即係話,大腦唔係每次記新嘢都招募一批全新嘅神經細胞,而係重用少部份嘅細胞,透過改變佢哋發射訊號嘅時間同模式,嚟區分唔同嘅資訊流。呢個安排令大腦喺學習新嘢(可塑性)嘅同時,用嚟儲存舊記憶嘅迴路又可以保持穩定 。
呢批處理日間通訊嘅CA1樞紐細胞,到咗夜晚並唔會收工。喺睡眠期間,佢哋會保持高度活躍,參與一種叫「尖波漣漪」(sharp-wave ripples)嘅短暫高頻神經活動,重播返清醒時嘅神經發射模式 。呢個晚間重播循環,就係記憶鞏固(memory consolidation)嘅核心——將啲脆弱嘅新記憶,慢慢固化成為穩定嘅長期記憶。
早前嘅研究都支持瞓覺係大腦整理同穩定記憶嘅時候。一個喺2025年由美國國家衛生研究院(NIH)資助嘅研究就發現,新同舊嘅記憶會喺睡眠期間,透過唔同嘅生理狀態(例如瞳孔大細)被重新激活,幫手將佢哋分開 。紐約大學呢個研究就進一步喺迴路層面補充咗解釋:呢個「總機」機制可以令海馬體通往皮層嘅路徑喺瞓覺嗰陣保持開通,確保重播過程可以鞏固新資訊,但又唔會搞亂舊嘅記憶痕跡。
CA1區域係已知最早受阿茲海默症(Alzheimer's disease)影響嘅腦區之一 。事實上,有研究顯示,海馬體結構入面嘅突觸組織喺疾病早期已經好脆弱,就算整體突觸密度睇落正常,佢哋嘅突觸後目標分佈同形狀都可能已經出現差異 。
呢項研究嘅共同資深作者陳Zhe S.博士指出,呢個啱啱發現嘅「總機」機制,「可能會提供一啲線索,令我哋知道喺阿茲海默症同其他影響大腦回憶事件、辨認地方能力嘅病症入面,啲記憶迴路係點樣失靈嘅」。
假如CA1嘅樞紐細胞失去咗維持輸入同輸出訊號分開處理嘅能力,大腦就可能開始撈亂新同舊嘅資訊——又或者根本儲存唔到新記憶——出現阿茲海默症嗰種記憶障礙嘅症狀 。另外,海馬體嘅CA1神經細胞其實有分唔同嘅隱藏分層,每個層都有獨特嘅分子特徵,喺阿茲海默症或者腦癇症(epilepsy)等病患底下,呢啲分層嘅脆弱程度都可能唔同,令到我哋理解記憶迴路點樣退化嘅問題更加複雜 。
除咗神經科學同醫學之外,呢項發現對人工智能(AI)都有啟發。目前嘅AI系統有個好出名嘅問題,叫做「災難性遺忘」(catastrophic forgetting):當一個神經網絡被訓練去學一個新任務嗰陣,好多時會覆蓋咗佢之前為咗舊任務學到嘅權重(weights)。相反,哺乳類動物嘅大腦就可以持續學習,但又唔會失去舊知識。
紐約大學呢個研究指出,大腦係透過喺共用嘅迴路入面,將輸入同輸出資訊流喺架構上分開處理,嚟達到呢個效果——呢個設計原則,係可以移植到下一代嘅AI系統入面嘅 。與其每次學新數據都要重新訓練成個網絡,AI架構可以考慮加入類似「總機」嘅模組,將新資訊經由專用頻道路由,同時保護好現有嘅數據表徵。
研究人員將佢哋嘅發現形容為一個潛在嘅「生物藍圖」,可以用嚟設計識得持續更新嘅AI,呢個係業界一直追求嘅聖杯 。
要注意嘅係,呢項研究係喺受控實驗室環境入面嘅老鼠身上進行嘅。雖然海馬體嘅迴路組織喺哺乳類動物之間係保守嘅(即係結構相似),但要對人類大腦或者更自然嘅記憶行為作出確切結論,仲需要進一步嘅研究 。
紐約大學朗格健康中心嘅團隊計劃研究,喺CA1到皮層呢條路徑之外嘅其他記憶迴路,係咪都存在類似「總機」嘅頻道。理解呢個機制係咪普遍存在,將會擴大神經科學嘅見解,同埋為治療記憶障礙帶嚟更廣闊嘅應用前景。
