大腦“編碼”時間和經歷之謎揭示 可爲醫療及AI領域研究確定新方向

來源：科技日報

科技日報北京9月25日電 （記者張夢然）美國加州大學洛杉磯分校健康中心領導了一項前沿性研究——人類大腦究竟如何“編碼”並理解時間及經歷的信息。該成果爲神經科學領域的一個基本謎團帶來了答案，還可用於開發神經假體裝置，爲未來醫療和人工智能（AI）領域帶來新的研究方向。相關論文發表在25日的《自然》雜誌上。

科學家曾利用腦部記錄和神經成像來探索大腦如何處理空間導航，結果表明，人類大腦的海馬體和內嗅皮層兩個區域都發揮了關鍵作用。進一步研究發現，類似神經活動還可代表非空間體驗，如時間、聲音頻率和物體特徵。

在新研究中，團隊招募了17名難治性癲癇患者。他們的大腦中曾植入深部電極以接受臨牀治療。團隊爲參與者設計了一項涉及行爲任務、模式識別和圖像排序的複雜任務，在整個過程中，團隊記錄了他們的神經活動。

由於此次直接記錄了人類單個神經元的活動，團隊得以發現特定類型腦細胞的放電方式，這能反映出一個人經歷事件的順序和結構。當經歷結束後，大腦會保留這些獨特的放電模式，並在休息時快速重現。不僅如此，大腦還能憑藉這些習得的模式，爲未來將接受的刺激做好準備。

這一發現首次提供了證據，證明特定腦細胞是如何整合時間與經歷信息，並對其提取和保留的。新研究的另一項開創性發現是，人類海馬體和內嗅皮層中的一種“概念細胞”，會對特定的個體、地點或不同的物體作出反應，這似乎成爲了人們記憶能力的基礎。

對大腦來說，空間和時間這兩個信息類型截然不同，而這項研究首次向人們展示了大腦如何使用類似的機制來表達不同的信息，這一重大發現爲神經科學的發展開闢了新的道路。

大腦的海馬體和內嗅皮層兩個區域，在人類的記憶功能中舉足輕重。現在，科學家在神經層面上證明了這兩個系統是如何將事件按時間軌跡進行結合的。這個奇妙的探索不限於理論研究，還可幫助開發出神經假體裝置，切實增強人們的記憶力或其他認知功能。隨着時間的推移，科學界對大腦識別模式的發掘必將逐步加深，進而真正理解人類大腦如何形成記憶、預測未來潛在結果以及指導人們的行爲。