研究人员揭示了小鼠大脑中广泛神经元网络中记忆形成的结构基础。这项研究揭示了记忆形成的根本灵活性，以前所未有的分辨率详细描述了细胞和亚细胞水平上与学习相关的变化。了解这种灵活性可能有助于解释为什么记忆和学习过程有时会出错。

这项研究发表在《科学》杂志上，表明分配给记忆痕迹的神经元通过一种称为多突触突触小体的非典型连接类型重新组织了与其他神经元的连接。在多突触突触小体中，传递信息的神经元的轴突与接收信号的多个神经元接触。研究人员称，多突触突触小体可能使信息编码具有细胞灵活性，这在之前的研究中有所观察到。

研究人员还发现，参与记忆形成的神经元并不优先相互连接。这一发现挑战了“一起放电的神经元会连接在一起”这一传统学习理论所预测的观点。

此外，研究人员还观察到，分配给记忆痕迹的神经元重组了某些细胞内结构，这些结构提供能量并支持神经元连接的通信和可塑性。这些神经元还增强了与星形胶质细胞等支持细胞的相互作用。

斯克里普斯研究中心的科学家 Marco Uytiepo、Anton Maximov 博士及其同事利用先进的遗传工具、3D 电子显微镜和人工智能重建了参与学习的神经元接线图，并在细胞和亚细胞水平上确定了这些神经元的结构变化及其连接。

为了研究与学习相关的结构特征，研究人员让老鼠接受条件反射任务，并在大约一周后检查大脑的海马区。他们之所以选择这个时间点，是因为它发生在记忆首次编码之后，但在重新组织以供长期存储之前。