【谁说鱼的记忆只有7秒?】自然界中,动物决策常受过往经历影响以提高行为效率,但大脑如何协调多个脑区保存、更新历史信息并影响未来抉择,此前尚不清楚。中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心等团队利用斑马鱼幼鱼全脑钙成像、闭环虚拟现实避障和光遗传等技术展开研究。
实验发现,斑马鱼对当前障碍物的躲避不仅依赖当前刺激,还受前一次甚至更早经历影响;连续两次障碍物同侧时躲避反应更强,表明其能在数十秒内保存经历并调整行为。
全脑单细胞记录结合标准脑图谱配准,发现多个脑区携带历史信号,其中背侧丘脑能稳定持续区分最近障碍物方向。光遗传抑制背侧丘脑会消除历史依赖行为,单侧激活则可人为写入“过去经历”改变后续选择,证明背侧丘脑是维持近期经历并驱动连续抉择的关键脑区。
进一步分析揭示,背侧丘脑更像“记忆开关”,以稳定离散状态保存最近经历;下游脑干神经元群则像“积分器”,将历史信息与当前感觉输入结合,形成可更新、影响行为的连续信号。
基于此,研究团队构建了脑图谱约束的“吸引子-积分器”神经网络模型,将真实脑区细胞、连接等信息引入,解释了记忆稳定与灵活更新的机制。该研究为具身智能系统提供了全脑生物计算新思路,成果发表于《自然》(Nature)上。中国科普博览

