尝试错误学习（trial and error）是心理学行为学派的指标实验之一，心理学家 Edward Thorndike 著名猫走迷笼的实验，观察到猫咪在迷宫中不断试误、进而保留成功经验的学习历程。撇除行为科学的诠释途径，走迷宫涉及空间定向和记忆过程，除了记取正确的尝试，也需要提去过去错误经验作为后续判断的参照，大脑是怎么做到这件事的？
海马回的神经振荡（neural oscillation）
人脑的海马回是主导空间感与记忆的生理构造，海马回传递脑波讯号的基础则透过神经震荡（neural oscillation），包含 θ（theta,∼4–12 Hz）、SWRs（sharp wave-ripples, ~110-250 Hz）、γ（gamma, ~25-100 Hz）3 种主要波段组合。
θ 波在快速动眼期频繁出现，已知与空间辨识、记忆次序排组等多项脑部功能有关，空间认知的资讯会存取在海马回位置细胞（place cell）。SWRs 则多在动物静止时观察到，这个时期是动物形成、提取长期记忆的重要阶段。
德州大学奥斯汀分校（The University of Texas at Austin）研究团队发表于《Nature Communications》一项研究指出，透过小鼠走迷宫时海马回的电生理反应，比较其在迷宫中走对路找到食物、与走错路的条件下，海马回位置细胞与不同神经震荡波段之间的影响。
提取空间记忆与活化位置细胞
当小鼠走对路，也就是找到食物正向回馈时，研究团队如预期观察到小鼠脑内的位置细胞会活化，研究负责人 Laura Colgin 教授形容位置细胞活化“像骨牌倒下一样，一个接着一个细胞被激活。”而随食物地点接近，小鼠位置细胞会排列成较紧密形式，此排列讯号则是由 θ 与 SWRs 波段组合下达的指令。
令人讶异的是，在小鼠走错路的情况下，研究人员同样观察到位置细胞也会活化，只是活化时间较延迟。他们认为这可能是由于错误尝试时，神经网络驱动细胞活化的能量较低，这也是为什么小鼠提取的错误记忆没连接到当下行动的原因。
此外，研究也发现当小鼠在成功达到目标位置的经验后，尽管处在测试之间的休息时段，海马回的位置细胞依旧保持活化状态，随时等候启动空间记忆。
阿兹海默症的治疗线索
探讨大脑如何提取空间记忆并不是冷门题材，Colgin 教授团队的这项小鼠研究，则区分出海马回提取“正确”与“错误”空间记忆的生理机制，在提取错误记忆方面更是首创的研究成果。诸如阿兹海默症研究，将能从中获取与错误记忆有关的病理线索。
延伸阅读：首度探入海马回监测血氧浓度！低血氧导致阿兹海默症？参考资料：
1. https://news.utexas.edu/2021/06/08/first-glimpse-of-brains-retrieving-mistaken-memories-observed/
2. Nature Communications, 2021; https://www.nature.com/articles/s41467-021-23765-x#Bib1
3. Nature Reviews Neuroscience, 2016; https://www.nature.com/articles/nrn.2016.21
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