究发现，海马体能以离散方式记录事件，即一个通道精细捕捉事件细节，另一个通道则构建总体印象，这一发现为理解记忆的形成提供了全新视角。

我们的记忆兼具具体与抽象的特质，既能让我们重温往昔的每一个瞬间，又能从中提炼出普遍的概念。例如，我们不仅能回忆起与朋友相聚的每个细节，还能概括其外貌与性格特征。

长期以来，海马体被视为这两项能力的中枢，但其具体运作机制一直是个谜。研究者Louis Kang博士对此深感着迷，他将记忆的奥秘比作未知的宝藏，即使在现代科学的背景下，仍有许多未解之谜等待揭开。

以往的研究指出，海马体能接收两类输入，一类直接源自上游大脑区域，承载着未经加工的经验；另一类则经过中间大脑区域的处理，信息变得更加浓缩。研究人员推测，前者可能代表了记忆中的具体细节，而后者则承载了对事物的总体印象。

海马体或能利用双通道来储存记忆

图片来源：Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-44877-0

为了验证这一猜想，研究团队运用统计物理学方法，构建了海马体神经回路的数学模型。随后他们利用运动鞋、裤子和外套这三张图片来测试这一模型，结果显示，第一种途径能储存每一张图像的细节，而第二种途径则能产生通用概念图像。

初步测试表明，该模型能合理再现海马体中的信息处理过程，但仍需更多实验证据支持。研究者Kang表示，模型提出的解释为大脑如何同时存储具体实例和抽象概念提供了可能性。为了进一步验证模型的有效性，研究团队利用公开的小鼠海马体神经元实验数据进行对照，发现模型预测的特征与实际记录相符，这为模型的正确性提供了有力佐证。

最后，研究者将这一方法拓展至机器学习领域，训练神经网络以实例和概念的形式呈现信息，以期提升其在图像识别和特征提取上的性能。研究者相信，这将有助于揭示生物智能与人工智能算法之间的桥梁，为开发更高效的计算模型提供灵感。

总而言之，该研究揭示的海马体子域CA3的互补编码机制，不仅为理解复杂任务的计算优势提供了新思路，也为人工智能领域的创新带来了启示。（100yiyao.com）

参考文献：

Kang, L., Toyoizumi, T. .Nat Commun15, 647 (2024). doi：10.1038/s41467-024-44877-0

Louis Kang,Taro Toyoizumi. , Physical Review E (2023). DOI: 10.1103/PhysRevE.108.054410

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