记忆来自何处？大脑里的那一只海马
责编丨Danny
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https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hippocampus_and_seahorse_cropped.JPG
如果人没有记忆，生活里就没有你我他；如果人没有记忆，就不能吃一堑长一智；如果人没有记忆，就无法阅尽天下故事而感慨万千。
那，记忆在哪里？
在公元前，亚里士多德认为在人的心脏里，而希波克拉底认为是在人的脑里（1）。再到十九世纪中旬，加拿大医生斯克维尔和米尔纳为了治疗一位病人的癫痫发作而切除了他大脑中海马的一部分，术后，病人记不住新发生的事情，也忘记了手术前一段时间内发生的所有事情（2），自此，脑里的这个小小的结构便与记忆联系在了一起。
如今，得益于脑成像技术的发展，我们越来越清晰的认识到记忆之源在大脑里，她的名字是海马（hippocampus）。
在日常生活中，我们会感受到各种各样的东西，比如声音、光线、他人的情感或者是奇闻异事。若是把这些东西比作是一个一个的点，那么记忆就是连接这些点的线。而海马，就负责编制这些线。
这些线的本质，就是神经细胞了（neural cells）。在我们接触到新鲜事物的时候，为了将看到的、听到的信息储存进大脑，海马区会产生很多很多新的神经细胞，并且让这些细胞与其他脑区进行连接，这样我们就能够有效地运用接收到的信息。产生连接的过程便称作成体神经发生（adult neurogenesis）。海马区内的成体神经发生（adult hippocampal neurogenesis）则代表着我们开始学习新知识，适应新环境，慢慢形成新的记忆。在这个过程中，海马中齿状回（dentate gyrus）的成体神经发生功不可没。因为齿状回里会有很多新的神经形成并产生连接，帮助我们学习适应在新环境里接收到的信息(3)。
▶图一 海马在脑中的边缘系统中（4）
理论上，海马齿状回中新的神经的形成是因为人们接触到了以前没有经历过的外界刺激。然后，持续的丰富外界刺激（比如新鲜事物）帮助还没有完全成熟的神经细胞保存下来（3），被保存的神经细胞会与三突触回路（trisynaptic circuit，一个存在于海马中的神经回路）进行连接（需要4-6周的时间）。最后，再通过与其他脑区进行连接，新生的神经细胞才会被整合进已经存在的神经系统里。
这个时候，这些新生的海马神经细胞依然远远没有成熟，它们对新的外界刺激相比于成熟的神经细胞要敏感很多，而且可塑性也更强（5）。同时，新生的神经细胞的神经运动越活跃，这些新神经细胞则越可能更快地被保存在海马中。就好比我们学习了一个新的单词“apple”，齿状回里有一条有关“apple”的“线”就开始产生了。通过大声地读“apple”，默念“apple”，这根线就变得越来越粗。当我们看见一个苹果就想到“apple”，吃到苹果的时候也想到“apple”，看到长树上的“apple”，这根线便渐渐地与其他之前编好的“线”交织在一起。通过这些练习，这些“线”编织成的网越来越大，我们对“apple”的理解就越来越深。
那，具体有什么办法能让“新线”（新生的神经细胞）更坚韧并更快地编织入网呢？答案其实很普通：新的环境，运动和社交（6）。
▶ 图二（a）海马中的三突触回路；（b）海马齿状回内海马成体神经发生到成熟的过程（6）
研究人员已经发现了丰富的环境刺激对记忆细胞形成的积极影响。西班牙的Terreros-Roncal及其同事发现了患有额颞叶痴呆（一种由于脑中额叶和颞叶神经元丢失导致人的认知功能衰退的疾病，主要影响人的人格，行为，言语功能（语法和流利性），导致注意力受损，懒惰和思维僵化(8)）的小鼠和人类病人的海马区仍然能够形成新的细胞，并且新生细胞还可以与其他脑区连接。但是，这些连接会因为某种原因断掉，所以才出现了痴呆的症状（7）。若是可以让这些连接留下来，那么痴呆患者的认知困难和记忆障碍就可以得到改善。
所以，为了让这些新长出来的神经能够在大脑里保持连接，研究人员在患鼠身上试验了两种方式：丰富的环境刺激和化学刺激。前者就是增加运动量，持续不断的接受认知任务的刺激和发生更多的社交互动，而后者就是用药了。结果发现两种方式都有效的逆转了神经连接断开的现象，最重要的是，这两种方法都让连接好的部分神经通路保留了下来 (7)。也就是说，丰富生活环境让患有痴呆的小鼠都有希望过上正常小鼠的生活了。虽然无法在人类患者身上用药得知实验结果，但是希望以后的研究也可以证明丰富的环境刺激、运动和社交可以提高人类患者的生活质量。
总结来说，即使是对于患有额颞叶痴呆的人类患者，其大脑也在积极地想要记住新信息并加以运用（7）。新的环境，新的刺激可以激发海马齿状回产生新的神经细胞。因此，持续接触并学习新的知识可以帮助新生的海马神经细胞保存下来，与其它脑区连接，并整合进已存在的神经系统中。
事实上，新的记忆（技能）无障碍的施展需要这些个海马成体神经成熟了才行。但是，这是一个漫长的过程，比十天半个月还要长很多很多。所以，换换环境，多做运动，做有难度的认知训练，比如猜词填字，逻辑推理，出去和别人打交道，是可以让大脑运转得更加顺畅的，想必这些也是预防痴呆的既省钱又快乐的好法子。
最后，祝大家大脑顺畅，生活安康。
References
1. Bear, M.F.; B.W. Connors; M.A. Paradiso (2001). Neuroscience: Exploring the Brain. Baltimore: Lippincott. ISBN 978-0-7817-3944-3.
2. Scoville WB, Milner B (Feb 1957). "Loss of recent memory after bilateral hippocampal lesions". Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 20 (1): 11–21.
3. van Praag H, Kempermann G, Gage FH (1999) Running increases cell proliferation and neurogenesis in the adult mouse dentate gyrus. Nat Neurosci, 2, 266–270.
4. Walinga, J, Chap 4 Brains, Bodies and Behaviour. Introduction to Psychology – 1st Canadian Edition., Royal Roads University. Pub Date: 2010. Publisher: BCcampus.
5. Toda, T., Parylak, S. L., Linker, S. B., & Gage, F. H. (2019). The role of adult hippocampal neurogenesis in brain health and disease. Molecular psychiatry, 24(1), 67–87. doi:10.1038/s41380-018-0036-2.
6. Moreno-Jiménez EP; Jurado-Arjona J; Ávila J; Llorens-Martín M. (2019) The Social Component of Environmental Enrichment Is a Pro-neurogenic Stimulus in Adult c57BL6 Female Mice. Frontiers in Cell and Developmental Biology. 7, 62.
7. J Terreros-Roncal et al. (2019), Activity-dependent reconnection of adult-born dentate granule cells in a mouse model of frontotemporal dementia. Journal of Neuroscience, 2724-18; DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2724-18.2019
8. Beers MH; Merck Research L. (2006) The Merck manual of diagnosis and therapy. 18th ed. Mark H. Beers, editor-in-chief ... [et al.]. ed. Whitehouse Station, N.J.: Merck
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