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A008 Neuron | 挑战经典记忆巩固模型：人类大脑如何在一天内迅速重塑记忆网络？

来源：公众号 PSY-Brain_Frontier ｜发布：2026-06-20 ｜原文链接

认知神经科学前沿文献分享

基本信息

Title: Rapid strengthening and reversal of hippocampal-neocortical interplay mediates human memory formation

发表时间: 2026-06-15

发表期刊: Neuron

影响因子: 16.9

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研究背景

一段转瞬即逝的经历，是如何在大脑中转化为长久记忆的？

在经典的“系统巩固（systems consolidation）”理论中，长时记忆的形成被描述为一个两阶段过程：在最初的几秒到几小时内，海马体快速编码并存储新信息；随后，在长达数天、数周甚至数月的漫长岁月里，海马体逐渐将这些信息“转移”并重组到新皮层中。在这个框架下，海马体是早期的绝对核心，而新皮层则是一个缓慢的学习者，要在很久之后才会接管记忆的主导权。

然而，新皮层究竟在什么时候开始占据主导地位？由于在人类受试者中连续多日追踪海马和全脑新皮层的神经活动极具挑战性，这个关键的时间节点一直是个未解之谜。

为了回答这一问题，研究人员招募了植入颅内深度电极的耐药性癫痫患者，利用他们住院监测的间期，开展了一项连续6天的重复图片学习与自由回忆任务。通过追踪与记忆形成密切相关的高频脑电活动——涟漪波（ripples），这项近期发表在 Neuron上的研究为我们揭示了人类记忆网络重组的真实速度。

研究核心总结

研究团队不仅观察了单一脑区的活动，更将焦点放在了海马体与新皮层之间的动态交互上。论文的核心发现可以拆解为以下四个递进的层面。

一、学习仅一天后，海马与新皮层的涟漪波活动即急剧增强

研究者首先考察了大脑在编码图片时的局部神经活动。结果显示，在第一天接触新图片时，海马体和记忆相关（MR）新皮层区域的涟漪波发生率处于基线水平。然而，当患者在第二天再次学习这些相同的图片时，这两个区域的涟漪波发生率出现了急剧上升，并且这种高水平的活动在第3到第6天一直维持稳定。

更重要的是，这种涟漪波的增强与患者的记忆表现高度相关。对于那些最终被成功回忆起来的图片，大脑在编码它们时诱发了显著更高的涟漪波活动。而对于每天引入的全新图片，涟漪波发生率则始终保持在低位。

Fig 1. 连续6天的多日重复图片学习与自由回忆任务范式

Fig 2. 随着重复学习，海马涟漪波发生率在第二天急剧上升，并与记忆表现显著相关

Fig 3. 新皮层中的记忆相关区域也表现出与海马高度一致的涟漪波增强轨迹

二、海马-新皮层之间的涟漪波耦合迅速强化

局部活动的增强只是第一步，记忆的巩固更依赖于脑区间的通讯。研究发现，随着重复学习的进行，海马体与新皮层之间的涟漪波耦合（即两个脑区在150毫秒时间窗口内协同发放涟漪波的现象）从第二天开始迅速且持续地增强。

有趣的是，皮层与皮层内部的涟漪波耦合呈现出不同的轨迹：它们在第二天达到顶峰后，随着学习天数的增加反而逐渐下降并稳定在一个较低水平。这表明，在长时记忆形成的过程中，海马-新皮层之间的跨区域对话扮演了更为持久和核心的角色。

Fig 4. 空间分布模式分析显示，海马与记忆相关新皮层构成了一个核心记忆网络

Fig 5. 重复学习诱导了海马-新皮层涟漪波耦合的快速且持续的增强

三、核心反转：第二天起，新皮层接管了信息流的主导权

这是本研究最引人注目的发现。如果新皮层真的在逐渐接管记忆，那么在海马-新皮层的同步活动中，谁先发号施令？

通过计算耦合涟漪波的时间先后顺序，研究者发现了一个明确的方向性反转：在第一天学习时，海马体的涟漪波通常领先于新皮层，这符合海马体主导早期编码的经典认知；然而，仅仅过了一个夜晚，从第二天开始，新皮层的涟漪波就开始反过来领先于海马体。这种由新皮层主导的耦合模式在后续的几天中持续存在，并向永久记忆的模式靠拢。

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Fig 6. 涟漪波耦合的引导方向在学习第二天发生反转，新皮层开始领先于海马体

四、在记忆提取阶段，新皮层同样先于海马体启动

这种新皮层的主导地位不仅体现在记忆的重新编码（re-encoding）中，也体现在记忆的提取（recall）中。

在没有外部视觉刺激的自由回忆阶段，研究者将脑电信号与患者开口报告的时间点对齐。结果显示，在成功回忆出图片之前，新皮层的涟漪波峰值显著早于海马体的涟漪波峰值出现。这意味着，在提取长时记忆时，是新皮层率先启动了记忆表征，随后才带动了海马体的活动。

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Fig 7. 在自由回忆期间，新皮层涟漪波的峰值早于海马体出现，主导了记忆的提取过程

研究意义

这项工作在人类受试者中提供了罕见的、跨越多日的电生理证据，直接挑战了“新皮层需要漫长周期才能参与记忆主导”的传统系统巩固模型。

首先，它在理论上支持了一种更为动态和平衡的记忆形成框架。研究表明，新皮层网络的重组速度远比我们想象的要快。仅仅经过一天的学习（和一夜的间隔），新皮层就已经在海马-新皮层的交互中确立了领导地位。

其次，这项研究也明确了其发现的边界条件。研究者指出，这种方向性的反转主要出现在每天的“第一次”重复呈现时，这代表着大脑在提取经过夜间巩固的长时记忆痕迹；而在同一天内的密集重复测试中，并没有观察到这种反转。这提示我们，睡眠或一定时间的离线巩固期，可能是促成这一快速主导权交接的关键催化剂，这也为未来探究睡眠在早期记忆网络重塑中的具体机制指明了方向。

图12