小鼠海马体（大脑中蝴蝶形状的区域）图像，突出了荧光标记的细胞，这些细胞带有FLiCRE标签，可以用光人为地重新激活。该图像直接来自团队实验期间。图片来源：Pouget等人。
神经科学家和心理学家一个多世纪以来一直试图理解人类大脑如何支持学习和记忆编码。过去的研究表明，记忆是由一组脑细胞（即神经元）存储的，这些细胞同时活跃，并产生所谓的“印迹”（engram）。
印迹本质上是大脑中与特定信息吸收或新记忆关联形成相关的永久性物理和/或化学变化。已知在学习刺激与结果之间关联方面起关键作用的大脑区域是海马体中的CA1区。
来自PSL研究大学、圣犹大儿童研究医院和普林斯顿大学的研究人员开展了一项涉及小鼠的研究，旨在更好地理解CA1神经元群如何促进记忆的形成。他们的研究结果发表在《自然·神经科学》上，表明不同细胞群在学习的不同阶段活跃，并编码经验的不同方面。
“我最近的论文的灵感来自记忆研究中一个长期存在的问题，”该论文的资深作者Gisella Vetere告诉Medical Xpress。
“许多论文已经证明了印迹的存在——即存储记忆的特定神经元——但它们通常将记忆视为静态快照，无法捕捉真实体验的动态性质。实际上，当我们经历一个事件时，会发生无数的神经事件，但大脑就像一个过滤器，只选择最相关的信息。”
追踪小鼠学习过程中的神经元
Vetere与她在PSL研究大学的学生定期举行会议，讨论最近的科学论文。在一次会议上，他们讨论了Christina Kim开发的一项新实验技术，Kim现在在普林斯顿领导自己的实验室，而她当时是斯坦福大学Alice Ting实验室的一员。
这项技术称为FLiCRE，允许研究人员标记小鼠大脑中在特定时间点活跃的神经元。Vetere和她的研究团队开始使用这种方法来确定CA1区中哪些细胞在学习与记忆形成的不同阶段活跃。
“我们立即意识到这种方法可以充当这样的过滤器：它允许我们瞄准经验中最重要的元素
“我们立即意识到这种方法可以充当这样的过滤器：它允许我们瞄准经验中最重要的元素，并使用光遗传学随意重新激活它们，”Vetere说。“我们研究的主要目标是应用这种方法来揭示神经元集群如何捕捉和编码经验的关键方面。”
研究人员进行了一系列实验，涉及训练小鼠将刺激与不愉快结果联系起来，这一过程称为关联性恐惧学习。
使用Kim及其合作者开发的方法，他们密切监测了CA1区上层神经元在关联学习过程不同阶段的活动。
“为了研究这些细胞的特性，我们使用了一种称为钙成像的技术，这让我们能够实时观察自由活动小鼠中活跃的神经元，”Vetere解释道。“这使我们能够将神经元活动与任务中的特定行为或事件关联起来，识别出在关键时刻优先活跃的细胞。然后，我们使用互补技术FLiCRE，通过光遗传学重新激活或抑制这些神经元群体，帮助理解它们在记忆回忆中的作用。”
Vetere和她的同事观察到，不同的CA1神经元群在关联学习过程的不同阶段变得活跃。这些神经元集合似乎编码了动物经验中完全独立的部分。值得注意的是，只有部分神经元群形成了印迹，并似乎触发了恐惧记忆的激活。
“我认为我们论文中最显著——某种程度上也是出乎意料的——发现之一是，在经历一个事件时，只有特定子集的神经元被选择来形成记忆，”Vetere说。“其他神经元，即使被人为激活，也不足以引发记忆，这表明它们的贡献对于印迹的形成并非关键。这凸显了记忆形成是一个高度选择性的过程，只有某些细胞编码经验的关键要素。”
加深对记忆和精神疾病的理解
这项研究的发现为支持小鼠恐惧记忆形成的神经过程提供了宝贵见解，特别是神经刺激（如声音）与不良结果（如轻微电击）之间的关联。如果在对其他哺乳动物及最终人类的研究中得到验证，它们可能会改善目前对某些精神疾病和记忆障碍的理解。
例如，焦虑症和创伤后应激障碍（PTSD）已知与特定刺激和创伤经历之间形成无益关联有关。这些习得性关联对受影响个体可能非常有害，因为它们有时会在特定情境中引发高度情绪化的反应、惊恐发作、闪回或不适感。
Vetere及其同事的最新工作可能有助于更好地理解这些无益关联在PTSD、焦虑或其他神经精神障碍患者中形成的过程。这最终可能指导开发针对这些疾病的替代疗法，有助于消除恐惧关联。
“对于未来的研究，我们旨在探索这些神经元集群如何随时间及不同经历而重塑，以及被选中的神经元是否具有特殊的分子特征或独特的连接，使其成为记忆形成的关键参与者，”Vetere补充道。
出版详情
Clément Pouget 等人，记忆印迹的解构揭示了学习过程中招募的不同神经元集群，《自然·神经科学》(2026)。DOI: 10.1038/s41593-026-02230-2
期刊信息：《自然·神经科学》
关键医学概念： CA1区，海马体
临床分类： 神经病学，精神病学
© 2026 Science X Network
【全文结束】