György Buzsáki第一次摆弄波浪是在他上高中的时候。在他童年时位于匈牙利的家中,他制作了一个无线电接收器,将其调谐到各种电磁频率,并使用无线电发射器与从法罗群岛到约旦的陌生人聊天。
他比其他人更清楚地记得他“业余无线电”时代的一些对话,就像你只记得过去的一些经历一样。现在,作为纽约大学的神经科学教授,Buzsáki已经从无线电波转向脑电波,并提出了一个问题:大脑是如何决定要记住什么?
通过研究大脑中的电模式,Buzsáki试图理解我们的经历是如何被表征并保存为记忆的。他的实验室和其他实验室的新研究表明,大脑通过反复发出突然而强大的高频脑电波来标记值得记住的经历。这些波被称为“尖波涟漪”,由数千个神经元在几毫秒内相互激发而产生,“就像大脑中的烟花表演,”Buzsáki实验室的博士生杨万南(Wannan Yang)说,他领导了这项新研究,该研究于3月份发表在《科学》(Science)杂志上。当哺乳动物的大脑处于休息状态时,无论是在任务之间的休息还是在睡眠中,它们都会被激活。
人们已经知道,尖锐的波浪涟漪与巩固记忆或存储记忆有关。新的研究表明,它们也参与了选择它们的过程——指出了这些波在长期记忆形成过程中的重要性。
它还提供了神经学上的原因,为什么休息和睡眠对记忆信息很重要。休息和清醒的大脑似乎运行着不同的程序:如果你一直在睡觉,你就不会形成记忆。如果你一直醒着,你也不会形成它们。“如果你只运行一种算法,你永远学不到任何东西,”Buzsáki说。“你必须被打断。”
在这些中断的时间里,烟花就开始绽放了。
大脑的预演
Buzsáki永远不会忘记他第一次听到一个尖锐的波浪涟漪。那是1981年,他是西安大略大学(University of Western Ontario)的一名博士后,通过扬声器聆听被麻醉的啮齿动物的大脑活动。经过大约九年的研究,他已经习惯了清醒的动物探索环境时发出的有节奏、有旋律的振动声。当这些啮齿动物睡着时,他没有准备好突然从扬声器里传来“bong”的声音。
对于Buzsáki来说,这种声音就像贝多芬第五交响曲中戏剧性的副歌一样深刻。“哒哒哒,”他回忆起当时的震惊时唱道。然后是另一个烟枪:“哒哒哒。”