第1个回答 2022-06-24
Part1：记忆的概念性问题——记忆巩固。
要使记忆持久，就必须进行巩固。记忆的巩固始于一个简单的概念: 与编码相关的生理过程会持续一段有限的时间，从而使记忆痕迹比其他方式更能抵抗回溯性干扰
在学习后的几个小时内，细胞会发生巩固，稳定记忆，这一过程可能涉及海马神经元的结构变化；系统整合指的是一个更持久的过程，在这个过程中， 记忆最终独立于海马体 ，因为它们是在皮层神经元中建立的。这两种形式的巩固都有助于使记忆不易被遗忘。第一章提供细胞和系统整合以及它们如何相互作用的概述，并且将讨论新颖性、睡眠和先前的知识对巩固的影响
记忆需要时间来巩固的现代观念由来已久。1900年，德国实验心理学家格奥尔格·穆勒(Georg Muller)和阿尔方斯·皮尔泽克(Alfons Pilzecker)发表了一篇专著，在其中他们提出了一种关于记忆和遗忘的新理论，其中首次提到了巩固的作用。文章引用著名病人HM的病例（患癫痫的H.M.在27岁接受了脑组织切除手术失去了内侧双颞叶，然而术后发现，H.M.失去了短期记忆能力，无法回想瞬间前发生的事情）提出了 在形成记忆之后的有限时间内,内侧颞叶结构参与了记忆的维持 的观点，也是另一方面的记忆巩固。
陈述性记忆系统的细胞基础是突触联结强度的改变，早期研究在哺乳动物海马体观察到了 长时程增强（LTP） 的神经机制。海马体的多种解剖途径内的LTP均可由高频电刺激诱导，表现为该路径突触联结强度增加。经典的形式是MDA受体4 L. Genzel和J.T. Wixted依赖于脂蛋白的LTP。
图显示，a.1突触前神经元的弱刺激导致谷氨酸的释放以及突触后神经元中AMPA和NMDA受体的激活。 a.2产生的Ca涌入会激活CamKII和PKC，进而使现有的AMPA受体磷酸化并整合新的AMPA受体。 a.3如果不能通过蛋白质生产稳定下来，这种增强作用（早期LTP）仅持续数小时，之后突触恢复其原始状态。 b.1在强烈刺激下，导致更多的谷氨酸盐释放，最初发生相同的过程。b.2此外，还会产生可塑性相关蛋白（PRP）。 b.3这导致突触的持久，结构（例如更大）和功能变化。 如果在同一神经元的一个突触上发生一个强烈的刺激（如b中所示），但在一个神经突触附近发生了一个微弱的刺激（如a中所示），则弱模拟的突触（a）会劫持另一个突触的一些PRP（ b）。 这导致弱刺激突触的持久增强。
与记忆相似， LTP也分为短时和长时两个阶段 。单次串刺激可以引起早期的短时LTP（E-LTP），E-LTP能维持1到3小时，这个阶段不需合成新蛋白；反复刺激可以导致长时LPT（L-LTP），L-LTP至少能维持24小时，L-LTP过程要求合成新的mRNA和蛋白质,研究显示在L-LTP阶段有新突触的形成。
通常，紧接发生的两个任务或经验会在第一次事件中对记忆产生有害的追溯干扰，而不是增强记忆，但有时后续记忆会干扰，有时会增强记忆，这取决于记忆任务的细节（增强似乎是在一种记忆较弱而另一种记忆较强时发生的）。外源性刺激的确可以改变神经元之间的联结强度,借此作者提出了陈述性记忆的巩固过程中,通过改变神经元之间的联结强度把记忆信息存储于神经网络内的观点。
系统巩固是记忆重组的过程（memory reorganization），神经科学家们提出了一个标准模型： 最初依赖于海马体的记忆被认为随着时间的推移对海马体的依赖程度会降低，转而更多地依赖于皮层表征 。最初是在海马体患者身上发现的这一机制，后来通过使用动物人工诱导的海马病变的实验研究也提供了支持的证据。
