近(8)日，加州大學爾灣分校(UCI)的科學家，首次在大鼠海馬迴中，發現大腦如何記錄特定事件發生時序的機制；該項結合機器學習的研究指出，動物對於非空間記憶，會在海馬迴形成特定的「時間編碼」，以區別事件發生的順序。研究論文發表於期刊《Nature Communications》。

該研究團隊由UCI神經生物學與行為學副教授Norbert Fortin領導，他們透過讓大鼠聞嗅五種氣味，同時監測大腦中神經元的電生理訊號進行實驗，並改變氣味的排列順序，以測量動物對正確順序的記憶，藉此了解其大腦如何記住這些順序。

透過安裝在大鼠腦部上的電極，科學家得以即時、連續地觀察發生特定事件時，哪些神經細胞正在放電、哪些沒放電。

Fortin表示，當動物正在思考時，大腦不會長時間定留在特定的記憶事件上，因此這些電訊號會快速移動，而透過電生理方式，他們能夠觀察記憶事件如何快速變化。

由於海馬迴活動所產生的電訊號數據量龐大，因此，Fortin也找來同校的電腦科學團隊加入。作者之一的資訊與電腦科學教授Babak Shahbaba表示，由於數據複雜，這些新興的神經科學研究常須仰賴更先進的數據科學方法進行。

其團隊透過機器學習中的「卷積神經網路」(CNN)方式分析數據，該方法也是目前常用於臉部辨識等圖像處理中的工具。

透過該方式，研究人員得以標記大鼠聞到每項氣味時的電訊號特徵，並看到這些特徵在他們調換氣味排列順序後，仍快速重新出現。例如：當大鼠聞到A氣味，正在預期依原先順序出現B氣味時，B氣味的電訊號特徵會快速在腦中被「重新排列」出來，而該機制與腦部的theta (θ)波相關。

Fortin表示，他們的研究首次揭開大腦是如何記錄特定經歷或事件的「發生時間」，這項能力在或是動物衰老或各種神經系統疾病中，都會出現受損。因此，了解這項機制，對於未來治療如阿茲海默症或其他類型失智症所造成的認知功能障礙，也將有所幫助。

參考資料：

1.https://www.nature.com/articles/s41467-022-28057-6

2.https://www.sciencedaily.com/releases/2022/02/220215163418.htm

(編譯/巫芝岳)