婴儿脑部**扫描(Brain Scan)**揭示我们开始创造记忆的时刻
孩子们在大约 12 个月大的时候会形成短暂的记忆，即使他们的大脑正在迅速地进行重组。
Shelly Fan 2025 年 3 月 20 日
图片来源： Juan Encalada on Unsplash
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一个咯咯笑的幼儿，穿着粉红色的裙子，戴着配套的耳机，仰面躺在一台巨大的旋转机器前。一个柔软的头枕垫着她的头。当磁共振成像 (MRI) 机器扫描她的大脑时，她似乎并没有感到不安，屏幕上播放的万花筒般的动画吸引了她的注意力。
这个女孩是一项新研究的一部分，该研究试图解答一个存在了一个世纪的谜团：为什么我们大多数人都不记得生命中的前三年？这项研究被西格蒙德·弗洛伊德称为“婴儿期失忆症”，可以深入了解我们早期大脑是如何发育的。如果我们在很小的时候就能形成记忆，那么这些记忆是短暂的，还是仍然埋藏在成年人的大脑中的某个地方？
这似乎是一个简单的问题，但科学家们一直未能找到答案。
虽然婴儿和幼儿还不能提供详细的口头反馈，但研究他们的行为已经开始揭示他们是否以及何时记住人、物或地点。然而，这种方法无法窥视早期大脑中发生的事情。而 MRI 可以。
哥伦比亚大学和耶鲁大学的一个团队扫描了 26 名 4 至 25 个月大的婴儿和幼儿的大脑，他们完成了一项记忆任务。他们发现，在大约一岁的时候，大脑中一个对记忆形成至关重要的部分开始运作，并开始产生与孩子们从测试中记住的东西相关的神经信号。
这个被称为海马体的结构，位于大脑深处，形状像海马，对于我们生活故事的编码至关重要——谁、何时、何地、什么。海马体受损的成年人会出现记忆问题。但由于海马体内部的线路仍在早期发育阶段，科学家们认为它可能过于不成熟，无法形成记忆。
研究作者 Nicholas Turk-Browne 在一次新闻发布会上说：“并不是说我们没有任何来自婴儿期的记忆。事实上，早年是我们学习语言的时候。是我们学习走路的时候……学习物体的名称并建立社会关系的时候。”
他补充说：“在那个我们学到很多东西，但却记得很少的时期，发生了什么？”
记忆的阶段
记忆似乎是全有或全无的：要么你记得某事，要么你不记得。
但事情并非如此简单。数十年的研究已经确定海马体是情景记忆的主要协调者。这些记忆让你记住在聚会上认识的人，你把车停在哪里，或者三天前你吃了什么晚餐。
每一个日常经历都被编码在海马体中的神经连接中。被称为 engrams 的神经元群捕获不同的记忆，并将它们分开，这样它们就不会相互渗透。
一旦编码完成，大脑就会在睡眠期间将重要的记忆刻入长期存储中。对睡眠中的啮齿动物和人类在学习一项新任务后的研究发现，海马体在夜间以更快的速度重播大脑活动，这与第二天在训练有素的记忆任务中表现更好有关。
最后一步是检索。这是大脑取出储存的记忆并将它们传递到我们有意识的大脑的时候——因此，我们“记住”了。
任何一个步骤的失败都会导致失忆症。那么，哪些步骤导致了婴儿记忆的消退？
快乐的源泉
来自 26 名婴儿的脑部扫描现在提供了一些有趣的线索。
这项新研究背后的团队使用功能性 MRI (fMRI) 扫描了孩子们的大脑，因为他们在扫描仪中看着屏幕并参加了记忆测试。 fMRI 捕捉大脑的氧气水平 (BOLD)，作为局部神经元信号的指标——水平越高意味着更多的大脑活动。
在整个扫描过程中，头部需要保持非常静止，以避免模糊。对于婴儿和幼儿来说，这并不容易实现。之前的研究通过在他们睡觉时对他们的大脑进行成像来规避这个问题，但结果无法捕捉到记忆过程。
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为了让婴儿们保持快乐、投入和安全，父母们带来了他们最喜欢的毯子和奶嘴，年龄较小的婴儿被包裹在一个舒适的真空枕头里，以减少运动。一个视频系统将图像投射到扫描仪天花板上，在他们的视线范围内。
当孩子们观看明亮的万花筒般的视频时，面孔、场景和物体的图像会闪烁几秒钟。这些包括玩具或背景中有山脉的高山小屋的风景。之前的研究发现，与新物体相比，婴儿喜欢盯着他们以前见过的物体或图像，这表明他们记得以前的相遇。
在整个过程中，该团队添加了显示先前看过的图片和新图片的投影，并使用摄像机监控婴儿的眼球运动。
多伦多儿童医院的 Adam Ramsaran 和 Paul Frankland 写道：“他们实验方法的独创性不应被低估。” 他们没有参与这项研究。
BOLD 发现
孩子们在会议期间经常蠕动。有些人对这些照片不感兴趣；另一些人在扫描仪中睡着了。
尽管如此，该团队还是设法捕捉到了平均每位参与者约 8 分钟的海马体 BOLD 信号，并将它们与记忆表现相匹配。平均而言，对于婴儿后来记住的图像，海马体的部分区域活动增加——也就是说，他们在测试阶段更长时间地看着它。
但并非所有婴儿的表现都相同。一岁以下的年轻队列没有显示出表明记忆编码的 BOLD 信号激增。与新图像相比，他们也忽略了已经看过的图像。
看来婴儿在一岁左右开始编码记忆，即使他们的海马体仍在发育。
结果与婴儿啮齿动物的结果相似。早年是混乱的。大脑经历了广泛的重组。这使得形成持久的记忆变得困难。然而，一些据称在年轻时编码的丢失记忆可以在以后的生活中通过提醒线索或通过直接激活最初编码记忆的那组神经元来恢复。
这并不是说婴儿在一岁时可以获得丰富的回忆——包括多个人、地点和事物的故事情节。该研究仅测试了单个组件的大脑特征。
未来的研究追踪海马体可能会揭示支持生动自传式记忆所需的最小大脑结构。检查记忆的其他阶段可能会更多地揭示婴儿期失忆症。例如，婴儿在睡觉时是否也会重播神经信号，将新的体验刻入长期记忆中？
也许——仅仅是也许——我们最早的记忆有一天可以在童年甚至更晚的时候被检索出来。
神经科学
Shelly Fan
Shelly Fan
Shelly Xuelai Fan 博士是一位从神经科学家转型的科学作家。她对有关大脑、AI、长寿、生物技术的研究，特别是它们的交叉领域着迷。作为一名数字游民，她喜欢探索新的文化、当地美食和户外活动。
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