

大脑不是一张等待书写的白纸,它出生时更像一张已经密密麻麻画满草稿的画布,然后用一生的时间,把多余的线条一条条擦掉。
2026年4月,奥地利科学技术研究所(ISTA)彼得·乔纳斯与马格达莱纳·瓦尔茨领导的研究团队,在《自然通讯》上发表了一项关于海马体发育的重要研究,从根本上动摇了人们对大脑如何学习、如何记忆的直觉判断。他们的核心发现只有一句话,却出人意料:大脑在建立记忆能力的过程中,做的主要不是"加法",而是"减法"。
先"过载",再"精简"
海马体是大脑中负责记忆形成和空间定向的核心区域,它的一个关键子区域叫做CA3,由大量相互连接的锥体神经元构成。这个网络的连接方式,决定了大脑整合记忆的效率。
研究团队利用膜片钳技术,对小鼠大脑在三个发育节点的CA3网络逐一解析:出生后第7至8天、第18至25天,以及第45至50天的成年期。
他们发现的规律完全反转了传统直觉。CA3网络在出生后不久处于连接密度最高的状态,神经元之间的突触分布广泛而随机,像一张无序铺开的渔网。随着小鼠进入青春期和成年期,这张渔网开始系统性地减少节点,连接变得更加稀疏,但结构却越来越精确、越来越有序。
"直觉上,人们可能会认为网络会随着时间推移增长并变得更密集,"乔纳斯说,"但我们看到的恰恰相反。它遵循的是一种'修剪模型':最初是满的,然后变得精简和优化。"
这个过程有一个专业名称,叫做"突触修剪",在人类大脑的发育研究中并不陌生。此前科学界已知儿童时期大脑会经历大规模突触修剪,尤其集中在青春期前后。但这项研究以前所未有的精度,在海马体最核心的记忆回路层面,实时追踪并量化了这一过程的全貌。
为什么要先"装满"再"倒掉"?

彼得·乔纳斯教授是奥地利科学技术研究所(ISTA)乔纳斯细胞神经科学研究小组的负责人。图片来源:© ISTA
这个问题是这项研究最耐人寻味的部分。
乔纳斯给出的解释,涉及一个信息整合的根本逻辑。海马体的功能远不止于存储单独的感官输入,它要将视觉、听觉、嗅觉、情绪状态等不同来源的信息缝合在一起,形成一段完整的记忆体验。这是神经网络面临的高难度任务:来自不同感官通道的信号,必须在同一个时间窗口内汇集到足够多的神经元,才能被"编织"成一段连贯的记忆。
如果大脑一开始是一张空白画布,神经元需要从零开始寻找彼此、建立连接,这个过程既费时又低效。但如果一开始就存在高密度的"预连接",即便其中大量连接是随机的或冗余的,新生大脑也能迅速实现各类信号的广泛交流,确保关键信息不会在建立连接之前就已丢失。
随后的修剪过程,则是在这片"广撒网"的基础上,依据实际使用频率和强度,保留真正有效的连接,切除多余的杂音,让网络在保持覆盖广度的同时,获得更高的信息传递精度。
这个逻辑被研究团队称为"tabula plena"模型,与"白板说"(tabula rasa)正好相对:不是等待被写满的空板,而是已经写满、等待被精雕细琢的满板。
对理解脑疾病意味着什么?
这项发现的意义,不仅仅停留在基础神经科学层面。
突触修剪过程的异常,与多种神经发育障碍的发病机制密切相关。自闭症谱系障碍的研究中,科学家长期观察到患者大脑存在突触修剪不足的迹象,即大脑保留了过多本应被清除的连接,导致信号处理过度嘈杂。而精神分裂症的某些亚型,则被认为与青春期修剪过度有关,有效神经回路被意外切断。
这项研究提供的精细细胞级别数据,为探索上述疾病的早期干预时机提供了新的参考坐标:如果修剪过程在特定发育窗口内被打乱,其后果可能影响深远,且难以在成年后逆转。
另一层意义在于记忆研究本身。理解海马体CA3网络如何从"过载状态"演化为"精准状态",为阿尔茨海默症等记忆退行性疾病的研究提供了一个新的参照系:成熟大脑中发生的记忆损伤,究竟是原有精密连接的破坏,还是修剪机制在老年期的意外重启?
大脑的智慧,或许从来不在于拥有更多,而在于知道该舍弃什么。
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