大腦如何記住時序？- Hugo Sze
起床梳洗、早餐吃三文治、出門卻塞車…… 不少人會在夜深人靜時躺著回想是日經歷，回憶時，我們常按照發生的次序重構事件，但大腦如何做到順序回顧、連貫串起記憶，卻是科學謎團。法國神經生物學家 Leila Reddy 領導的研究團隊近日發表研究，就從腦部爬梳出負責記錄及回憶時間的神經通路（neural pathway）。
過往以鼠類為對象的研究，表明海馬體神經細胞，是腦部時間體驗及回憶的核心所在。然而，人類與這些齧齒動物的時間細胞相似程度仍然不明。法國國家科學研究中心（CNRS）大腦認知與研究所（CerCo）的 Reddy，接受網媒 VICE 電郵訪問時，指其研究集中揭示人類大腦建構情節記憶（episodic memory）的能力。
情節記憶，是指人記住過去經歷的「內容、地點和時間」的能力，而時間是情節記憶的重要組成部分。海馬體中，負責呈現特定記憶時間流程的神經細胞，稱為「時間細胞」（time cell）。為了找出人類大腦的時間細胞運作是否與齧齒動物相似，研究團隊設計了兩個實驗項目，找出特定神經細胞運作模式。
要做到精細辨識神經，實驗需要把電極植入大腦。鑑於手術及實驗的侵入性質，研究團隊邀請了本來已需要植入電極的癲癇患者參與。第一個實驗中，Reddy 及她的同事，要求其中 9 位患者記住一段簡短的圖像排序，其中包括一朵花、一隻鳥，及奧巴馬等。參與者按順序反復觀看期間，圖像會隨機暫停，研究人員此時會詢問患者下一張圖像是甚麼。患者受監測的神經反應顯示，整場實驗任何時刻，他們的時間細胞均在活動。
第二個實驗則由一組 6 名患者記住相同的圖像次序，並學習預測下一張圖像。這次，研究人員會偶爾暫停圖像顯示 10 秒鐘，不給予受試者任何回應。短暫停止期間，等待圖像再次輪轉的患者們，即使缺乏研究人員的外部刺激，大腦中的時間細胞仍在積極處理觀看圖像的時間體驗。
以上實驗，反映了患者記憶圖像順序時，時間細胞的活躍狀態。Reddy 認為成功觀察大腦的時間編碼（temporal coding）運動，令人振奮。加上時間細胞在空隙期間仍處於受激發狀態，表明人類腦部，「存有一種內部或固定呈現時間流動的形式，其運作不受外部世界發生的事情所驅動。最後，我們還能通過觀察那些彼此連接的神經細胞組，成功解讀出患者在實驗當前，所處的時序間隔（temporal interval）」。
「在不久的將來，理解這些神經細胞表示時間信息的時間精確度，將會變得很重要。例如，不同的時間細胞，會否對時長不一的事件持續編碼？時間細胞能否根據背景脈絡，判斷不同的時間長度？」Reddy 的團隊期望展開新一輪實驗解決以上部分問題，進一步加深人們對感知時間這個複雜過程的理解。
Reddy 更指：「最終的大問題是去瞭解記憶如何在腦內編碼。時間細胞為情節記憶提供『何時』的基礎，而新證據亦表明，同樣的海馬體神經細胞，也可能為『何地』、『何事』編碼，從而為記憶入碼（encoding memories）提供更大的框架。」
原文：CUP
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