黑冠山雀有着非凡的记忆力，它们可以回忆起成千上万块食物的位置，帮助它们度过冬天。现在，哥伦比亚大学祖克曼研究所的科学家们已经发现了山雀是如何记住这么多细节的:它们利用类似于条形码的脑细胞活动来记住每个食物的位置。这些新发现可能会揭示大脑是如何为构成我们生活的事件创造记忆的。

“我们通过对物体、地点和人的记忆来看待世界，”哥伦比亚大学祖克曼研究所首席研究员、哥伦比亚大学瓦格洛斯内外科医学院神经科学助理教授德米特里·阿罗诺夫博士说。

“记忆完全定义了我们看待世界和与世界互动的方式。有了这只鸟，我们就有了一种以极其简化的方式理解记忆的方法，在理解它们的记忆时，我们也会了解一些关于我们自己的事情。”

这种类似条形码的记忆格式首次在《细胞》(Cell)杂志上公布，可能是动物大脑(包括人类大脑)的一种常见策略。

“在人类身上的许多发现与条形码机制完全一致，”博士后研究员塞尔曼·切蒂博士说，他是该研究的共同第一作者，与艾米丽·麦克凯维修斯博士一起。

山雀是“记忆天才”，该研究的通讯作者阿罗诺夫博士说。它们是情景记忆的大师——大脑回忆特定时刻的能力，比如把一点食物藏在树皮下或树洞里。这对它们来说可能是生死攸关的问题，因为与大多数生活在寒冷地区的鸟类不同，山雀在冬天不会迁徙。这意味着它们的生存取决于记住它们在温暖的月份里把食物藏在哪里，有些每天要藏5000个。

科学家们早就知道，这些鸟类依靠海马体来储存它们的缓存记忆，海马体是所有脊椎动物(包括人类)的记忆关键大脑结构。然而，没有人确定海马体中编码情景记忆(如食物储存事件)的特定神经活动。

“我们试图回答的问题是，‘记忆在物理上是什么?’”切蒂博士说。

山雀也许能帮助科学家解开这个谜团。为了探索山雀的惊人记忆，阿罗诺夫博士和他的团队以山雀的自然栖息地为灵感，建造了室内竞技场。

阿罗诺夫博士说:“几十年来，科学家们一直对这些鸟类的记忆力感到惊讶，但它们的大脑中发生了什么来支持这些记忆，这一直是个谜。”“现在我们有了神经记录和行为跟踪工具，可以让我们进一步了解这些鸟类是如何拥有这些记忆壮举的。”

在典型的实验中，黑冠山雀本能地将葵花籽藏在竞技场的洞里，研究人员监控海马体的活动。与此同时，六台摄像机还记录了鸟类的飞行过程，人工智能系统自动跟踪它们储存和取回种子的过程。

科学家们意外地发现，每当山雀储存种子时，海马体神经元就会以一种独特的模式放电。当鸟类找到特定的食物储备时，这些短暂的模式会重新激活。

“这些都是非常惊人的活动模式，但它们非常短暂——平均只有大约一秒钟的时间，”切蒂博士说。“如果你不知道它们发生的确切时间和原因，就很容易错过它们。”

他们说，当研究人员仔细考虑他们的数据时，神经条形码作为不同事件的独特标签的想法开始有了意义。

这些条形码模式独立于海马神经元的活动而存在，海马神经元被称为“位置细胞”，负责对位置记忆进行编码。每个条形码都是不同的，即使是在同一地点不同时间藏起来的，或者是在相邻的快速连续藏起来的。

阿罗诺夫博士说:“许多海马研究都集中在位置细胞上，2014年，他们的发现获得了诺贝尔奖。”

“因此，该领域的假设是情景记忆一定与位置细胞的变化有关。我们发现，当鸟类形成新的记忆时，位置细胞实际上并没有改变。相反，在储存食物的过程中，除了位置细胞之外，还有其他的活动模式。”

展望未来，研究人员想看看山雀在从遥远的地方寻找猎物时是否会激活条形码。

“如果他们打算在实际行动之前检索缓存的内容，我们可能会预料到这一点，”切蒂博士说。“我们希望识别出鸟类正在思考某个位置但尚未确定的时刻，看看激活条形码是否会驱使鸟类前往缓存。”

研究人员还渴望知道，他们在山雀身上发现的条形码策略是否在包括人类在内的其他动物中广泛使用。这样的研究可能有助于揭示人类经验的核心部分。

“如果你考虑人们如何定义自己，他们认为自己是谁，他们的自我意识，那么对特定事件的情景记忆是其中的核心，”切蒂博士说。“这就是我们想要了解的。”