求佛临淄版我们的大脑是如何知道“这件事”是紧接着“那件事”的呢？两人从相遇、相爱到永远幸福地生活在一起（单身狗有时可能没有这么好的运气），这个顺序是这么自然，有条不紊。而我们脑中的事件顺序可能和时间细胞有关。之前已有研究表明这种细胞存在于人脑的海马体（hippocampus）中。大脑如何在有时间间隔的情况下记清事件的先后顺序呢？今天介绍的这项研究为该现象的机制提供了证据。随着相关领域进展，未来我们或许能获得一些修复或增强记忆的策略。这项研究主要关注“情景记忆”（episodic memory），即记忆过去经历“什么时候发生”、“在哪里发生”、“发生了什么”的能力，比如回想今天早上醒来时做了什么。而研究的其中一个重点就是识别大脑形成这些记忆的机制。Leila Reddy是法国国家科学研究中心（French National Center for Scientific Research）的一名神经科学研究员。以他为首的团队致力于探寻人脑海马体中神经元在学习（图片序列）过程中表征时间信息的机制，进而解答人脑中时间细胞功能的谜题。Reddy和她的同事发现，为了给经历的每个时刻编码，人脑的时间细胞会在每个任务中不断放电，这项研究在2021年夏天发表在《神经科学杂志》上。这项研究进一步确认了时间细胞分布在海马体内，而海马体是记忆加工的关键部位。当人们试图回忆事件的时间顺序时，它们便会被激活。“这些神经元在大脑提取记忆的过程中发挥了重要作用，了解编码时间和记忆的机制是一个重要的研究方向。”Reddy说道。Matthew Self是荷兰神经科学研究所（Netherlands Institute for Neuroscience）视觉与认知部门的高级研究员，也是这篇研究文章的一位作者。他强调，在将经历编码成记忆的过程中，海马体中的时间细胞起了重要作用。他说：“当我们回忆时，不仅能记起发生了什么，也能记起何时何地。我们认为时间细胞可能是编码记忆时间顺序的基础。”尽管几十年前研究者们就在啮齿类动物的大脑中发现了时间细胞，但在2020年底，得克萨斯州西南医学中心（University of Texas Southwestern Medical Center）的研究者们才第一次在人脑中发现时间细胞。为了更好地了解这些细胞，Reddy和她们团队检测了癫痫病人脑中的海马体活动（医生会在癫痫病人脑中放置电极，以寻找异常放电的病灶，确定手术治疗方案）。病人们同意在手术后参加两个不同实验。

　　图片来源：pixabay手术过程中，医生会在病人的头骨上打出直径约2mm的小孔，向脑中植入电极后封上小孔。病人术后恢复后，会在癫痫监测病房内接受长达两周的监测（直到癫痫的发病次数足以确定病灶位置）。大约在术后一周时，研究人员对病人进行下面的两项试验，并监测他们执行任务时海马体神经元的活动。第一个实验中，研究者们给参与者看了五到七张不同人或场景的图片，它们的顺序是预先设定好的，而且会重复多次。举个例子，参与者们可能会先看到一张花的图片，1.5s后图片消失，经过0.5s的间隔，屏幕上就会出现下一张图片。在整个过程中，有随机20%的间隔后不会继续呈现后续图片，而是出现两张图，参与者需辨认哪张是之前顺序中的下一张图片。整个过程中图片序列有60次重复，研究者们发现，所有的时间细胞都在测试之间的特定时刻放电，不管这张图片是什么。第二个实验大致相同，只不过在重复达到一定次数后，参与者的屏幕会变黑10s，这个间隔是用来干扰参与者记忆。图片顺序只重复30次，有一半参与者会在每五次重复后遇到这个间隔（共6次），而另一半参与者会在每两次重复后遇到这个间隔（共15次）。在第二次试验中，参与者们会被问及图片的顺序，此时他们大脑细胞的电活动也会被记录。在参与者看到不同的图片时会有不同的神经元放电。受到相应图片激活的时间细胞，在参与者看到黑屏时也仍然放电。而这些间隔似乎能帮助参与者们记住更多图片和正确的顺序。在这些间隔中，约27%的时间细胞会被激活。为了弄清时间信息是否贮存在海马体神经元的放电活动中，研究者们刺激了一组时间细胞，这组细胞在参与者们看到图片时会被激活。他们为单个神经元的放电活动建立了数学模型，相关因素包括时间、图像一致性，以及时间周期是否与一张图像或刺激间间隔（即每张图片间的0.5s间隔）周期相对应。此外，研究人员发现，基于整组神经元的活动也可以解码不同时刻，而这也正是人脑存在时间细胞的证据。“我们发现有些时间细胞在两种不同任务切换时活动，而有些在全过程一直都在放电。参与者的时间细胞在不停活动着，贯穿整个试验过程，为每个事件盖上了时间戳。”Self说道。然而事实上这些细胞也同时记录了我们记忆的内容（即“我们做了什么”以及“什么时候做的”），这让真相变得越加复杂。他解释道：“我们还没完全理解记忆编码过程，但是海马体的活动方式似乎同时提供了经历的时间和内容。”