一个多世纪以来，神经科学家和心理学家一直在试图理解人类大脑如何支持学习和记忆的编码。过去的研究表明，记忆是由大脑细胞（神经元）集群编码和存储的。然而，这些集群在经历不同的学习事件时是如何演变的，以及它们如何与情感、注意力等变量互动，至今仍不十分清楚。
一项近期发表于《自然·神经科学》的研究，利用先进的钙成像技术，对小鼠在为期数天的学习任务中数百个神经元的活动进行了纵向追踪。该研究提出了一个新的理论框架：记忆并非由固定的神经元集合编码，而是由一个“赢得”编码竞争的动态联盟来表征。
神经元集群的“选举”模型
长期以来，科学家一直认为“一起放电的神经元会连接在一起”，即某个特定事件会稳定地激活一组特定的神经元。但本研究发现，情况更为复杂：
当小鼠学习将某个特定声音与奖励相关联时，听觉皮层和杏仁核中会有大量的神经元对该声音产生反应。其中，只有那些反应最快、最强烈、同步性最高的“赢家”神经元，才会被纳入最终的“记忆痕迹”集群。
在随后的训练中，最初未入选的“旁观者”神经元如果提高了反应速度和强度，也可以取代原先的“赢家”成为编码该记忆的核心成员。这意味着记忆的物理印记并非一成不变的，即使在记忆已经巩固之后，其底层的神经元集群仍在缓慢但持续地“换人”。
情绪与注意力的“推拉”效应
该研究的一个重要发现是：情绪和注意力并不独立于记忆编码之外，而直接决定了哪些神经元能成为赢家。当研究人员在声音出现之前给小鼠施加一个微弱的压力刺激时，它们的去甲肾上腺素水平会短暂飙升。压力“标记”了与该事件相关的神经元集群，使该集群在后续的编码竞争中处于优势地位。
这解释了为什么人们倾向于更深刻地记住带有强烈情绪色彩的事件（无论好坏）——情绪系统充当了“赢家通吃”机制中的加分评委。
为什么这一发现很重要？
这项研究对创伤后应激障碍及衰老性记忆障碍的临床治疗具有重要意义。在PTSD中，过度强烈的情绪反应可能导致了一个过于庞大、过度泛化的“赢家集群”，使患者对中性的刺激也产生恐惧反应。未来的药物或神经调控策略或可特异性地降低该集群的兴奋性，而无需直接抹去记忆本身。
同时，该研究也解释了为什么老年人的记忆编码能力会下降。即使突触结构完好，如果老年大脑中神经元的反应同步性下降，原有的“赢家”也很难持续压制新加入的“挑战者”，导致记忆表征不稳定。
这些发现也为学习策略提供了直接指导。传统死记硬背之所以相对低效，因其试图强制激活固定的神经元集群。而通过在不同时间、不同地点以略有差异的方式重复学习同一材料，每次都会动员略有不同的“赢家集群”，从而形成更丰富、更鲁棒的记忆表征。
来源：冷泉港实验室，《自然·神经科学》，2026年5月