Nature子刊：记忆是在一张白纸上形成的吗？

　　

海马体是大脑中负责记忆形成和空间导航的关键区域。它将短期记忆转化为长期记忆，帮助我们保留并积累经验。

奥地利科学技术研究所（ISTA）的研究人员近日在《Nature Communications》杂志上发表论文，揭示了海马体中的中枢神经网络在出生后的发育过程。

人们常说，孩子出生时是一张白纸。那么，记忆也是如此吗？

想象一下你面前有一张白纸。上面什么都没有，于是你开始写，不断添加信息。这就是“白板说（tabula rasa）”的理论。

如果纸上已经有标记，情况就不同了：新信息必须添加到现有内容上，或者覆盖原有内容。这就是所谓的“满板说（tabula plena）”。

这一哲学概念的核心在于一个根本问题：一切是否从一开始就已注定，还是经历塑造了我们成为怎样的人？

生物学也反映了这种争议——基因提供了基本蓝图，而环境因素塑造了最终的生物体。

研究人员针对海马体探讨了这个问题。具体来说，海马体网络在出生后是如何演化的？它是遵循“白板说”还是“满板说”？

海马CA3区锥体神经元构成了哺乳动物大脑中最大的自关联网络。目前尚不清楚CA3–CA3回路连接是遗传预设的，还是在记忆存储过程中被环境塑造的。

研究人员分析了小鼠大脑在三个发育阶段的情况：出生后早期（第7-8天）、青春期（第18-25天）和成年期（第45-50天）。

为了分析这些神经网络，他们采用了膜片钳技术。这项技术让研究人员能够测定神经元特定部位的微弱电信号，例如信号发送端（突触前末梢）或接收信号的分支部位（树突）。

此外，他们还利用先进的显微镜和激光技术来观察细胞内部的活动，并高精度地激活单个连接。

研究结果显示，在早期阶段，CA3神经网络非常密集，连接似乎是随机的。然而，随着动物的生长，网络结构发生了变化——网络变得更加稀疏，但更加结构化。

通讯作者、奥地利科学技术研究所的Peter Jonas教授表示：“这个发现相当出人意料。”

“直觉上，人们可能会认为神经网络会随时间而不断扩展并变得更加密集，但我们观察到的恰恰相反。它符合我们所说的修剪模型：一开始是满的，随后变得精简和优化。”

为何会出现这种情况，目前仍是一个谜。Jonas推测，最初广泛分布的网络让神经元能够快速高效地建立连接——这对海马体而言至关重要。海马体不仅存储视觉、嗅觉和听觉信息，还将所有这些信息连接起来。

“这对神经元来说是一项复杂的任务，”Jonas解释说。“最初建立起繁茂的连接网络，随后进行选择性修剪，或许正是实现这种整合的关键。”

反之，如果神经网络一开始就是一张白纸——没有任何预先存在的连接——神经元之间的距离将过于遥远，需要先“找到”彼此，这使得高效沟通几乎不可能。