海馬迴記憶重組機制：大腦核心功能在於預測未來

神經科學的最新研究正在重塑我們對大腦記憶系統的理解，指出以海馬迴為核心的記憶機制，其根本職責並非僅是記錄過往經歷，而是主動預測即將發生的事件。此核心觀點認為，記憶，尤其是在海馬迴區域，持續學習並更新對世界的內部模型，其運作基礎在於預測的準確性與隨之產生的「預測誤差」。

這項突破性的研究挑戰了記憶僅是過往事件儲存庫的傳統觀點，由麥基爾大學（McGill University）神經科學家馬克·布蘭登（Mark Brandon）教授領導，並與哈佛大學（Harvard University）團隊合作完成。研究團隊利用先進的鈣成像技術，使活躍的神經元在實驗中發光，得以在數週時間內追蹤小鼠在獎勵學習任務中海馬迴神經元的活動模式變化。研究人員觀察到，原本與獲得獎勵同步的尖峰活動，隨著時間推移逐漸提前，甚至在動物到達目標前就已發生，有力證明了記憶系統正在為預期結果進行準備，展現其作為預測機制的本質。

布蘭登教授指出，海馬迴被視為大腦的內部世界模型，且此模型並非靜態，而是隨著大腦從預測誤差中學習而每日更新。這種預測機制為過去僅能從心理學概念理解的過程，如制約反應，提供了具體的「神經相關性」。研究證實，大腦的內部模型是依據預期與實際發生事件之間的差異，即預測誤差，來持續精煉的。在日常生活中，這體現為細微的調整，例如跨越障礙物時，大腦會修正預期步高以避免再次失足。

此新理解對臨床醫學具有重大意義，特別是針對嚴重影響海馬迴的神經退化性疾病，如阿茲海默症。傳統觀點認為阿茲海默症是遺忘過去，但新觀點指出，問題可能在於患者失去了從經驗中學習和預測未來結果的能力，這或許能解釋早期決策困難和學習障礙的現象。對大腦預測功能的深入探討，為開發旨在恢復大腦世界模型更新能力、最小化預測誤差的治療方法開闢了新途徑。

從更廣泛的認知科學角度來看，大腦被視為一個「前瞻性大腦」，其核心功能之一便是儲存訊息以供想像、模擬和預測未來事件，這意味著記憶本身就具有創造性，是基於過去經驗與新經驗的重複組裝。此理論與德國科學家赫爾曼·馮·亥姆霍茲（Hermann von Helmholtz）提出的觀點一脈相承，即大腦是一個統計推理引擎，透過最小化預測誤差來更新模型。

此外，研究也間接支持了空間認知的重要性。有研究指出，有氧運動能使海馬迴體積增加2%，有助改善空間記憶功能。例如，桌球被部分專家譽為「結合有氧運動的西洋棋」，能同時刺激大腦多個區域，這也間接支持了海馬迴在空間認知中的關鍵角色。