自上世纪90年代以来，研讨人员经过考察发现，啮齿类植物有一种非凡的神经元活动内容，梗概就像是如许的场景：大脑海马体中有成千上万的神经细胞同时放电。然则，当这些奥密放电同步产生时，啮齿类动物脑子里在想甚么？莫非是想变身皮卡丘？研究职员们带着这个疑难起头了对此现象的深刻钻研。
最近，魏茨曼研讨所的科学家们得胜地在人脑中记实了这些极快爆发的神经活动。他们紧密亲密地称其为“海马涟漪”（还挺头像的，就像演唱会或者大赛观众席的声浪），并证实了它们是雕镂新记忆与随后的追念的基本。相干研究揭晓在《Science》上。
DOI:10.1126/science.aax1030
炫丽的烟火表演
“就其强度与机缘而言，这场波纹的发作简直使人惊奇。它是由大约15%的海马神经元同步激活的尽心筹谋的爆发——全体的神经元大约在颇为之一秒内同时放电。就像是一场安排好的神经细胞的炊火表演。”魏茨曼研究所神经生物学系的Rafi Malach传授说。
研究人员初度发明这类放电出当初啮齿动物的就寝与休息的精力形态中，何况在啮齿动物的空间导航记忆中也起须要浸染。直到比年来，研究职员在灵长类动物的海马体中发明，大群神经元的这类同步电活动竟然也会在清醒状态下产生。然则，遏制当前，科学家们仍然对这种“海马涟漪”在人类认知与生理活动中所表演的角色一问三不知。
现实出真知与宏壮的孝顺
用MRI监测植入癫痫患者海马的电极（黄点） 图片起原：魏茨曼科学研究所
只管，人类可以沉着交流所思所想，但大多半的钻研办法并无给科学家供给大脑内同时孕育发生事宜的具体视图。于是马拉奇履行室的一名博士生Yitzhak Norman与美国范斯坦医学研究所(FeinsteinInstitute for Medical research)的Ashesh Mehta教授的团队相助，统率了今朝的研讨。在该临床手术中，医生将为患了难治性癫痫的患者多个脑区域插入电极，定位癫痫灶并经由历程手术切除病灶。这些患者在癫痫发作期间在医院等待期间强逼参加记忆试验。
在实验过程当中，钻研职员向患者展示了一些色采丰厚、视觉细节厚实的图片，这些图片要末是绅士(如巴拉克?奥巴马(Barack Obama)、乌玛?瑟曼(Uma Thurman))，要么是驰名的追悼碑(如自由女神像、比萨斜塔)。患者被要求只管即便详细地记住这些图片。寓目完图片后，又进行一个长期的皋牢属意力任务，之后患者被申请蒙着眼睛，从容地回顾回头图片，并具体描述它们。在整个实验历程中，患者的发言被记实上来，同时记载下他们响应的大脑活动，并经由植入海马体与大脑皮层其他地区的电极显示出来。
把大脑活动与病人的口头论述豆割起来，可以创造一些惊人的窥察终于。起首，研究缔造“海马波纹”迸发在从容回顾历程中起着至关须要的浸染：在患者回首并劈头描述一幅新图片的一两秒钟畴昔，他们回首回头回忆的涟漪率明明增加。须要的是，“海马波纹”从新注解了图片的内容：在寓目阶段诱发更多波纹的图片，在随后的追念中也会引发更多的波纹。
海马体将军
该图象描写了患者颅内电极表现（赤色圆圈），其在旁观图像时丈量皮层电场的转变而且稍后默默地影象相似的图象。图片源头：Yitzhak Norman
由于大脑活动同时纪录在海马体和大脑皮层，钻研职员能够证实涟漪与大脑皮层的激活是同步的，格外是在大脑的视觉中心，何处可能存储着详细的视觉消息。此外，正本初级视觉中枢被以为是专程用来显现特定的视觉类其他——例如，面目面貌在一个皮层地域显现，追悼碑在另外一个地区体现。因此，当病人回顾回头一张脸（譬如奥巴马），或者是一座记念碑（比喻埃菲尔铁塔），大脑皮层的活动在相应的视觉中心被决意性地增强。Norman解释说：“在默默影象的历程中，很多中心的调与勾当被揭示出来，海马体饰演着指挥的角色。”
刷新认知
这些缔造大大裁减了咱们对海马体效用的意识。研讨虚夸同步神经元群勾当的紧要性。理当记取，海马体爆发触及数十万神经细胞的同步激活。
Malach总结道：“这对咱们明了人类记忆背地的神经元机制是一个重大的前进。雕镂记忆，它们的存储与记忆自然委托于一系列繁杂的进程。然而，这类同步海马爆发的‘神经元戏剧’清晰地指出了它们在记忆形成与回想中的核心浸染。”
参考资料：
[1] Scientists uncover neuronal mechanismcentral to human free recall
[2] Hippocampal sharp-wave ripples linkedto visual episodic recollection in humans
