一个告诉大脑何时学习，何时记忆的开关

　　记忆系统在学习和记忆之间交替。这两种功能由不同的神经回路控制。巴斯德研究所的科学家最近通过动物模型，在海马体中发现了一种神经信号，海马体是形成和回忆记忆的关键大脑区域，它使大脑能够在记忆和学习模式之间切换。研究结果于2022年7月15日发表在《Nature Communications》杂志上。

　　

   

   

小鼠看到的虚拟现实环境    

记忆系统在学习和记忆之间交替。这两种功能由不同的神经回路控制。巴斯德研究所(institute t Pasteur)的科学家最近通过动物模型，在海马体中发现了一种神经信号，海马体是形成和回忆记忆的关键大脑区域，它使大脑能够在记忆和学习模式之间切换。

在我们的生活中，我们的大脑不断地记住我们在过去学到的信息，并用它来理解当前的世界。然而，我们也经常会遇到以前从未经历过的物体和事件，这时大脑就需要做好学习的准备。我们大脑记忆系统的这两种基本功能，学习和记忆，似乎一直在相互竞争。巴斯德研究所空间导航和记忆神经电路实验室主任Christoph Schmidt-Hieber解释说:“大脑如何在这两个相反的过程中找到平衡是神经科学家长期以来一直关注的一个问题。”

Christoph Schmidt-Hieber的研究小组最近通过设计一个实验来解决这个问题，在这个实验中，小鼠探索虚拟现实环境，它们的大脑被记录下来。“我们意识到，研究大脑如何对新奇事物做出反应的主要障碍是物理现实本身!”Ruy Gómez-Ocádiz解释道，他是实验室的博士生，也是该研究的第一作者。在传统的实验中研究绝对的新奇对大脑的影响几乎是不可能的，因为人们需要立即改变动物所感知的一切。“我们可以很容易地克服这个问题，只要我们能在记录小鼠大脑的同时，把它‘传送’到一个新房间。这听起来可能像科幻小说，但虚拟现实技术让我们能够做到这一点”。

科学家们设计了一个视频游戏，让小鼠学习探索一个虚拟的“世界”，当它们正确地遵循一个简单的游戏规则时，就会获得糖奖励。当小鼠玩电子游戏时，研究人员记录了海马体神经元的活动，海马体是形成和回忆记忆的关键大脑区域。

通过这种创新的方法，他们发现在动物被传送到一个新的虚拟世界的精确时刻，海马体中会出现一个电信号。这种信号是由颗粒细胞发出的，由新奇事物触发。它诱导了从记忆的神经状态到学习状态的过渡。

科学家们与来自École normale supérieure、Université PSL和CNRS的物理学家们合作，然后开发了一个计算模型，说明这种新奇信号如何作为开关，使大脑根据环境中存在的信息在记忆和学习模式之间切换。“海马体中这种新奇信号的发现为理解大脑如何在新记忆的形成和熟悉记忆的回忆之间找到必要的平衡提供了令人兴奋的新线索”。

该研究由上述机构，欧洲研究理事会(ERC)和法国国家研究机构(ANR)资助。

A synaptic signal for novelty processing in the hippocampus