一项由康奈尔大学领导的研究首次区分了海马体中两种重要的记忆功能：一种是记住时间、地点和事件之间的关联，另一种是基于过去经验预测未来行为。研究利用光遗传学技术，成功分离了这两种记忆功能，揭示了它们分别由不同的神经编码支持。这一发现为理解痴呆症和阿尔茨海默病的记忆缺陷提供了新视角，并为开发更具针对性的治疗方法奠定了基础。

关键发现

1. 海马体的双重记忆功能：海马体负责两种不同的记忆任务——关联记忆和基于过去经验的预测记忆。

2. 光遗传学技术的突破：通过先进的光遗传学技术，研究人员能够在实验中分离并操纵其中一种记忆功能，同时保持另一种功能不受影响。

3. 治疗潜力：这一发现有望为痴呆症和阿尔茨海默病的治疗提供更精准的干预手段，通过针对特定的神经机制进行治疗。

研究背景

海马体是大脑中负责记忆和学习的关键区域。长期以来，科学家们一直试图理解海马体如何支持不同类型的记忆功能。关联记忆帮助我们记住特定事件之间的联系（例如记住苹果在附近的杂货店出售），而预测记忆则使我们能够基于过去的经验灵活规划未来行为（例如在常走的路线封闭时找到新的路径）。然而，这两种记忆功能是否由相同的神经机制支持，一直是未解之谜。

研究方法

研究团队利用光遗传学技术对大鼠的海马体进行精确操控。在实验中，大鼠需要在一个迷宫中找到新的路径以获取奖励。通过光遗传学技术，研究人员能够选择性地干扰大鼠的预测记忆功能，同时保持其关联记忆功能不受影响。实验结果表明，这两种记忆功能可以完全分离。

研究结果

1. 关联记忆与预测记忆的分离：

   • 当预测记忆功能被干扰时，大鼠无法记住如何获取奖励，但其关联记忆功能仍然完好。

   • 在另一项实验中，大鼠需要将特定位置与奖励关联起来。当预测记忆功能受损时，这种关联记忆仍然保持完整。

2. 神经编码的差异：

   • 关联记忆依赖于海马体神经元的同步活动，形成一种“关联编码”。

   • 预测记忆则依赖于神经元活动的有序序列，形成一种“预测编码”。

3. 对疾病治疗的启示：

   • 在阿尔茨海默病和其他形式的痴呆症中，患者的海马体神经元退化，导致记忆和导航能力受损。

   • 通过识别患者的具体记忆缺陷类型，可以推断出哪些神经机制受到了影响，从而开发更具针对性的治疗方法。

研究意义

这项研究首次揭示了海马体中两种记忆功能的神经编码机制，并证明了它们可以独立存在。这一发现不仅深化了我们对记忆形成和功能的理解，还为治疗记忆相关疾病提供了新的思路。通过针对特定的神经编码机制，未来有望开发出更精准的治疗方法，帮助患者恢复记忆和认知功能。

引用文献

Fernandez-Ruiz, A., et al. (2023). "Associative and predictive hippocampal codes support memory-guided behaviors." Science. DOI: 10.1126/science.adh7696