Science:科学家在大脑中发现了一类新的记忆细胞

科学家们长期以来一直寻找一类脑细胞---祖母细胞，它是一种假想中的神经元，最初由波兰的神经科学家Jerzy Konorski在1968年提出。当祖母出现时，在一眼望不到边际的亿万神经元里，有一个神经元被点亮，那就是祖母细胞。

祖母细胞假说认为，当特定的概念出现时，“祖母”神经元才会被激活。比如，如果一个神经元负责祖母，当我们看见祖母、听到祖母的声音，回想起祖母的音容笑貌时，这个神经元就会被激活。如果负责祖母的神经元不幸挂了，那我们就认不出祖母了。

祖母细胞们只对单一的概念或想法负责，一个想法只由一个神经元承载，承载不同想法的神经元之间没有重叠。形象的说，祖母细胞就像电脑的键盘，每一个键只编码一个字母。

近日，发表在《科学》杂志上的一项新的研究显示，在大脑的颞极区有一类神经元将脸部感知与长期记忆联系起来。这不完全是传说中的祖母神经元--它不是一个单一的细胞，而是一个集体记住祖母面孔的细胞群。这一发现首次解释了我们的大脑如何灌输我们所珍视的人的面孔。

研究小组以功能性磁共振成像为指导，放大了两只恒河猴的颞极区，并在猕猴观看屏幕上的熟悉面孔（它们曾亲眼见过）和只见过虚拟面孔的不熟悉面孔的图像时，记录了颞极区神经元的电信号。

研究小组发现，TP区域的神经元具有高度的选择性，对受试者以前见过的面孔的反应比陌生的面孔更强烈。而且这些神经元的速度很快--在处理图像时立即对已知和未知的面孔进行区分。

TP区域的神经元具有高度的选择性

该研究第一作者、神经科学家Sofia Landi说："现在，在大脑的一个不起眼和未被充分研究的角落里，我们发现了最接近祖母神经元的东西：能够将脸部感知与记忆联系起来的细胞。这些细胞对熟悉的面孔的反应要比不熟悉的面孔强烈三倍，即使受试者事实上已经在屏幕上多次看到不熟悉的面孔。这可能表明亲自了解某人的重要性。鉴于现在的趋势是虚拟的，重要的是要注意，我们在屏幕上看到的面孔可能不会唤起与我们亲自见面的面孔相同的神经元活动。"

祖母神经元的想法首次出现在20世纪60年代，作为一种理论上的脑细胞，它将为一个特定的、复杂的概念编码，全部由它自己完成。一个神经元用于记忆一个人的祖母，另一个神经元用于回忆一个人的母亲，以此类推。就其核心而言，脑细胞与物体或概念之间的一对一比例的概念是试图解决大脑如何将我们看到的东西与我们的长期记忆相结合的奥秘。

此后，科学家们发现了大量专门处理面部信息的感觉神经元，还有同样多的记忆细胞专门用于存储个人遭遇的数据。但是，一个祖母神经元--甚至是一个能够将视觉和记忆联系起来的混合细胞--从未出现过。

这些发现构成了混合脑细胞的第一个证据，与传说中的祖母神经元不一样。TP区域的细胞表现得像感觉细胞，对视觉刺激有着可靠和快速的反应。但它们也像记忆细胞，只对大脑以前见过的刺激（熟悉的面孔）做出反应，反映了大脑中由于过去经历而发生变化。

该研究作者表示，它们是这些非常直观、非常有感觉的细胞--但又像记忆细胞。研究结果进一步发现了感觉和记忆领域之间的联系。

但严格来说，这些细胞不是祖母级的神经元。TP区域的细胞不是为一张熟悉的脸进行编码，而是作为一个集体协同工作。

位于面部识别核心的TP区域的发现意味着研究人员很快就可以开始研究这些细胞如何编码熟悉的面孔。

在未来，这些发现也可能对患有脸盲症（prosopagnosia）的人产生临床影响，脸盲症是一种影响约百分之一人口的社会孤立症。

参考文献：Sofia M. Landi, Pooja Viswanathan, Stephen Serene, Winrich A. Freiwald. A fast link between face perception and memory in the temporal pole. Science, 2021; eabi6671 DOI: 10.1126/science.abi6671