神经科学家团队的一项新研究表明，长期记忆依赖于事件的重复和复杂的神经学习过程来使这些记忆持久。它的发现提供了对这些类型的记忆是如何形成的更详细的理解，以及对可能破坏它们的创造的洞察力。
“重复是记忆形成的一个有据可查的触发器 - 重复的次数越多，记住的越好，”纽约大学的 Nikolay V. Kukushkin 解释说，他是该研究的主要作者，该研究发表在期刊Proceedings of the国家科学院( PNAS )。“然而，大脑的机制比这更复杂。我们的研究表明，个体重复事件的影响以更细微的方式相互作用，并且在形成长期记忆方面具有不同的作用——神经元不仅可以感知重复，还可以感知重复经验的顺序，并可以使用该信息来区分这些事件的不同模式以建立记忆。”
“例如，神经元可以区分强度递增顺序的两个事件和相反顺序的相同两个事件之间的差异，只有当强度随时间增加时才会形成记忆，”他补充道。
研究人员还包括纽约大学神经科学中心教授 Thomas Carew 和纽约大学研究员 Tasnim Tabassum，他们试图更好地了解一个有据可查的神经过程背后的原因——特别是重复事件会诱发长期记忆在个别事件未能这样做的情况下。
一直不清楚的是重复的事件如何相互作用以形成记忆。
为了探索这个问题，科学家们研究了加利福尼亚海蛞蝓海兔。海兔是这类研究的模式生物，因为它的简单记忆在分子和细胞水平上得到了很好的理解。正如该研究的作者在这里所做的那样，可以在培养皿中分离和研究控制它们的神经元，从而再现记忆形成的所有基本成分。研究人员通过应用重复的化学脉冲来“训练”这些神经元，这些脉冲复制了海兔对刺激的反应，例如通常用于实验的轻度电击。然后他们监测神经元之间连接的长期加强，从而模仿并观察长期记忆的形成。
“两次试验学习是一种技术，其中海兔，甚至孤立的海兔神经元，可以在两次经历后形成长期记忆，”纽约大学神经科学中心研究员和临床助理教授库库什金解释说。纽约大学的通识教育。“单次试验没有效果，但两次试验，如果它们的时间间隔适当，就可以了。”
作为这些实验的一部分，研究人员专门检查了记忆所需的蛋白质 ERK 的活性。
此前，科学家们认为 ERK 激活应该在学习过程中建立。但在PNAS的研究中，研究人员发现了一个更复杂的动态：激活 ERK(因此有利于记忆)的分子和那些停用它(因此反对记忆)的分子之间的“拉锯战”。
他们指出，仅在一次试验之后，“拔河”的失活一方就占了上风，ERK 活动被阻止，从而阻止了记忆的形成。相比之下，需要进行第二次试验以防止 ERK 活性下降，从而使记忆得以巩固。
科学家们使用了不同的训练程序变体——根据刺激模式不同地影响记忆的改变。他们通过改变用于模拟电击的化学物质的浓度来改变个人训练活动的“强度”。当两次试验训练包括不同强度的事件时，只有“弱-强”训练模式产生长期记忆，而相反的“强-弱”序列则不能。换句话说，相同的试验组合只有在强度增加时才会产生效果，但如果强度随着时间的推移而降低，则不会产生效果。科学家们认为，这可能代表了一种进化适应，以优先考虑不断升级的刺激的记忆——正如他们所指出的那样，
“因此，长期记忆的形成取决于 ERK 拔河比赛的两个竞争方中的哪一方随着时间的推移获胜，”库库什金解释道。“但也许更重要的是，这项工作表明重复事件的影响不会简单地累积。事实上，它们具有不同的作用，例如启动和确认信息对长期记忆的承诺。神经元不仅可以感知重复，但是刺激的顺序，他们使用这些信息来区分不同的体验模式。”
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