研究人员称山雀具有独特的情景记忆神经条形码

黑顶山雀 ( Poecile atricapillus )是一种生活在落叶林和混交林中的北美雀形目鸟类，它们具有非凡的记忆力，可以回忆起数千份食物的位置，以帮助它们度过冬天。现在，哥伦比亚大学祖克曼心脑行为研究所的科学家发现山雀如何能够记住如此多的细节：它们使用类似于条形码的脑细胞活动来记住每个食物的位置。

该研究的资深作者德米特里·阿罗诺夫博士说：“我们发现，每段记忆都被海马体(大脑中存储记忆的部分)独特的活动模式所标记。”

“我们将这些模式称为‘条形码’，因为它们是个体记忆的极其具体的标签——例如，两个不同缓存的条形码是不相关的，即使这两个缓存彼此相邻。”

“人类身上的许多发现与条形码机制完全一致，”该研究的第一作者 Selmaan Chettih 博士补充道。

几十年来，科学家们已经知道大脑的海马体是情景记忆所必需的，但要准确理解这些记忆是如何编码的要困难得多。

部分原因是在大多数情况下很难知道动物在特定时间可能记得什么。

为了在新研究中解决这个问题，阿罗诺夫博士和他的同事将目光投向了山雀。

他们意识到山雀提供了一个研究情景记忆的独特机会，因为山雀会储存食物，然后必须记住稍后再回去取食物。

“每个缓存都是一个定义明确、公开且易于观察的时刻，在此期间形成新的记忆，”阿罗诺夫博士说。

“通过关注这些特殊时刻，我们能够识别以前未曾注意到的与记忆相关的活动模式。”

研究人员必须设计一个能够详细、自动跟踪山雀储存和检索食物行为的场所。

他们还必须开发技术，在鸟类自由活动时，在大脑中进行大规模、密集的神经记录。

他们在缓存期间的大脑记录显示，海马神经元的放电模式非常稀疏、短暂，类似于条形码。每个条形码仅涉及海马体中约 7% 的细胞。

“当一只鸟产生缓存时，大约 7% 的神经元会对该缓存做出反应。当一只鸟产生不同的缓存时，7% 的不同神经元组会做出反应，”Aronov 博士说。

这些神经条形码与大脑中神经元的常规活动一起发生，这些神经元是响应特定位置(适当地称为位置细胞)而被触发的。

但是，有趣的是，用于彼此靠近的缓存位置的情景记忆条形码没有相似之处。

“人们普遍认为，当动物形成新的记忆时，位置细胞就会发生变化，”阿罗诺夫博士说。

“例如，位置细胞可能会增加或减少在缓存位置附近的发射。”

“虽然这是普遍的假设，但我们的数据并不支持它。”

“看来位置细胞并不代表有关储存的信息，而是在山雀在环境中储存和检索食物时保持相对稳定。”

“相反，情景记忆是由一种额外的活动模式——条形码——来表示的，它与位置细胞共存。”

作者将新发现的海马条形码比作计算机哈希码，这是分配给不同事件的唯一标识符的模式。