海马体记忆更新机制揭示：大脑核心功能或在于预测未来

一项挑战传统观念的最新研究指出，以海马体为核心的哺乳动物记忆系统，其根本职能并非仅仅是记录过往经历，而是积极地预测未来事件的发生。这一发现对认知功能及神经退行性疾病的理解具有深远意义，它将记忆重新定义为一种前瞻性的工具，有望为未来规划能力受损的病症开发新的治疗途径。

该研究由麦吉尔大学精神病学副教授、道格拉斯研究中心研究员马克·布兰登博士领导，他明确挑战了长期以来将记忆视为单纯事件存储库的观点。布兰登博士的实验室自2015年起在麦吉尔大学持续进行研究。研究团队与哈佛大学合作，通过对小鼠进行基于奖励的学习任务，实时监测了海马体神经元的活动。他们利用先进的成像技术追踪了数周内的激活模式变化，观察到神经元活动模式的动态重组过程。

实验结果清晰地表明，随着学习的深入，神经元活动的峰值时间点提前，甚至在动物到达目标之前就开始出现。这种时间上的位移有力地证明了神经元开始在预期结果时放电，表明记忆系统充当了为有机体下一步行动做准备的预测系统。这一机制为过去主要依赖心理学概念来理解的过程提供了可见的神经相关性，将基于奖励的学习转化为涉及突触可塑性和神经活动时间重组的可见机制。

先前研究已提示海马体能发出预测误差信号，但尚未将此神经信号与记忆更新过程建立明确联系。布兰登实验室的发现填补了这一空白，他们观察到，当大脑从预测转向利用预测性关联时，海马体的表征会发生切换，从优先表征意外刺激转变为表征被预测的形状。在奖励学习中，代表奖励的活动减弱，而预测奖励的线索的表征则增强，这与强化学习模型中的时间差分学习模型预测的动态变化相一致。

这种新的理解对于临床实践具有重大的相关性，尤其是在严重影响海马体的阿尔茨海默病等神经退行性疾病中。在阿尔茨海默病患者中，问题可能不仅在于遗忘过去，更在于丧失了从经验中学习和预见结果的能力。布兰登博士早年曾在波士顿大学获得神经科学博士学位，并发现内嗅皮层中的网格细胞需要来自内侧隔的输入，而内侧隔在阿尔茨海默病中会发生退化。因此，这项工作通过揭示记忆作为导航未来的关键机制，为理解和干预相关疾病提供了新的靶点。