圖源：Freepik
導讀：
李璐 | 撰文
陳曉雪 | 編輯
你還能回憶起自己學會走路的瞬間，或者第一次聽到父母叫你名字時的感覺嗎？大多數人都做不到。這種無法回憶起生命最初幾年經歷的現象，被稱為“嬰兒失憶症”（infantile amnesia）。長期以來，科學家認為，這是由於海馬體——大腦中對情景記憶至關重要的區域——在嬰兒期尚未完全發育，因此無法有效形成記憶。
但一項最新研究顛覆了這一傳統觀點。在3月20日發表於《科學》（Science）的一篇論文中，美國哥倫比亞大學的Tristan Yates等人報告利用功能性磁共振成像（fMRI）技術，對4至25個月大的嬰兒大腦進行掃描，發現嬰兒在1歲左右海馬體已經能夠編碼情景記憶所需的資訊型別[1]。這一結果不僅與在齧齒類動物身上的發現相一致，還表明嬰兒失憶症的真正原因更可能是記憶檢索失敗，而非記憶無法形成。
0-3歲的嬰兒時期是人類學習的重要階段，但這段經驗習得的記憶卻隨時間的推移消逝。首次對此進行解釋的是精神分析學家西蒙·弗洛伊德（Sigmund Freud），他將其視為一種壓抑，從經驗主義視角出發認為這部分記憶被儲存在我們的潛意識中[2]。
隨著認知神經科學的發展，約翰·奧基夫（John O’Keefe）發現了大鼠海馬體中的稱為位置細胞（place cell）的神經元，在同一環境中不同的位置細胞活躍發電，共同構成認知地圖[3]。自此對早期記憶的研究開始聚焦在海馬體對記憶的編碼、儲存和（或）檢索功能上。
而對於海馬體如何在這個過程中發揮作用，科學家們的看法不盡相同。得到廣泛支援的假說是由於海馬體的發育不成熟，缺乏正確編碼處理、儲存情景資訊的能力，進而出現記憶缺失現象[4]。
雖然有很多研究支援這一假說，但這種基於編碼的解釋與來自齧齒類動物的證據相沖突，即海馬體在嬰兒期就形成了記憶印記，這暗示後續的記憶檢索機制可能更為關鍵。
而Jee Hyun Kim等人[5]在2007年報告對大鼠施加刺激或提醒可以逆轉遺忘，這支援了另一假說，即海馬體的檢索失敗導致記憶被隱藏遺忘。
在《科學》雜誌發表的最新研究中，Yates等人利用fMRI技術掃描26個4到25個月大、清醒狀態下的嬰兒，透過觀察嬰兒對舊照片的注視偏好（看的時間更久），結合海馬體不同區域的活動差異，探索了海馬體在記憶編碼全過程的神經活動。
對嬰兒進行fMRI研究並不容易，清醒狀態下讓嬰兒保持安靜，並持續關注實驗任務，是研究的一大挑戰。
早在2020年，Yates等人就開始嘗試將fMRI技術應用於嬰兒行為、精神狀態的研究，並發現清醒狀態下的嬰兒大腦活動模式與睡眠狀態完全不同。因此，在本次研究中，研究人員採取了一系列策略來提高實驗資料的質量，例如在測試間歇播放動態綠色背景圖案，以保持嬰兒的注意力。
同時，作者改進了適用於成人長期記憶研究的實驗方法，使其適用於嬰兒。在新的測試過程中，編碼測試與測試試驗交錯進行，嬰兒在掃描器中觀看一系列面孔、物體和場景，在這些識別記憶的編碼試驗過程中穿插一些與新影像相對的舊影像，進行測試試驗，觀察嬰兒對新舊影像的注視行為。
針對嬰兒行為的後續記憶任務設計
雖然嬰兒會對熟悉的事物觀看時間更長，但不排除記憶編碼成功又被遺忘的可能性。因此作者在實驗過程中引入海馬體中的血氧水平依賴（BOLD）的活性比較，以監測神經活動。結果顯示在嬰兒表現出熟悉偏好的影像編碼過程中，海馬體的BOLD活性明顯偏高，這意味著嬰兒海馬體可以對單個視覺進行快速的一次性記憶編碼。
fMRI技術與改進的測試結合，不但克服了傳統契合成人的記憶研究正規化在嬰兒中的不適用性，且成功確證了嬰兒海馬體對記憶編碼的能力。
實驗發現在記憶編碼過程中海馬體後部區域的BOLD活性較高，這也是與成人外顯記憶有關的區域[6]。那麼在人類成長過程中，何時才會出現與外顯記憶有關的編碼能力？
海馬體的三突觸迴路支撐著外顯記憶，而統計學習，即無意識地感知外界規律性模式的能力，由單突觸通路支援，因此，Yates等人只在12個月以上的嬰兒中才能觀察到外顯記憶編碼，但從3個月左右開始，在嬰兒的海馬體中都能觀察到統計學習痕跡，至少提前了9個月。
值得注意的是，嬰兒剛開始的記憶編碼能力可能是海馬體記憶過程的雛形，並對個體生活產生影響，除年齡外，個體認知、成長環境也會導致嬰兒的記憶出現個體差異，這為早期記憶干預提供了可能。
Yates的研究不僅挑戰了“嬰兒無法形成記憶”的傳統認知，還與近年來對齧齒類動物的研究相吻合，即：嬰兒時期的記憶或許並未真正消失，而只是深埋在我們的大腦之中。未來的科學探索，或許有一天能幫我們找回那些“遺失的時光”。
參考文獻：
[1]Tristan S. Yates et al. ,Hippocampal encoding of memories in human infants.Science387,1316-1320(2025).DOI:10.1126/science.adt7570
[2] Freud, Sigmund.Psychopathology of Everyday Life. Macmillan, 1915.
[3] https://nautil.us/issue/40/learning/for-kids-learning-is-moving
[4] Bauer PJ. (2006) Constructing a past in infancy: a neuro-developmental account. Trends Cogn Sci 10:175–181.
[5] Jee Hyun Kim, Rick Richardson,A developmental dissociation in reinstatement of an extinguished fear response in rats,Neurobiology of Learning and Memory,Volume 88, Issue 1,2007,48-57,
[6] J. Poppenk, H. R. Evensmoen, M. Moscovitch, L. Nadel,Trends Cogn. Sci. 17, 230–240 (2013).
星標《賽先生》公眾號，
歡迎關注我們，投稿、授權等請聯絡