记忆是过去的影子，也是未来的手电筒。

我们的回忆引导我们穿越世界，调整我们的注意力并塑造我们以后生活中学到的东西。研究人类和动物表明，记忆可以改变我们对未来事件的看法以及我们对它们的关注。“我们知道过去的经验会改变一些事情，”加州大学旧金山分校的神经科学家洛伦弗兰克（Loren Frank）说。“具体如何发生并不总是很清楚。

发表在《科学进展》杂志上的一项新研究现在提供了部分答案。研究人员与蜗牛合作，研究了已建立的记忆如何使动物更有可能形成对相关未来事件的新的长期记忆，否则它们可能会忽略这些记忆。他们发现的简单机制通过改变蜗牛对这些事件的看法来做到这一点。

研究人员将过去的学习如何影响未来学习的现象“归结为单个细胞”，加州大学洛杉矶分校的细胞生物学家David Glanzman说，他没有参与这项研究。他称之为一个有吸引力的例子，“使用一个简单的有机体来试图理解相当复杂的行为现象。

虽然蜗牛是相当简单的生物，但新的见解使科学家更接近于理解人类等高阶动物长期记忆的神经基础。

虽然我们通常没有意识到这一挑战，但长期记忆形成是“一个令人难以置信的能量过程，”萨塞克斯大学高级研究员，新研究的主要作者迈克尔克罗斯利说。这样的记忆依赖于我们在神经元之间建立更持久的突触连接，脑细胞需要招募大量的分子来做到这一点。因此，为了节约资源，大脑必须能够区分何时值得形成记忆，何时不值得。他说，无论是人类的大脑还是“精力紧张的小蜗牛”的大脑，都是如此。

在最近的一次视频通话中，克罗斯利拿出了一只这样的蜗牛，一只拇指大小的莱姆纳软体动物，他说它的大脑“很漂亮”。人类的大脑有860亿个神经元，而蜗牛的只有2万个，但它的每个神经元都比我们的大10倍，更容易研究。这些巨大的神经元和它们清晰的脑回路使蜗牛成为神经生物学研究的热门对象。

萨塞克斯大学的研究人员将Lymnaea蜗牛的习得行为追溯到其大脑中只有四个神经元的回路。

克罗斯利说，这些小型觅食者也是“非凡的学习者”，它们在一次接触后就能记住一些东西。在这项新研究中，研究人员深入蜗牛的大脑，以弄清楚它们获取记忆时在神经水平上发生了什么。

哄骗回忆

在他们的实验中，研究人员给蜗牛提供了两种形式的训练：强壮和弱。在高强度训练期间，他们首先用香蕉味的水喷洒蜗牛，蜗牛认为它的吸引力是中性的：它们会吞下一些，然后吐出一些。然后团队给了蜗牛糖，他们贪婪地狼吞虎咽。

一天后，当他们对蜗牛进行测试时，蜗牛表明他们已经学会了将香蕉的味道与糖分联系起来。蜗牛似乎认为这种味道更可取：它们更愿意吞下水。

相比之下，蜗牛并没有从一次弱的训练中学到这种积极的联系，在一次训练中，用椰子调味的沐浴之后是更稀释的糖。蜗牛继续吞咽和吐出水。

到目前为止，这个实验基本上是巴甫洛夫著名的条件反射实验的蜗牛版本，在巴甫洛夫的熏陶实验中，狗在听到铃铛声时学会了流口水。但随后科学家们研究了当他们给蜗牛进行香蕉调味的强烈训练时会发生什么，几个小时后又对椰子调味进行了弱训练。突然间，蜗牛也从薄弱的训练中吸取了教训。

当研究人员改变顺序并首先进行弱训练时，它再次未能传授记忆。蜗牛仍然形成了对强力训练的记忆，但这并没有对早期的经验产生追溯性的强化效果。交换强弱训练中使用的口味也没有效果。

科学家们得出结论，强烈的训练将蜗牛推向了一个“学习丰富”的时期，在这个时期，记忆形成的阈值较低，使它们能够学习原本不会学到的东西（例如味道和稀糖之间的弱训练关联）。这种机制可以帮助大脑在适当的时候将资源用于学习。食物可以使蜗牛对附近潜在的食物来源更加警惕;与危险擦肩而过可以提高他们对威胁的敏感性。

一种将调味水与糖联系起来的Lymnaea蜗牛迅速张开和闭上嘴巴吞下它（右）。没有学会联想的蜗牛闭上嘴巴（左）。

然而，对蜗牛的影响是短暂的。在强力训练后，学习丰富的时间只持续了30分钟到4 小时。在那之后，蜗牛在弱训练期间停止了长期记忆，这并不是因为它们忘记了他们的强训练——这种记忆持续了几个月。

有一个增强学习的关键窗口是有意义的，因为如果这个过程没有关闭，“这可能对动物有害，”克罗斯利说。然后，动物不仅可能会投入太多资源进行学习，而且可能会学习对其生存有害的联想。

观念改变

通过用电极探测，研究人员发现了蜗牛大脑在训练中形成长期记忆时会发生什么。大脑活动发生了两个平行的调整。第一个对内存本身进行编码。第二个是“纯粹参与改变动物对其他事件的看法，”克罗斯利说。它“根据过去的经验改变了它看待世界的方式”。

他们还发现，他们可以通过阻断多巴胺的作用来诱导蜗牛感知的相同转变，多巴胺是由激活吐痰行为的神经元产生的大脑化学物质。实际上，这让神经元变得吐痰，让神经元不断吞咽。这种经历与强训练在之前的实验中具有相同的结转效应：几个小时后，蜗牛形成了对弱训练的长期记忆。

研究人员彻底而优雅地绘制了从“过去和新记忆之间这种相互作用的行为到电生理基础”的过程，牛津大学博士后研究员佩德罗雅各布说，他没有参与这项研究。“了解这种情况是如何发生的很有趣，因为它可能在物种之间是保守的。

然而，弗兰克并不完全相信蜗牛在训练不足后未能摄入调味水意味着它们没有记忆。他说，你可以拥有记忆，但不能对它采取行动，所以做出这种区分可能需要后续实验。

Glanzman说，学习和记忆背后的机制在软体动物和哺乳动物（如人类）中惊人地相似。据作者所知，这种确切的机制尚未在人类身上显示，Crossley说。“这可能是一个广泛保守的特征，因此值得进一步关注，”他说。

格兰兹曼说，研究感知的转变是否可以变得更加持久将是很有趣的。他怀疑，如果给蜗牛一种厌恶的刺激，让它们生病而不是它们喜欢的东西，这可能是可能的。

目前，Crossley和他的团队很好奇这些蜗牛在执行多种行为时大脑会发生什么，而不仅仅是张开或闭上嘴。“这些都是非常迷人的生物，”克罗斯利说。“你真的不希望这些动物能够完成这些复杂的过程。