2024年04月02日

黑顶山雀是记忆的主人,科学家们正在找出原因

每年秋天,黑顶山雀储存数以千计的种子、昆虫和其他零食,以帮助它们在北美的严冬中生存。但是,这些娇小的鸟类——以其独特的“嘟”的声音而得名——是如何记住它们把所有这些食物藏在哪里的呢?

根据上周发表在该杂志上的一项新研究,山雀的大脑每次存放食物时都会产生类似条形码的记忆细胞.研究人员报告说,这些发现可以为人类和其他哺乳动物如何创造和存储记忆提供新的见解。

“当你形成对特定事件的记忆时,你的大脑可能会生成一个随机标签,用于存储与该事件相关的信息,其方式类似于商店记录与每个产品相关的信息的方式,以便在扫描标签时检索,”该研究的合著者说塞尔曼·切蒂(Selmaan Chettih),哥伦比亚大学的神经科学家,到监护人的妮可拉·戴维斯。

研究人员早就知道黑顶山雀令人印象深刻的记忆.但直到现在,他们还不明白鸟类大脑内部发生了什么,使它们能够完成食物编目。

为了回答这个问题,科学家们建造了一个鸟类大小的室内竞技场,里面有128个可以隐藏食物的地点。然后,他们将探针插入五只山雀的大脑中,以记录它们的电活动。他们把鸟儿放进竞技场,用电动喂食器为它们提供向日葵。研究人员还在六个摄像头上拍摄了视频片段,并建立了一个人工智能程序来跟踪鸟类的运动和身体位置。

不出所料,鸟儿们把种子藏在整个竞技场上。每当山雀将食物藏在缓存地点时,它的海马体大脑中负责学习和记忆的部分,会短暂地亮起一种独特的图案,类似于商店里商品上的条形码。当这只鸟回到那个地方取回种子时,研究人员在它的大脑中观察到了同样的模式。

“每个缓存都是一个定义明确、公开且易于观察的时刻,在此期间形成了新的记忆,”该研究的合著者说德米特里·阿罗诺夫,也是哥伦比亚大学的神经科学家,到科普劳拉·拜萨斯(Laura Baisas)。“通过关注这些特殊时刻,我们能够识别出以前没有注意到的记忆相关活动模式。

令人惊讶的是,这种类似条形码的大脑机制独立于海马神经元的活动,称为放置单元格,记录与特定位置相关的记忆。过去的研究发现,蝙蝠,大 鼠,猴子其他动物使用位置细胞来帮助创建空间的认知地图,这些空间可用于情景记忆或记忆生活经历的能力。

“该领域的假设是,情景记忆一定与位置细胞的变化有关,”阿罗诺夫说。陈述.“我们发现,当鸟类形成新的记忆时,位置细胞实际上并没有改变。相反,在食物缓存期间,除了地方细胞之外,还有其他活动模式。

研究小组还注意到,山雀的神经元以特定的“种子代码”模式发射,这取决于缓存位点是否包含种子。

探索这三个系统之间的关系 - 条形码,位置细胞和种子代码 - 可能会为记忆形成的神秘基础提供更有价值的线索。

“了解它们如何相互作用可能会告诉我们更多关于记忆如何工作的信息,”他说托马斯·麦克休,日本理化学研究所脑科学中心的神经科学家,他没有参与这篇新论文,他科学新闻'杰克·比勒。

展望未来,研究人员希望探索当鸟类在采取任何行动之前只是考虑从特定缓存中检索食物时,条形码是否也会激活。他们也很想知道包括人类在内的其他动物在形成情景记忆时是否使用类似的策略。

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