繪制小鼠的電子游戲大腦記憶地圖揭示如何儲存有形記憶

　　弗萊堡大學（University of Freiburg）心理學研究所的Thomas Hainmüller博士和Marlene Bartos教授建立了一個新模型來解釋大腦如何儲存有形記憶。該模型的開發基于小鼠在虛擬現實環境尋找地點以獲得獎勵的實驗。《Nature》報道了這項研究。

　　電子游戲世界描繪了一條4米長的走廊，墻壁由綠色和藍色團塊組成，地板涂有綠松石點。不遠處，地板上有個棕色圓盤，看上去像一塊餅干，這是獎勵地點的象征。小鼠朝它走過去，它就消失，下一個餅干立即出現在走廊的另一個點。

　　小鼠周圍都是監視器，它站在一個飄浮的聚苯乙烯泡沫球上，球飄浮在壓縮的空氣上，當小鼠跑起來時，球在小鼠身下旋轉，將小鼠移動轉與虛擬環境。當小鼠到達獎勵符號，它面前就會出現一根稻草，給它一滴豆奶，刺激它在虛擬世界中形成記憶和體驗。如此，小鼠學會了在游戲中哪個位置能得到獎勵，還學會了如何在電子游戲中定位自己并區分不同走廊。

　　特殊的顯微鏡

　　“當小鼠了解環境以后，我們使用一種特殊的顯微鏡從外部觀察它的大腦，并記錄它在游戲中的神經細胞活動，”生物和醫學研究生院準博士Thomas Hainmüller說。“實際上，小鼠的頭在顯微鏡下依然是靜止的，但是它仍然可以通過虛擬世界的電子游戲跑動。記錄中，小鼠的遺傳操縱神經元在活躍時就會閃爍發光。”

　　Hainmüller和系統和細胞神經生物學教授Marlene Bartos使用這種方法研究記憶如何被分類和檢索。

　　“我們重復把小鼠放入虛擬世界，” Hainmüller。“通過這種方法，我們觀察和比較神經細胞在記憶形成不同階段的活動。”

　　神經細胞編碼位置

　　海馬是有關記憶和有形經歷形成的關鍵腦區。Hainmüller和Bartos的這篇《Nature》文章展示了海馬神經元創造了一個虛擬世界地圖，在這個虛擬世界中，單個神經元為視頻游戲的實際位置編碼。

　　早些時候，弗萊堡大學醫學中心的研究表明，人類海馬神經細胞編碼視頻游戲的方式與此相同。當小鼠處于預期位置時，細胞就開始活躍并閃爍，如果沒有達到這些位置，細胞就會保持黑暗。

　　“令我們驚訝的是，我們在海馬內發現了非常不同的地圖。在某種程度上，它們確實提供了小鼠在走廊中位置的大致概覽。盡管它們也考慮時間和情景因素，最重要的是，記錄有關小鼠位于哪個走廊的信息，” Hainmüller寫道。在實驗期間，這張地圖也會被不斷更新，其結果被識別為一個學習過程。

　　記憶是怎么形成的？

　　研究小組總結，這個模型可以用來解釋海馬神經細胞活動如何映射空間、時間和語境等記憶事件。“從長遠來看，我們希望利用這些研究數據幫神經和精神疾病患者開發新治療，” Hainmüller說。