大脑的最基本工作模式是模拟和预测，也就是说我们自认为的自己，其实是对世界的模拟，我们日常活动主要靠预测。这必然导致不太准确和真实，但也让我们感到更完美。最新研究对动物的情景记忆神经元回路的预测原理进行了更准确地研究，这对于我们深入理解大脑的功能有很大帮助。情景记忆是将事件与空间和时间背景联系的能力，海马体和位置细胞在情景记忆的联想和预测方面具有关键作用。研究发现在大鼠海马体的不同电路机制支持下，情景记忆可能是层次分明的。位置细胞在空间位置与环境地标和边界之间表现出活动，还表达序列代码，按顺序激活并编码顺序访问的位置之间的关系。这些海马体编码方案在睡眠或休息期间的重放中得到巩固记忆。刘等人评估了破坏这种机制如何影响两种依赖于不同情景记忆过程的范式中的学习。
该文探讨了联想记忆和预测能力在情景记忆中的作用。作者通过实验发现，破坏推定的预测代码并没有损害CPP任务的学习，但空间导航任务的表现受到严重影响。这表明联想代码足以用于CPP学习，但不足以用于空间导航学习。此外，作者还提到了缺乏直接证据表明序列重播支持情景记忆的某些方面，并指出未来的研究方向。这些发现对于理解影响情景记忆的神经退行性和神经发育障碍具有重要意义。
综上所述，情景记忆是大脑中利用过去的经验预测未来的重要能力，海马体和位置细胞在情景记忆的联想和预测方面具有关键作用。研究发现在大鼠海马体的不同电路机制支持下，情景记忆可能是层次分明的。作者通过实验发现，破坏推定的预测代码并没有损害CPP任务的学习，但空间导航任务的表现受到严重影响。这些发现对于理解影响情景记忆的神经退行性和神经发育障碍具有重要意义。

Cracking the neuronal code of episodic memory | Science

情景记忆是将事件的记忆与其空间和时间背景联系起来的能力（1）。情景记忆固有的能力是利用过去的经验来预测未来（2）。例如，在熟悉的迷宫中寻找食物奖励时，啮齿动物可以根据过去试验的记忆预测即将到来的奖励位置。过去几十年的研究表明，海马体以及海马主神经元（位置细胞）的位置锁定活动对于情景记忆的联想和预测方面至关重要（3，4）。然而，这两种不同的功能是由共同的或可分离的神经元代码支持的还是一直不清楚。在本期第283页，Liu等人（5）报告称，大鼠海马体的联想和预测代码是由相互关联但不同的电路机制支持的，这表明情景记忆可能在大脑中是层次分明的。

位置细胞，通常在老鼠和老鼠身上观察到，是表现出特定位置活动的神经元，该活动编码空间位置与环境地标和/或边界之间的关系（3，6）。在相同空间位置活跃的位置细胞属于同一细胞集（7）。因此，由细胞集所表达的特定位置的活动可能代表联想记忆的神经元基础。
位置细胞还表达序列代码：嵌套在单个theta波段振荡周期内的是多个细胞集，它们按顺序激活并编码顺序访问的位置之间的关系（theta序列）。值得注意的是，在theta序列期间，细胞集描绘的空间表征在动物之前进行。换句话说，theta序列提供了对即将到来的位置的预测（8）。然后，这些潜在的关联性（集合）和预测性（序列）海马体代码在Sharp-wave ripple（SWR）振荡期间被重放，这是在睡眠或休息期间观察到的，从而将其提交给长期存储（9, 10）。尽管这些海马体编码方案已经被广泛研究，但其对情景记忆的特定方面的贡献尚未得到证明。 大鼠的情景记忆的关联性要求海马体中的地点特定集合（用颜色表示）的位置细胞的发放，但这并不需要这些发放与theta振荡同步。在睡眠或休息期间重新激活这些集合以巩固记忆也是必需的。情景记忆的预测性要求位置细胞集合在theta振荡内按顺序发射，并且这种顺序发射需要在睡眠或休息期间重放。

刘等人评估了这种破坏如何影响两种依赖于不同情景记忆过程的范式中的学习。在一个范式中，老鼠学会了将圆形平台的上半部分与奖励[条件性位置偏好（CPP）]联系起来，而在另一个范式中，动物学会了顺序导航到平台上的三个奖励位置。前一项任务是对联想记忆的测试，因为它要求动物学习特定区域与奖励之间的关联，而后一项任务可能还需要预测能力，因为在此任务中最佳导航要求老鼠学会不同地方如何相互关联-即预测下一个奖励的位置。作者发现，破坏推定的预测代码并没有损害CPP任务的学习。然而，空间导航任务的表现受到严重影响，这表明联想代码足以用于CPP学习，但不足以用于空间导航学习（见附图）。

  这些观察结果表明，地点细胞预测代码的巩固可能至少需要情景记忆功能的某些方面。多项研究表明，破坏SWR和细胞集重播会干扰学习（10，11）。然而，缺乏直接证据表明序列重播支持情景记忆的某些方面。同样重要的是发现预测代码可能对其他情景记忆过程是可有可无的。刘等人发现，在缺乏θ波和重播序列的情况下，老鼠可以形成长期联想记忆；这表明细胞集的表达及其在休息期间的后期重激活可能足以支持情景记忆的核心组成部分过程。这些发现对于理解影响情景记忆的神经退行性和神经发育障碍（包括阿尔茨海默病和自闭症谱系障碍）具有重要意义。发现联想记忆和预测能力可能由可分离的神经元编码支持可能意味着情景记忆的这些特定方面在这些障碍中受到不同的影响，或者在阿尔茨海默病等进行性疾病的不同阶段受到影响。希望未来的研究将调查神经学状况中的联想和预测能力。
此外，刘等人发现的成果提出了一个问题，即假设的海马预测码是否适用于其他依赖预测能力的任务。对结果的一种解释是，由于其顺序性质，预测码（通过连续的海马活动表达）是空间导航任务所必需的。也许未来的研究可以评估海马预测码是否也参与更一般的预测学习。例如，当在熟悉的环境中引入障碍时，它是否有助于指导导航？
  调查预测码在推论推理中的作用（推断两个不同事件之间的关系）也是一个重要的研究途径。如刘等人和其他人所指出（2，4），使用时空信息进行推断是预测能力的重要组成部分。描述的海马预测码是否指导学习，例如，当动物需要在先前未见过的环境中寻找奖励时，这个环境与熟悉的环境相似吗？确定支持这种推论推理的神经编码方案是一个令人兴奋的研究前沿。