大家好，我是來自神經可塑性組的閆行健，今天我要給大家介紹的是感知記憶與細胞集群。希望通過我的介紹能讓大家對細胞集群與感知記憶的關系有一個大概的認識。
聲音、氣味、景色、口味、觸感這些環境中的感覺信息，會通過我們的耳朵、鼻子、眼睛、嘴、皮膚等感受器輸入大腦，以電脈沖的形式存在，并且在大腦的神經元之間傳播，最終被我們所感知，而這些環境信息在我們腦中形成的記憶是感知記憶。
感知記憶是如何形成的，是神經生物學中一個重要的問題。
關于感知記憶的形成，一個最著名的理論，是由加拿大科學家Hebb在1949年提出的。他在 The Organization of Behavior 一書中提出：細胞能夠通過在關聯電活動的過程中，加強彼此之間的連接來記錄這些環境的信息，而當這些細胞集群被激活的時候，它能夠通過產生持續的電活動來重現這些感知記憶的信息，這個假說當時還很超前，還沒有手段來進行驗證，但在后面的實驗中，越來越多的實驗證據開始支持這個假說，讓我們與感知記憶形成的真相離得更近。
最初也是最重要的實驗證據，來自于突觸可塑性的研究。我們腦中處理信息的基本單位是神經元，神經元包括樹突、胞體、軸突，軸突會連接到其他細胞的樹突，形成突觸結構。在胞體產生的動作電位會沿著軸突傳遞到軸突末端，釋放出神經遞質，使得突觸后結構產生興奮性突觸后電位，這樣使得我們腦中的電信號，從一個細胞傳播到另外一個細胞。
在對突觸結構研究的過程中，發現突觸具有可塑性。如果突觸前的細胞與突觸后的細胞同時或者按前后次序發生電活動，在一段時間重復之后，突觸前細胞的動作電位會使突觸后細胞產生更強的興奮性突觸后電位，也就是這個兩個細胞之間的突觸聯系變強，變得對電信號的傳播效率更高，這為hebb的理論提供了細胞層面的實驗證據。
另一方面，科學家們還模擬神經元電信號在腦的神經網絡之間的傳播。他們發現單個細胞的電信號是無法在網絡中進行有效的傳播，它會很快衰減，最后消失，而只有多細胞的同步放電才能夠在網絡中一級一級的傳播下去。我們所接受的感知信息所產生的電脈沖，往往就是這種多細胞的同步放電，這也符合Hebb的細胞集群理論，在記憶感知信息的過程中，細胞集群是真正感知記憶的單位，而不是單個的細胞。
根據Hebb的細胞集群理論，以及我們后面所了解到的神經生物學研究進展，我們可以簡單地展示一下，細胞感覺記憶在神經環路層面上形成的一個效果。我們如果以A作為一個環境信息的輸入，那么在整個網絡中，我們用一個圓圈代表一個細胞集群，圓圈之間的連線表示他們之間的突觸連接，那么綠色部分表示在A的輸入過程中，感覺信息使細胞集群被激活，如果這種感知信息重復出現，根據Hebb理論，以及我們已知的實驗結果，可以發現它們之間在重復放電的過程中，突觸連接會增強，這個過程就把環境信息印刻到了大腦的神經網絡之中。如果給予部分的感覺信息的輸入，在網絡中會產生這樣的效果：首先是部分的神經元集群被激活，但由于他們之間的網絡聯系增強，使得其余的部分也被激活，這樣就呈現出與完整A相同的網絡放電模式，也就是重現了我們之前感知的信息。
這個過程就是用細胞集群理論來解釋感知記憶實現的過程，當然，現在這個理論在神經環路層面上還有更多的工作需要進行驗證，而我們實驗室也在進行相關的工作。
這就是我們目前對于感知記憶過程的認識，希望在后續的工作中能夠拿到具體的信息，離真相更近一步，這就是今天的介紹，謝謝大家。