父母可能會記得你還是嬰兒時發生的很多趣事,但你自己卻怎么也回憶不起來嬰兒時期的記憶。這不是因為你沒有別的小孩兒聰明,而是一種被稱為「嬰兒健忘癥」(infantile amnesia)的普遍現象。一種主流觀點認為,嬰兒可能根本無法記住這些具體事件,因為大腦正處于發育階段。
2025 年 3 月 20 日,美國哥倫比亞大學、耶魯大學和斯坦福大學等機構的科研團隊在Science發表研究論文
「Hippocampal encoding of memories in human infants 」(圖 1)。該研究通過功能性磁共振成像(fMRI)技術揭示了人類嬰兒記憶形成與遺忘的神經機制,挑戰了傳統關于「嬰兒期失憶癥」(即無法回憶 3 歲前記憶)的解釋。得出嬰兒期海馬體已經能夠編碼記憶,但后來無法檢索,導致嬰兒健忘癥。傳統觀點認為海馬體未發育無法存儲,但新研究顯示存儲存在,只是提取失敗。可能的原因包括編碼后機制、神經連接變化或認知發展差異。
圖 1:相關研究(圖源:[1])
研究團隊是如何進行該研究的呢?監控嬰兒大腦中的記憶活動。研究團隊對 26 名 4-24 月齡嬰兒進行了一項實驗,對清醒的嬰兒進行腦部掃描,發現當嬰兒看到新圖片時,海馬體(尤其是后部區域)的活動顯著增強,且這種活動與后續基于記憶的注視行為相關。
這表明,嬰兒在 1 歲左右已具備編碼個體記憶的能力,海馬體在此過程中起關鍵作用。傳統觀點認為嬰兒無法形成長期記憶是因海馬體未發育完全,但新研究證明記憶實際被編碼并存儲,只是后期無法提取(圖 2)。
圖 2:為研究嬰兒記憶能力而設計的實驗任務(圖源:[1])
嬰兒期失憶癥的內在機制是什么?研究發現,盡管嬰兒期記憶能被編碼,但這些記憶在成年后無法被自傳體記憶系統檢索。這種遺忘可能源于編碼后機制(post-encoding mechanisms),而非存儲失敗。例如,嬰兒期記憶的神經編碼方式與成人檢索記憶的「路徑」不兼容,或存在抑制記憶提取的神經機制。
通過上百次實驗產生的數據,最終發現,嬰兒對以前出現過的圖片更加熟悉,其海馬體的活動更強,這表明海馬體已經在嬰兒的記憶編碼過程中發揮作用。
大于 1 歲的嬰兒海馬體神經活動的強度顯著高于 1 歲以下的嬰兒,說明記憶編碼的能力隨年齡增長而增強,1 歲可能是一個「分水嶺」,該研究還進一步揭示了嬰兒記憶編碼的「時空密碼」,包括海馬體后部是記憶形成核心區域,與成年人記憶編碼區高度重合、記憶痕跡在 1 分鐘后開始衰減,這暗示了嬰兒記憶的脆弱性、對玩具/物體的記憶編碼最穩定,場景次之(可能與視覺發育階段相關)(圖 3、圖 4)。
圖 3:海馬后續記憶效應的發展(圖源:[1])
圖 4:整個大腦的后續記憶效應(圖源:[1])
人類在嬰兒期的情景記憶中有長達數年的盲點,這仍然是一個謎。目前還不清楚記憶的哪個階段(編碼、鞏固、儲存和/或提取)與嬰兒失憶癥有關。通過證明海馬至少有一定的能力編碼 1 歲左右開始的個人經歷。本研究為嬰兒健忘癥的解釋建立了一個邊界條件,即假定海馬不成熟導致了廣泛的編碼失敗。
作者團隊的發現與最近在嚙齒類動物中進行的研究一致,這些研究表明,嬰兒期在背側海馬(與人類的后海馬同源)中形成的記憶印記可以持續到成年期,但在沒有直接刺激或提醒的情況下,仍然無法提取。嬰兒海馬的編碼能力是否超越了其他范疇,包括對豐富的自傳體記憶至關重要的上下文和相關信息,這是一個有待解決的問題。
要確定海馬記憶過程的精確發展軌跡,以及后編碼機制在嬰兒遺忘癥中的作用,需要進行長期研究,以捕捉嬰兒經歷的基本事實,并追蹤這些記憶在童年及以后的持久性和可及性。
該團隊的研究支持「存儲-檢索分離」假說,即記憶的存儲與提取依賴不同神經機制。嬰兒期記憶可能以非語言或情境依賴的形式保存,與成人檢索系統不兼容,未來或可通過干預編碼后機制(如神經調控技術)解鎖早期記憶,為理解自閉癥、創傷后應激障礙等疾病提供新視角。
總之,這篇研究顛覆了傳統對嬰兒期失憶癥的解釋,證明記憶缺失并非因存儲失敗,而是提取障礙。海馬體在嬰兒期的記憶編碼功能為探索人類早期認知發育開辟了新方向,也為神經科學中記憶存儲與提取的機制提供了關鍵證據。
通訊作者:
Tristan Yates 以優異的成績獲得埃默里大學神經科學和行為生物學學士學位,以及耶魯大學認知心理學博士學位。她的研究重點是早期生命感知和記憶的認知和神經機制。在 DAN 實驗室,Tristan 調查照顧者如何塑造幼兒的記憶,以及早期的照顧環境如何影響記憶系統的神經生物學。
[1] Tristan S. Yates et al.,Hippocampal encoding of memories in human infants.Science387,1316-1320(2025).
DOI:10.1126/science.adt7570
來源:丁香學術
題圖來源:圖蟲創意
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