是什么让记忆经久不衰——动态整体还是静态突触？

梳理出不同的子领域是如何将中心术语概念化的，可能有助于推动这场旷日持久的辩论。我邀请了八位科学家参与进来。

　　

对过去的记忆并不一定是对事物本来的记忆。

我们的主观经历不断地通过记忆的镜头过滤，所以大脑必须在稳定的记忆存储和用新知识更新现有记忆的灵活性之间找到平衡。在这一点上，神经科学家是一致的。但是，在将经验转化为大脑中持久稳定变化的分子过程与信息如何在大脑中表现和存储联系起来的过程中，出现了一个概念上的鸿沟。这在一定程度上可能是由于这些概念的定义方式不同。

关于信息如何存储在大脑中的争论通常表现为两个极端之间的一种。一种观点认为，学习引起基因表达的变化，最终改变物理记忆回路或印记中特定突触的结构和功能。突触中的这些分子变化可以在记忆的整个生命周期中保持稳定。另一种观点认为，信息不是在一组特定的细胞或突触中表现出来的，而是在一组松散的细胞和电路中表现出来的，这些细胞和电路会随着时间的推移而“漂移”。在这个观点中，最初编码经验的细胞与实际存储信息的细胞并不相同。事实上，在这个框架中，精确的细胞组并不重要——特定记忆的信息是从一组细胞的放电模式的计算空间中解码出来的。

这个争论——通常被简写为“记忆印记与表征漂移”——已经成为许多会议的主题，包括1月份我在犹他州参与组织的一次会议。这些讨论清楚地表明，关于记忆如何存储的争论比调和不同层次的分析要深入得多。科学家们甚至在描述基本概念的语言上也存在分歧，这使得进行有意义的讨论变得具有挑战性。例如，我们的讨论小组将从事不同层次分析的记忆科学家聚集在一起，探索记忆的各种概念，从分子存储事件（如稳定的突触）到神经回路中的表征漂移。在计划小组讨论时，很明显，我们需要就如何谈论“存储”和“漂移”等概念达成一致。分子神经科学家用具体的术语来看待存储，比如一组突触被加强形成一个印痕。相比之下，系统神经科学家用更抽象的术语思考，将信息表示为由神经回路执行的计算。

记忆印迹的案例

目前的细胞学习和记忆模型集中在细胞自主机制上，如长期增强和抑制，它们增强或削弱突触的重量来塑造存储记忆的特定电路。学习诱导了一组即时早期基因（IEGs）的快速基因表达，这些基因有助于协调可塑性和信息存储相关的几个过程。使这些脑电图对神经元活动和经验做出反应的启动子序列已被用来“标记”在学习过程中活跃的细胞。在使用这种方法的实验中，光敏感受体只在学习过程中活跃的细胞中表达。在训练几天甚至几周后，用光照激活这些细胞，结果是在没有任何外部经验或提示的情况下回忆起一段记忆。这一引人注目的观察结果为以下观点奠定了基础：编码学习的“印痕”神经元足以存储和回忆记忆。但这些操作是全细胞范围的，而不是针对特定的突触。突触作用的更明确证据将需要更高分辨率的工具来标记学习过程中活跃的特定突触。目前还不清楚是这些细胞在存储信息，还是仅仅通过另一组细胞触发回忆，而信息实际上是在另一组细胞中存储的。

表征漂移视角

从外部世界接收到的信息通过特定的放电模式在大脑内部表现出来。虽然在特定经历中活跃的神经元最初可能会编码信息，但对神经元活动的长期记录表明，这些细胞的放电模式随着时间的推移而变化，以响应相同的刺激。因此，信息的内部表征被认为是“漂移”的。漂移的经典例证来自海马体位置细胞，当动物在空间中移动时，它们会在特定的位置发出信号。随着时间的推移，尽管环境保持不变，但编码特定位置的位置细胞会发生变化。

尽管在许多不同的研究中已经观察到漂移，但活动如何以及为什么漂移的确切性质仍然是一个悬而未决的问题。漂移可能是正常蛋白质和突触更新的不可避免的结果，其中稳态过程维持核心表征，类似于著名的忒修斯船，其中原始船的所有组件都随着时间的推移而被替换。另外，一些人认为漂移是计算的一种特性，而不是缺陷。记忆需要定期更新，记忆印迹的持续重组或记忆的跨时间连接可能需要一定程度的漂移。将突触可塑性和印迹形成与漂移速率联系起来的实验工作，可能有助于验证这些假设。

在这篇文章中，我的目的是更好地理解如何统一这些不同的记忆模式。为此，我向从事不同层次分析的研究人员提出了以下三个问题，以确定这里概述的极端情况是真实存在的，还是只是人们的感知。

1. 大脑中的信息是储存在细胞（或电路）层面，还是储存在突触层面？

2. 我们能否将不同的印迹电路似乎存储记忆的观察结果与这些印迹神经元漂移的神经元活动的观察结果相协调？

3. 什么样的实验数据有助于调和这些观察结果，从而将这些理论结合起来？