我們是如何從突觸中提取記憶的？

12-01

讀記文字，轉化成聲音，再經過某個細胞轉化為電信號，加以鞏固形成長時記憶，即形成新的突觸，請問這個突觸（或者神經元之間的新聯繫）會儲存著開始所記的文字信息（即具有一定頻率的物質）？我們是如何從突觸中提取這種記憶的呢？電信號經過突觸，頻率改變，那麼請問這種頻率的改變會不會就是我們自身聲音的頻率呢？

好問題，我也對這個問題非常感興趣，但也僅僅知道一些皮毛。算是第一回好好答題吧。
首先糾正一個概念，記憶並不是從突觸當中提取的，雖然突觸連接的改變是學習記憶的基礎，但學習的本質是將先天對刺激的反應（US，如對於電擊的恐懼等）與一種中性刺激（CS，一個特定的環境，一種動作等）相聯繫起來。比如說一隻老鼠學會了轉一圈就會有小米吃，它餓了以後就會不停地轉圈。我們將這種信息提取出來的能力，就是我們的記憶。
關於改變突觸連接，我們知道長時程記憶形成的基礎是突觸的可塑性，通過LTP和LTD兩個過程來調控突觸的連接，從而編碼學習記憶。那麼諸如聲音、文字、甚至包括畫面等信息是如何編碼存儲在我們的大腦皮層當中的呢？
現在的研究進展標明的理論是這樣的：記憶在海馬（hippocampus）當中形成，並短暫存儲在海馬當中。隨後短時程記憶當中的大多數隨著時間而遺忘掉（這裡的遺忘是一個主動的過程，受到Rac的調控），而留下的記憶就會進行一個固化（consolidation）的過程，轉移到大腦皮層當中，這個傳遞過程是時間編碼的（temporal coding），通過對電信號的調諧（tuning），也就是你說的改變頻率，來決定這股信號傳向哪、代表著什麼。記憶固化之後，就會散亂分布（sparse distribution）在不同神經元當中，而不是通常我們想像的，像計算機一樣，這個神經元存儲這個記憶，那個存儲那個記憶，而是散亂分布在整個神經環路（circuit）上的。之前科學家們就這個問題做過一些實驗，比如說經典的Grandma Cell實驗，分別切除貓腦子的各個部分，發現都不會對同一種記憶產生顯著的影響，而只有切除面積達到一定以後，才會有影響。也就是說，記憶是散亂存儲在諸多神經元上的，哪一個神經元都不是必須的，但是當它們中的大部分受損之後，記憶便會受到影響。
現在對於神經環路的研究也僅僅停留在，當我們喚起（retrieval）某一種記憶時，可以通過G-CamP雙光子成像或電生理記錄等諸多手段，來判斷哪些神經元對於這一種記憶有明顯的響應，來將它們稱為記憶痕迹（memory trace），然後再通過他們電信號/鈣信號的發放頻率來找出相互之間的相關性（correlation），認為相關性較大的神經元之間可能是通過突觸相互連接的，以此來摸索記憶的痕迹。
當然，這些記憶痕迹也是隨著時間變化的，今天是這幾個神經元，可能明天就是另外幾個了，直到其達到最穩固的狀態，神經環路通過最少的突觸連接達到存儲記憶的目的。而同時，同一個神經元也可能兼顧多個記憶的memory trace cell的角色，當我們遇到能夠喚醒我們記憶的外界刺激（CS，條件刺激，通過學習與非條件刺激US相聯繫起來）時，這些神經元能夠發放電信號，喚起我們的記憶。
不知道說明白了沒有，如果有人在關注這個問題的話歡迎在評論當中補充~~
（以上是個什麼鬼）

強烈推薦《追尋記憶的痕迹》

這個是關於記憶的input 和output 的問題，先來佔個坑

這樣跟你說吧，樓上一大段，總結成三個字，不清楚