如果你患上阿尔茨海默病，你不仅会失去时间感，还会失去空间感。时间和空间会不会是同一枚硬币的两面？
目前全球约有5500万人患有痴呆症（如阿尔茨海默病），这个数字预计到2050年将增加两倍。在奥斯陆大学基础医学科学研究所，研究人员正致力于更深入地了解大脑内部发生的变化，以期预防或延缓这类疾病的发展。
“所有记忆都由不同成分组成。你不仅记得昨天晚餐吃了什么，还会记得时间和地点。我们通常认为时间和空间是独立的范畴，这一由哲学家和物理学家创造的区分在组织生活中非常实用。但我们的脑细胞并不这么看。”——奥斯陆大学科恩·费尔韦克教授。
这些细胞并不区分空间中的一步前进还是时间中的一秒流逝。相反，它们只是记录来自感官的不断变化的信息流，追踪事件的发生过程。他解释说，对大脑的内部网络而言，时间和空间实际上是一枚硬币的两面。
“因此，在阿尔茨海默病中，两者同时受到影响并不奇怪；当神经网络受损时，我们对‘哪里’和‘何时’的感知便开始一起瓦解。”
寂静的气味：观察大脑的内部接力
记住某件事发生的地点、时间和方式被称为情景记忆。在大脑中，数十亿个神经细胞形成庞大的网络，像接力赛一样传递信号，处理来自感官的声音、气味和视觉信息。
我们已经知道，将记忆与时间和空间联系起来的细胞存在于海马体中。但费尔韦克和他的研究团队提出理论：另一个大脑区域——后扣带回皮层——也参与了这一过程。该区域位于大脑皮层后部，靠近海马体，此前仅被认为与空间记忆有关。为了测试该区域是否也追踪时间，团队为小鼠设计了一项记忆挑战。任务要求小鼠在短时间内将特定气味保留在“工作记忆”中。该文章近期发表在《细胞报告》上。
“我们给小鼠呈现一个简单的序列：一种气味，五秒停顿，然后是第二种气味。如果两种气味不同（比如香蕉后是薄荷），小鼠会舔吸管以获得糖水奖励；如果气味相同，它们必须保持不动。”费尔韦克解释道。
起初，小鼠不耐烦地不断舔吸管。但经过一周训练后，它们掌握了任务。“它们学会了利用那五秒的寂静，在脑海中保持第一个记忆，等待下一个气味是否匹配或改变。”费尔韦克说。
通用脚本：经验的统一理论
为了观察大脑内部的活动，研究人员使用显微镜监测小鼠在完成任务时后扣带回皮层的神经细胞。
“在显微镜下，我们看到两组不同的神经细胞活跃起来，”费尔韦克说。“第一组像气味专家，只在特定气味（如香蕉或薄荷）出现时活跃。但第二组更令人着迷：这些细胞在五秒寂静期间以精确的顺序活跃起来。”
就像接力赛一样，一个细胞将信号传递给下一个，从而“保持”第一个气味的记忆，直到第二个气味到来。
“通过协同工作，这些细胞同时完成两项任务：识别气味并精确追踪过去的时间。”
最引人注目的发现是，后扣带回皮层对空间和时间使用相同的“神经脚本”。“我们发现，无论小鼠是在物理上跑过一个房间，还是仅仅在脑海中保持一个记忆五秒钟，后扣带回皮层的神经元活动序列几乎完全相同。”费尔韦克说。
重新定义现实以治愈痴呆症
这一发现将我们带回到阿尔茨海默病的悲惨现实——患者难以在时间和空间中找到自己的定位。教授表示，通过证明大脑对两者使用相同的“神经脚本”，我们的研究解释了为什么这两种感知经常会同时失效。
这项工作也挑战了我们对周围世界的感知方式。虽然我们使用时间和空间的概念来组织生活，但这种区分很大程度上是人类构建的。事实上，现代物理学的一些理论正在放弃将时间和空间作为宇宙的基本组成部分。他说，大脑的内部布线似乎反映了这一更深层的现实。
“关于健康大脑如何运作，我们仍有大量需要学习，”费尔韦克解释道。“如果你不了解发动机在正常运转时的工作原理，几乎不可能修复一辆汽车。同样，我们必须先理解健康大脑的‘蓝图’——它是如何构建和存储这些情景记忆的——然后才能真正理解痴呆症中出了什么问题。这些发现让我们离目标更近了一步。”
来源：奥斯陆大学医学院
期刊参考：Garvert, A. C., et al. (2025). Area-specific encoding of temporal information in the neocortex. Cell Reports. DOI: 10.1016/j.celrep.2025.115363.
【全文结束】