我們常常認為,一個剛出生的嬰兒的大腦就像一臺剛開機的電腦。
它沒有過去的經歷,沒有形成完整的記憶,只能依靠成長過程中的學習,不斷建立新的神經連接,最終形成我們成年后的認知能力。
但一項最新研究可能正在改變這種看法。
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科學家發現,大腦中負責記憶的重要區域,可能并不是出生后才從零開始搭建,而是在生命早期就已經擁有一套復雜的“基礎線路”。
換句話說,大腦或許不是一張等待書寫的白紙,而更像是一張已經畫好底稿的地圖,出生后的經歷只是不斷修改、優化這張地圖。
這項研究發表于《自然·通訊》(Nature Communications),研究對象是小鼠的大腦海馬體。
海馬體位于大腦深處,因形狀類似海馬而得名。它是形成長期記憶的關鍵區域,比如我們記住一個地方、一次經歷,甚至學習新的知識,都離不開海馬體的參與。
幾十年來,神經科學領域一直存在一個爭論:
大腦最開始是不是一片空白?
還是說,它出生時就已經攜帶了一套預先設計好的神經網絡?
過去很多科學家傾向于認為,大腦主要是在成長過程中不斷學習,通過經驗刺激建立新的神經連接。
這種觀點類似于“白板理論”(tabula rasa),認為生命早期的大腦幾乎沒有固定結構,后天經歷逐漸塑造了我們的記憶和行為。
但這項新的研究給出了另一種可能。
研究人員重點觀察了海馬體中的一個區域,叫做CA3區。
這個區域在記憶形成和回憶過程中扮演著非常重要的角色。它里面的大量神經元通過突觸相互連接,而這些連接并不是固定不變的。
一種叫做“神經可塑性”的能力,讓神經元之間的聯系可以不斷增強或者減弱。
簡單來說,大腦會根據經歷不斷調整線路。
研究團隊分別分析了剛出生、青春期以及成年小鼠的大腦組織,觀察CA3區域神經網絡隨著年齡增長發生了什么變化。
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結果非常出乎意料。
剛出生的小鼠,其海馬體中的神經網絡并不是稀疏的。
相反,它們擁有大量密集連接的神經元。
這些神經元之間形成了一張極其復雜的網絡,甚至可以說有些“混亂”。大量連接隨機存在,許多神經元之間都保持著高度聯系。
隨著小鼠逐漸成長,這些連接反而開始減少。
神經系統會主動剪掉一部分不必要的連接,讓剩余的網絡變得更加精確、有組織。
這種過程類似于修剪樹枝。
剛開始,樹苗會長出大量枝條,看起來雜亂無章;隨著成長,園丁會剪掉多余部分,讓樹木形成更合理的結構。
大腦也是如此。
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出生時,它擁有一個“過度連接”的網絡,而成長過程就是不斷優化和篩選。
研究人員認為,這一結果推翻了“大腦從空白開始”的傳統想象。
論文作者之一、奧地利科學技術研究所神經科學家彼得·喬納斯表示:
“大腦系統并不是一張可以隨意寫入信息的白板,而更像是一張已經填滿的底稿,之后逐漸變得更加稀疏,并形成更加精準的連接。”
那么,這是否解釋了一個長期困擾人類的問題:
為什么我們幾乎記不起嬰兒時期發生的事情?
大多數人最早的記憶通常出現在三四歲以后。
雖然我們出生后經歷過很多事情,但這些經歷似乎沒有留下清晰、穩定的長期記憶。
新的研究提供了一種解釋。
記憶并不是簡單地儲存在某個位置,而是依靠一群神經元共同活動形成。
當某些神經元同時被激活,它們之間的連接模式就代表了一段經歷。
比如,你看到一個熟悉的街道,聞到一種特殊的氣味,聽到某種聲音,這些信息會共同激活一組神經網絡,于是形成一段記憶。
但在幼年時期,海馬體中的神經網絡過于密集。
一個神經元可能很容易被大量輸入激活。
這意味著不同經歷之間可能會產生大量重疊。
結果就是,大腦雖然能夠記錄信息,卻很難區分不同經歷。
就像一臺相機拍攝了太多照片,但所有照片都疊在一起,最后很難分辨哪一張對應哪一個瞬間。
研究人員在小鼠實驗中觀察到了類似現象。
成年小鼠如果在某個地方受到輕微電擊,再回到那個位置時,會表現出明顯的恐懼反應。
但幼年小鼠不同。
它們不僅會害怕受到電擊的位置,甚至在相似環境中也會表現出恐懼。
這說明幼年時期的記憶并不是不存在,而是不夠精準。
隨著年齡增長,大腦不斷減少多余連接。
神經元需要更多、更準確的信息輸入才能被激活。
最終形成的網絡更加穩定,也能夠區分不同經歷。
這可能就是為什么成年人能夠清晰記住某次旅行、某個人、某一天發生的事情,而嬰兒時期的經歷卻逐漸消失。
荷蘭拉德堡德大學的神經科學家豪杜爾·弗雷婭·奧拉夫斯多蒂爾認為,這項研究與過去大量心理學研究相互呼應。
很多兒童心理學研究發現,人的記憶能力會隨著年齡增長變得越來越具體。
而這項研究進一步從神經連接層面解釋了這種變化。
不過,一個新的問題又出現了:
既然出生前后大腦已經擁有如此復雜的連接,那么胎兒時期的經歷會不會也形成記憶?
研究人員認為,不能完全排除這種可能。
比如,胎兒可能會受到母親聲音、環境刺激等影響,這些經歷或許會在大腦中留下某些痕跡。
但這些痕跡可能并不是我們成年后理解的那種“記憶”。
它們更像是一種早期神經系統的調整,為未來的學習和認知能力打下基礎。
喬納斯認為,出生前形成的大量神經連接,更可能是發育過程中的產物,而不是完整意義上的記憶。
這種“提前布線”的設計,其實非常合理。
如果大腦出生時完全沒有任何連接,神經元之間需要花費大量時間尋找彼此,建立最基本的信息交流。
而一個高度連接的初始網絡,可以讓大腦迅速開始工作。
之后,成長經歷再不斷篩選、優化這些連接,讓系統越來越高效。
這就像一座城市。
如果從零開始修建所有道路,需要非常漫長的時間。
但如果城市一開始就擁有大量道路,之后只需要根據人口流動拆除一些不合理的道路,增加關鍵線路,效率反而更高。
人類大腦可能也是如此。
它并不是出生時空無一物,而是帶著一套經過進化長期優化的基礎結構來到這個世界。
后天經歷并不是創造大腦,而是在已有結構上進行塑造。
這項研究再次提醒我們,人類大腦遠比想象中復雜。
我們以為記憶來自經歷,但實際上,經歷之所以能夠變成記憶,可能是因為大腦早已準備好了接收它們。
或許,生命最開始的那一刻,我們的大腦并不是一張白紙。
它更像一本已經寫好開篇章節的書。
(參考:Vargas-Barroso, V., Watson, J.F., Navas-Olive, A. et al. Developmental emergence of sparse and structured synaptic connectivity in the hippocampal CA3 memory circuit.
Nature Communications
(2026).
https://doi.org/10.1038/s41467-026-71914-x)
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