弗莱堡大学（University of Freiburg）心理学研究所的Thomas Hainmüller博士和Marlene Bartos教授建立了一个新模型来解释大脑如何储存有形记忆。该模型的开发基于小鼠在虚拟现实环境寻找地点以获得奖励的实验。《Nature》报道了这项研究。
电子游戏世界描绘了一条4米长的走廊，墙壁由绿色和蓝色团块组成，地板涂有绿松石点。不远处，地板上有个棕色圆盘，看上去像一块饼干，这是奖励地点的象征。小鼠朝它走过去，它就消失，下一个饼干立即出现在走廊的另一个点。
小鼠周围都是监视器，它站在一个飘浮的聚苯乙烯泡沫球上，球飘浮在压缩的空气上，当小鼠跑起来时，球在小鼠身下旋转，将小鼠移动转与虚拟环境。当小鼠到达奖励符号，它面前就会出现一根稻草，给它一滴豆奶，刺激它在虚拟世界中形成记忆和体验。如此，小鼠学会了在游戏中哪个位置能得到奖励，还学会了如何在电子游戏中定位自己并区分不同走廊。
特殊的显微镜
“当小鼠了解环境以后，我们使用一种特殊的显微镜从外部观察它的大脑，并记录它在游戏中的神经细胞活动，”生物和医学研究生院准博士Thomas Hainmüller说。“实际上，小鼠的头在显微镜下依然是静止的，但是它仍然可以通过虚拟世界的电子游戏跑动。记录中，小鼠的遗传操纵神经元在活跃时就会闪烁发光。”
Hainmüller和系统和细胞神经生物学教授Marlene Bartos使用这种方法研究记忆如何被分类和检索。
“我们重复把小鼠放入虚拟世界，” Hainmüller。“通过这种方法，我们观察和比较神经细胞在记忆形成不同阶段的活动。”
神经细胞编码位置
海马是有关记忆和有形经历形成的关键脑区。Hainmüller和Bartos的这篇《Nature》文章展示了海马神经元创造了一个虚拟世界地图，在这个虚拟世界中，单个神经元为视频游戏的实际位置编码。
早些时候，弗莱堡大学医学中心的研究表明，人类海马神经细胞编码视频游戏的方式与此相同。当小鼠处于预期位置时，细胞就开始活跃并闪烁，如果没有达到这些位置，细胞就会保持黑暗。
“令我们惊讶的是，我们在海马内发现了非常不同的地图。在某种程度上，它们确实提供了小鼠在走廊中位置的大致概览。尽管它们也考虑时间和情景因素，最重要的是，记录有关小鼠位于哪个走廊的信息，” Hainmüller写道。在实验期间，这张地图也会被不断更新，其结果被识别为一个学习过程。
记忆是怎么形成的？
研究小组总结，这个模型可以用来解释海马神经细胞活动如何映射空间、时间和语境等记忆事件。“从长远来看，我们希望利用这些研究数据帮神经和精神疾病患者开发新治疗，” Hainmüller说。
原文标题：Parallel emergence of stable and dynamic memory engrams in the hippocampus
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