海马体受损伤的试验者，除了会在新记忆的编码上出现问题，还会有明显的时间梯度上面的 逆行性记忆缺陷 （Retrograde memory deficits）——被试较新的记忆丢失了，而较旧的记忆却完好无损。证据表明，日常生活中的各种细节在独立的新皮层区域编码，而海马体将这些区域之间链接起来，使新学习的信息被吸收到现有的新皮层网络中，在必要时也能够提取重要信息，不会造成干扰和记忆压缩；而编码的记忆不会从海马迁移到大脑皮层，相反，在编码过程中已经建立了完善的记忆痕迹（memory engrams），能够不依赖海马进行检索。
那么可以想象，当皮层模式在编码过程中足够广泛并加以利用时，最初的学习过程中甚至可能不需要海马体参与。（*例如儿童在快速学习单词时，儿童会将单词快速地映射到新的概念上以增加词汇量）然而在继续进行研究后，结果显示，当通过光遗传学技术激活脾后皮质中的此类神经团时，当感觉线索（cue）不足以在没有海马参与情况下进行检索时，记忆恢复也可能发生（记忆仍然在某种程度上依赖海马）
与学习新知识不同，记忆的整合巩固通常都发生在睡眠期间。睡眠有利于记忆巩固。记忆的类型不同，睡眠依赖的记忆巩固作用可能也有所不同。同时，睡眠的不同阶段(慢波睡眠和快速眼动睡眠)，对不同记忆类型巩固的影响也是有差异的。作者提出了2种记忆巩固机制： 记忆回放和突触拓展（memory replay and synaptic scaling） ，并且这两种机制是共同起作用的。记忆回放（memory replay） 是指在先前经历中发生的神经网络活动模式的重新激活 ，它被认为会导致大脑皮层相关突触连接的增强；突触拓展能 非特异性地调节突触权重以提高记忆轨迹的信噪比 ，被认为在维持神经元和神经网络活性的稳定中起到重要的作用。回放的推拉作用(加强重要的痕迹)和另一方面的缩放作用(弱化不相关的痕迹)可能共同有助于大脑皮层记忆网络的构建和更新。
作者阐述了一类对记忆巩固十分重要的睡眠模式——Non-REM sleep (NREM)。在整个NREM过程中都会发生记忆回放，而在更深的NREM（deeper NREM，也叫slow wave sleep）中，突触拓展将占据主导地位。
NREM期间，记忆回放是由缓慢的振荡(SO)从前额叶(PFC)到内侧颞叶和海马体(1)引起的；紧接着是锐波-波纹(SWR)，以及新记忆的海马和PFC神经系统的重新激活(2)；使PFC从海马中deafferenting（切断传入？可能是这个意思吧）之后，能够在皮层中可以看到睡眠纺锤体（3）。
尽管标准模型认为所有的陈述性记忆最终都会独立于海马体,但有些记忆,即使它们可能经历了系统巩固，仍然不能完全独立于海马体。
A：根据标准模型，海马损伤动物的经典逆行性巩固梯度表明，虽然记忆最初是海马依赖于一段时间(几周到几个月)，但皮质网络最终得到加强，足以进行记忆的回忆；
B：当以相关信息的皮层网络形式存在的图式出现时，这一过程会迅速发生
C：有些记忆似乎永远不会独立于海马体
记忆巩固（consolidation）发生在编码到存储这一过程。记忆巩固主要在睡眠和休息状态下的时候进行，其主要的神经机制是：新近编码的记忆痕迹首先经过海马的记忆回放得到暂时的保存，随后突触拓展，记忆痕迹被海马投射到前额叶，由前额叶再将记忆痕迹分布式地储存在新皮层。随着前额叶对记忆痕迹的接管，海马在记忆提取中逐渐不发挥作用，因而可以在海马损伤的病人身上观察到近几年的记忆被遗忘，但早期的记忆却完好无埙。