當我們處於某一特定位置時，海馬體中的位置細胞便會激活——這一研究成果曾為John O'Keefe、May-Britt Moser 和 Edvard Moser贏得了2014年的諾貝爾醫學獎。如今，在一項測試大鼠參考記憶的任務中，科學家們則可以通過觀察哪個神經元被激活而得之大鼠將要去哪裡。該研究由奧地利科學技術研究所(IST Austria)的約瑟夫•西塞瓦里(Jozsef Csicsvari)團隊以及第一作者、博士後徐海冰（音譯）、西塞瓦里的前博士後彼得•巴拉克斯凱(Peter Baracskay)和約瑟夫•奧尼爾(Joseph O'Neill)共同完成，其成果於11月28日發表在《神經元》雜誌上。
實驗中，研究人員將大鼠放置在一個有八個臂的迷宮中（其中3個放有食物的叫食物臂），並讓其適應一段時間，以便它們形成對食物藏在哪裡的記憶。這個測試將兩種不同形式的空間記憶分開開來，即參考記憶和工作記憶。參考記憶是有關哪些臂包含食物獎勵，哪些臂不包含食物獎勵的記憶。工作記憶是有關哪些臂沒去過和哪些已經去過的記憶（據此大鼠就不會重複進入某個臂）。研究人員可以通過修改實驗設計來單獨測試工作記憶，比如只打開包含食物的臂，或者通過關閉已經探索過的臂來單獨測試參考記憶。
研究人員接著提出疑問：當大鼠在迷宮中探索時，位置細胞是如何被激活的？參考記憶和工作記憶之間的激活信號有何不同？
研究發現，當大鼠在迷宮的中心徘徊時，激活的位置細胞的序列要麼與大鼠剛剛走的路線相對應，要麼與它接下來要進入的臂相對應。在測試參考記憶的任務中，該序列與老鼠將要進入的下一個迷宮臂相對應，據此研究者就可以猜到大鼠的要往哪跑。西塞瓦里解釋說：“動物正在思考一個不同的位置，而不是它現在所處的位置，事實上，我們可以預測大鼠接下來會進入哪個迷宮臂。”
西塞瓦里說：“研究人員不僅能夠預測它們下一步會去哪裡，他們還知道大鼠什麼時候會犯錯。當大鼠犯錯誤時，會指示一個隨機的路線。所以根據位置細胞，我們可以預測到大鼠即將要犯錯誤。然而，這種預測在工作記憶測試中失敗了。因為在只測試工作記憶的任務中，細胞信號反映的是大鼠剛剛進入過的那個臂。”
研究人員假設大腦通過不同的策略來解決參考記憶和工作記憶測試任務。西塞瓦里總結到：“參考記憶是大腦需要真正導航並記住‘這是我必須去的地方’，這時大腦使用海馬區進行記憶。而工作記憶更抽象，每個位置都是動物要探索的地方列表中的一個項目。海馬體向大鼠大腦的前額葉皮質發出信號告訴它目前所處的位置，而前額葉皮層則記錄下它能標記出哪些項目。”
編譯：小貝 審稿：三水 責編：張夢
期刊來源：《神經元》
原文鏈接：https://www.sciencedaily.com/releases/2018/11/181128114932.htm
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