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一个女人走在街上听到一声巨响。
几分钟后，她发现走在她前面的男朋友被枪杀了。
一个月后，这位妇女住进了急诊室。
她说，垃圾车发出的噪音引起了恐慌。
她的大脑在嘈杂的声音和她目睹的毁灭性景象之间形成了一种深刻而持久的联系。
这个故事由科研人员转述，是大脑记忆和连接时间上分离的事件的强大能力的有力例子。
发表于《神经元》的一项研究揭示了大脑是如何形成这种持久联系的。
科学家们发现了一个令人惊讶的机制，海马体是一个对记忆至关重要的大脑区域，通过它建立了跨越时间的桥梁，通过激发看似随机但实际上构成了一个复杂模式的突发活动，随着时间的推移，帮助大脑学习联想。
通过揭示联想学习背后的潜在回路，这些发现为更好地理解焦虑和创伤以及紧张性刺激相关的障碍，如恐慌和创伤后应激障碍奠定了基础，在这些障碍中，看似中性的事件可能引发负面反应。
海马体在学习形式中很重要，这种学习形式涉及到两个相隔10到30秒发生的事件之间的联系，这种能力是生存的关键，但它背后的机制已被证明难以捉摸。
通过对老鼠的研究，科研人员绘制了大脑进行的复杂计算图，以便将时间上分开的不同事件联系起来。
海马体是埋藏在大脑深处的一个海马状的小区域，是学习和记忆的重要总部。
之前在老鼠身上的实验表明，海马体的破坏会让动物在学习将相隔几十秒的两个事件联系起来时遇到困难。
主流观点认为，海马体中的细胞保持一定程度的持续性活动，从而将这些事件联系在一起，因此，关闭这些细胞会扰乱学习。
为了验证这一传统观点，研究人员对小鼠海马体的部分区域进行了成像，因为这些动物受到了两种不同的刺激:一种声音，接着是一股小而难闻的空气。
15秒的延迟将两个事件分开。
科学家在几次试验中重复了这个实验。
随着时间的推移，老鼠学会了将音调与即将到来的一阵空气联系起来。
利用先进的双光子显微镜和功能性钙成像技术，他们在连续多天的每个试验过程中，同时记录了动物海马中数千个神经元的活动。
用这种方法，科研人员可以模拟人类的大脑在学习连接两个事件时所经历的过程。
为了理解他们收集的信息，研究人员与计算神经科学家合作，他们开发了强大的数学工具来分析大量的实验数据。
科研人员期望看到在15秒间隙内持续的重复的、连续的神经活动，这是海马体将听觉音调和吹气联系起来的迹象，但是当我们开始分析数据时，我们没有看到这样的活动。
相反，在15秒的时间间隔内记录的神经活动很少。
只有少数神经元放电，而且它们似乎是随机放电的。
这种零星的活动看起来明显不同于大脑在其他学习和记忆任务中显示的连续活动，比如记忆电话号码。
这项活动似乎是在整个任务的间歇和随机时间里断断续续地进行的。
最终，研究人员在随机性中发现了一种模式:一种似乎是神经元存储信息的非常有效的方式的心理计算方式。
神经元不是不断地相互交流，而是节省能量，也许是通过在细胞间的连接(称为突触)中编码信息，而不是通过细胞的电活动。
科研人员很高兴看到大脑在这几秒钟内没有保持持续的活动，因为从新陈代谢的角度来说，这不是存储信息的最有效的方式，大脑似乎有一种更有效的方式来建造这座桥，我们怀疑这可能涉及到改变突触的强度。
除了帮助描绘与联想学习相关的电路，这些发现也提供了一个更深入探索与联想记忆功能障碍相关的疾病的起点，如恐慌和创伤后应激障碍。
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