参考消息网1月13日报道 据英国《自然》周刊网站1月3日报道，关于大脑如何避免“灾难性遗忘”(即在形成新记忆时，对先前建立的记忆造成扭曲和覆盖)这一谜团，如今有了新的线索。一个研究团队发现，至少在小鼠身上，大脑在睡眠的不同阶段分别处理新记忆和旧记忆，这也许能防止两者混淆。

美国纽约大学的系统神经科学家捷尔吉·布扎基表示，假设这一发现能在其他动物身上得到证实，“我敢打赌，这种分离也会发生在人类身上”。布扎基不是该研究团队成员，但曾指导其中部分成员的工作。他说，因为记忆是一个有古老进化历史的系统。

这项研究成果于1月1日发表在《自然》周刊上。

科学家早就知道，在睡眠过程中，大脑会“回放”近期的经历：参与某一经历的相同神经元会按相同顺序放电。这一机制有助于将经历巩固为记忆，并为长期存储做好准备。

为了研究睡眠期间的大脑功能，该研究团队利用了小鼠的一个特点：在睡眠的某些阶段，它们的眼睛是半睁着的。研究团队在每只小鼠睡觉时监测它的一只眼睛。研究人员观察到，在深度睡眠阶段，小鼠的瞳孔反复收缩再恢复到原来较大的尺寸，每个周期大约持续一分钟。神经元记录显示，大脑对经历的回放大多发生在小鼠瞳孔缩小的时候。

这让科学家不禁思考，瞳孔大小与记忆处理是否存在关联。为了弄清楚这一点，他们采用了一种名为“光遗传学”的技术。该技术利用光来触发或抑制大脑中经过基因改造的神经元的电活动。首先，他们训练经过基因改造的小鼠去寻找藏在平台上的甜食。在这些训练结束后，小鼠入睡时，研究人员利用光遗传学技术减少与回放相关的神经元放电脉冲。他们分别在小鼠瞳孔缩小和放大的睡眠阶段进行了这样的操作。

在被唤醒后，小鼠完全忘记了甜食的位置，但前提是在瞳孔缩小阶段减少神经元放电。《自然》周刊这篇论文的共同作者、康奈尔大学的系统神经科学家唐文博说：“我们抹去了小鼠的记忆。”

相比之下，当研究团队在小鼠瞳孔放大阶段减少神经元放电后，小鼠仍能直接找到甜食。这清楚地表明，它们新形成的记忆完好无损。

该研究团队的其他实验表明，睡眠中的瞳孔放大阶段有其自身功能：它有助于处理已形成的记忆。在小鼠身上，这意味着在入睡前几天形成的记忆，而非当天形成的记忆。

论文的共同作者、康奈尔大学的物理学家阿扎哈拉·奥利娃说：“在瞳孔放大状态下，大脑在保存旧记忆；而在瞳孔缩小状态下，大脑在整合新记忆。”这个两阶段系统“是大脑如何既能整合新知识又能完整保留旧知识这一问题的可能答案”。

未参与这项研究的美国加利福尼亚大学圣迭戈分校系统神经科学家马克西姆·巴热诺夫说，这篇论文迈出了“非常重要的一步”，它表明对已形成的记忆和新记忆的处理“并未完全混淆在一起，而是在时间上巧妙地分开了，否则可能会导致干扰”。

灾难性遗忘同样会影响人工神经网络，这些以大脑为模型的算法是当今许多人工智能工具的基础。唐文博说，对大脑如何避免这一问题的深入了解，也许能启发人们开发出算法，帮助人工智能模型避免同样的问题。（编译/刘白云）

记忆实验中的老鼠穿越迷宫、规划路线并记住食物位置。（美国康奈尔大学网站）