近日，美國(guó)康奈爾大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)取得了一項(xiàng)關(guān)于記憶形成機(jī)制的重大發(fā)現(xiàn)，該研究揭示了瞳孔在大腦構(gòu)建牢固且持久記憶過(guò)程中的關(guān)鍵作用。主導(dǎo)此項(xiàng)研究的是康奈爾大學(xué)的助理教授阿扎哈拉?奧利瓦（Azahara Oliva）以及安東尼奧?費(fèi)爾南德斯 – 魯伊斯（Antonio Fernandez-Ruiz），其研究成果已刊載于權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》之上。

研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用前沿技術(shù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)小鼠展開(kāi)了深入探究。他們?yōu)樾∈笱b配了高精度的腦電極以及超微型眼球追蹤攝像頭，以此來(lái)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)小鼠睡眠狀態(tài)下的腦部神經(jīng)活動(dòng)與瞳孔細(xì)微變化。在為期一個(gè)月的實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)，研究人員首先訓(xùn)練小鼠完成各類(lèi)復(fù)雜任務(wù)，諸如讓小鼠在迷宮中探索，以獲取水或美味餅干等獎(jiǎng)勵(lì)，促使小鼠形成不同階段的記憶。

當(dāng)小鼠完成新任務(wù)并進(jìn)入睡眠后，實(shí)驗(yàn)裝置開(kāi)始發(fā)揮關(guān)鍵作用。腦電極實(shí)時(shí)捕捉小鼠腦部神經(jīng)元的電信號(hào)活動(dòng)，而微型攝像頭則聚焦于小鼠的瞳孔，記錄下每一絲動(dòng)態(tài)變化。奧利瓦教授指出：“非快速眼動(dòng)睡眠階段乃是記憶鞏固的關(guān)鍵窗口期，然而這些關(guān)鍵瞬間極其短暫，往往僅有 100 毫秒，以人類(lèi)的感知能力根本難以察覺(jué)。大腦究竟如何在漫漫黑夜里，巧妙且高效地分配這些轉(zhuǎn)瞬即逝的記憶篩選與強(qiáng)化環(huán)節(jié)？又是怎樣精準(zhǔn)區(qū)分新近習(xí)得的知識(shí)與早已存儲(chǔ)的舊記憶，避免二者相互干擾呢？”

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，小鼠睡眠時(shí)的時(shí)間結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比先前認(rèn)知的更為復(fù)雜精細(xì)，與人類(lèi)睡眠階段呈現(xiàn)出諸多相似特性。研究人員通過(guò)在小鼠睡眠的不同時(shí)段進(jìn)行人為干預(yù)，中斷其睡眠進(jìn)程，隨后對(duì)小鼠完成任務(wù)的記憶回溯能力展開(kāi)測(cè)試，進(jìn)而逐步解析出大腦記憶鞏固的內(nèi)在邏輯。

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)小鼠踏入非快速眼動(dòng)睡眠的特定子階段時(shí)，其瞳孔會(huì)出現(xiàn)規(guī)律性收縮，此刻，新近學(xué)習(xí)的任務(wù)所對(duì)應(yīng)的新記憶正處于活躍的重放與強(qiáng)化鞏固階段，而過(guò)往的舊知識(shí)則處于相對(duì)靜默狀態(tài)，不受干擾。反之，當(dāng)瞳孔呈現(xiàn)放大狀態(tài)時(shí)，大腦則切換至對(duì)舊記憶的回溯與重新整合流程，強(qiáng)化舊記憶在大腦神經(jīng)回路中的印記。

奧利瓦教授形象地描述道：“整個(gè)睡眠過(guò)程就如同一場(chǎng)精妙編排的知識(shí)樂(lè)章，新學(xué)習(xí)、舊知識(shí)交替奏響，緩緩流淌。我們的研究有力地證實(shí)了大腦內(nèi)部存在一種精妙的中等時(shí)間尺度調(diào)控機(jī)制，它如同一位嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膱D書(shū)管理員，有條不紊地將新入庫(kù)的知識(shí)與陳舊典籍分別歸檔，互不混淆，從而確保記憶系統(tǒng)的有序運(yùn)行，有效規(guī)避‘災(zāi)難性遺忘’現(xiàn)象，即防止新記憶的錄入覆蓋或擦除舊有的珍貴記憶?！?/div>