在《突触》播客的一期节目中,加州大学旧金山分校生理学教授、霍华德·休斯医学研究所研究员Loren Frank分享了他如何克服在麻省理工学院的艰难时期,以及他最初接触海马体的经历。他阐述了数学思维和空间学习在理解大脑记忆与导航机制中的核心价值。
Frank教授是一位专注于海马体功能的系统神经科学家。他的实验室利用多电极电生理记录技术,在动物自由行为时监测大量神经元的活动,以揭示大脑如何编码、存储和提取空间记忆与情景记忆。
数学思维与大脑研究
Frank强调了数学在神经科学研究中的基础性作用。他认为,严谨的数学和统计思维对于设计实验、分析高维数据以及从噪声中提取信号至关重要。他自己早期接受的物理学训练,深刻影响了他将大脑视为一个复杂的、可被定量分析的物理系统。他鼓励年轻科学家夯实数理基础,以便能够更精确地提出关于大脑计算原理的问题。
空间学习与海马体
Frank详细讲述了他最初接触海马体研究的经历。海马体是大脑中对于空间导航和情景记忆形成至关重要的结构。他实验室的工作表明,海马体中的位置细胞不仅编码动物当前的空间位置,其动态活动模式还涉及对未来路径的规划、对过往经历的回忆,以及在休息期间的记忆重放。理解这种“空间学习”的机制,是理解更广义的陈述性记忆的关键。
克服困难与科学韧性
Frank也坦诚地分享了他作为学生在麻省理工学院所经历的艰难时期。这段经历让他学会了坚持、寻求帮助以及认识到心理健康在学术生涯中的重要性。他认为,科研道路上的挫折和挑战是普遍存在的,而从困境中学习并获得韧性,是成为一名成功科学家的重要部分。
对未来的展望
Frank的长期目标是理解海马体及其相关脑区如何协同工作,以支持复杂的、连续的记忆过程。通过将高密度电生理记录与先进的行为范式及计算模型相结合,他希望最终能够阐明记忆的算法和生物学原理,并可能为治疗记忆相关疾病(如阿尔茨海默病)提供新的思路。
参考文献
Frank, L. (2024). The value of math and spatial learning. Synaptic (podcast). 本文基于播客节目中对Loren Frank的访谈内容。他关于海马体与空间记忆的开创性研究,已发表于包括《科学》和《神经元》在内的多家顶级学术期刊.