即係話,大腦唔係每次記新嘢都招募一批全新嘅神經細胞,而係重用少部份嘅細胞,透過改變佢哋發射訊號嘅時間同模式,嚟區分唔同嘅資訊流。呢個安排令大腦喺學習新嘢(可塑性)嘅同時,用嚟儲存舊記憶嘅迴路又可以保持穩定 。
呢批處理日間通訊嘅CA1樞紐細胞,到咗夜晚並唔會收工。喺睡眠期間,佢哋會保持高度活躍,參與一種叫「尖波漣漪」(sharp-wave ripples)嘅短暫高頻神經活動,重播返清醒時嘅神經發射模式 。呢個晚間重播循環,就係記憶鞏固(memory consolidation)嘅核心——將啲脆弱嘅新記憶,慢慢固化成為穩定嘅長期記憶。
早前嘅研究都支持瞓覺係大腦整理同穩定記憶嘅時候。一個喺2025年由美國國家衛生研究院(NIH)資助嘅研究就發現,新同舊嘅記憶會喺睡眠期間,透過唔同嘅生理狀態(例如瞳孔大細)被重新激活,幫手將佢哋分開 。紐約大學呢個研究就進一步喺迴路層面補充咗解釋:呢個「總機」機制可以令海馬體通往皮層嘅路徑喺瞓覺嗰陣保持開通,確保重播過程可以鞏固新資訊,但又唔會搞亂舊嘅記憶痕跡。
CA1區域係已知最早受阿茲海默症(Alzheimer's disease)影響嘅腦區之一 。事實上,有研究顯示,海馬體結構入面嘅突觸組織喺疾病早期已經好脆弱,就算整體突觸密度睇落正常,佢哋嘅突觸後目標分佈同形狀都可能已經出現差異 。
呢項研究嘅共同資深作者陳Zhe S.博士指出,呢個啱啱發現嘅「總機」機制,「可能會提供一啲線索,令我哋知道喺阿茲海默症同其他影響大腦回憶事件、辨認地方能力嘅病症入面,啲記憶迴路係點樣失靈嘅」。
假如CA1嘅樞紐細胞失去咗維持輸入同輸出訊號分開處理嘅能力,大腦就可能開始撈亂新同舊嘅資訊——又或者根本儲存唔到新記憶——出現阿茲海默症嗰種記憶障礙嘅症狀 。另外,海馬體嘅CA1神經細胞其實有分唔同嘅隱藏分層,每個層都有獨特嘅分子特徵,喺阿茲海默症或者腦癇症(epilepsy)等病患底下,呢啲分層嘅脆弱程度都可能唔同,令到我哋理解記憶迴路點樣退化嘅問題更加複雜 。
除咗神經科學同醫學之外,呢項發現對人工智能(AI)都有啟發。目前嘅AI系統有個好出名嘅問題,叫做「災難性遺忘」(catastrophic forgetting):當一個神經網絡被訓練去學一個新任務嗰陣,好多時會覆蓋咗佢之前為咗舊任務學到嘅權重(weights)。相反,哺乳類動物嘅大腦就可以持續學習,但又唔會失去舊知識。
紐約大學呢個研究指出,大腦係透過喺共用嘅迴路入面,將輸入同輸出資訊流喺架構上分開處理,嚟達到呢個效果——呢個設計原則,係可以移植到下一代嘅AI系統入面嘅 。與其每次學新數據都要重新訓練成個網絡,AI架構可以考慮加入類似「總機」嘅模組,將新資訊經由專用頻道路由,同時保護好現有嘅數據表徵。
研究人員將佢哋嘅發現形容為一個潛在嘅「生物藍圖」,可以用嚟設計識得持續更新嘅AI,呢個係業界一直追求嘅聖杯 。
要注意嘅係,呢項研究係喺受控實驗室環境入面嘅老鼠身上進行嘅。雖然海馬體嘅迴路組織喺哺乳類動物之間係保守嘅(即係結構相似),但要對人類大腦或者更自然嘅記憶行為作出確切結論,仲需要進一步嘅研究 。
紐約大學朗格健康中心嘅團隊計劃研究,喺CA1到皮層呢條路徑之外嘅其他記憶迴路,係咪都存在類似「總機」嘅頻道。理解呢個機制係咪普遍存在,將會擴大神經科學嘅見解,同埋為治療記憶障礙帶嚟更廣闊嘅應用前景。