大脑以两种截然不同的速度学习识别熟悉的物体：一种是看到新事物后几分钟内发生的快速适应，另一种是经过数天逐渐积累形成持久识别的缓慢巩固。7月4日发表在《自然·通讯》上的一项研究表明，这两种时间尺度由灵长类视觉皮层中根本不同的机制驱动，解决了系统神经科学中一个长期存在的问题。
这项工作由芝加哥大学的Krithika Mohan、Ulisses Pereira-Obilinovic和David Freedman与杜克大学的Nicolas Brunel共同完成，他们利用电生理记录技术记录了两只执行熟悉化学习任务的猕猴下颞叶（IT）皮层的活动。IT皮层是负责视觉物体识别的大脑区域。
两种时间尺度，两种机制
研究人员在单个实验会话内（数分钟）和跨多个会话（数天）追踪了IT皮层的神经放电活动。他们发现，两种时间尺度下的熟悉化学习产生不同的神经特征，指向不同的潜在可塑性规则。
在快速时间尺度上，在单个会话内，重复刺激的神经反应表现出快速衰减，同时伴随自发活动的增加。在慢速时间尺度上，跨会话时，随着刺激变得越来越熟悉，平均神经反应逐渐减弱。
研究团队使用了从神经数据推断出可塑性规则的递归神经网络模型。只有当两种可塑性都包含在内时,,突触可塑性用于缓慢的长期变化，内在可塑性（神经元本身电兴奋性的改变）用于快速的短期适应,,该模型才成功再现了观察到的动态变化。
这种双机制框架调和了先前文献中相互矛盾的结果。一些早期研究报告称，随着刺激变得熟悉，神经放电减少；另一些研究则发现活动增加。新结果表明，这些看似矛盾的发现反映了不同时间尺度在同一皮层回路中同时运作。
“对于许多类型的学习，我们会在不同的时间尺度上与新的信息互动，”研究人员指出。”这项研究表明，灵长类大脑使用的是并行机制,,每种机制都适应其时间尺度,,而不是单一的、更慢的过程。”
这些发现为理解即时感官体验如何转化为持久记忆提供了一个新的框架，这是认知神经科学中的一个基本问题。
婷 翻译