來自約翰霍普金斯大學醫學院(Johns Hopkins University School of Medicine)的研究人員以Hopfield網路的人類記憶模型為基礎,利用最新技術記錄了大量神經元活動,並探索了在神經元迴路中活動模式的自我維持序列機制,以期揭示記憶模式在海馬體中的傳遞。
來自約翰霍普金斯大學醫學院(Johns Hopkins University School of Medicine)的研究人員以Hopfield網路的人類記憶模型為基礎,利用最新技術記錄了大量神經元活動,並探索了在神經元迴路中活動模式的自我維持序列機制,以期揭示記憶模式在海馬體中的傳遞。
在缺少體內資料的情況下,研究神經元的活動模式是非常困難的,科學家只能透過理論模型來建立大腦可能的活動過程。在1982年,科學家John Hopfield建立了一個人造遞迴神經網路框架,命名為Hopfield網路。它包含許多週期性興奮神經元,這些神經元儲存著分散的記憶模式。這些模式就像吸引器一樣,使得區域性模式總是不斷聚集,這一過程稱被稱為自聯想過程。 約翰霍普金斯大學的研究人員重點研究了老鼠的方位細胞,海馬體中這些方位細胞群能對動物所處環境產生一張認知地圖。當週圍環境發生巨大變化時也會引起大腦放電模式的變化,但是透過Hopfield網路吸引動力使這些變化模式保持穩定。 這項研究為海馬體神經元能夠表達序列記憶提供了證據,這一活動包含於Hopfield框架中描述的自聯想吸引器模式。另外,研究人員透過將快速自聯想吸引器與較慢連續模式的異聯想相結合,建立了能夠被儲存的模式序列。這使得在序列中每一個模式能夠在被轉移到下一個模式前被修正。 過去由於很難從大量的海馬體細胞中獲得資料,因此很難獲取到這些動態的直接證據。但是最新的技術允許研究人員能夠同時記錄高達263個神經元的活動。科學家記錄了五隻老鼠在探索開闊區域和直線軌道時它們背部的海馬體神經元的活動。