新皮層

新皮層是由端腦泡的假分層上皮演發而成。在人的大腦半球上方，是具有6層結構的新皮層，它佔據成年人整個大腦皮層表面的94%，亦被稱為均勻皮層（見大腦）。半球其餘表面結構包括古皮層及舊皮層，在神經系統發生中出現較早，這些部分統稱為非均勻皮層，將來發展成為邊緣系統的主要部分。 ^[1] 

早在上世紀 50 年代，Larshly 為了驗證記憶是否在儲存在皮層中，他先訓練大鼠在迷宮中尋找食物，然後手術切除不同大小的皮層區 域，之後放回迷宮中讓大鼠繼續尋找食物，觀察並統計其尋找到食物的成功率。他發現 切除大鼠的新皮層的確會影響其成功率，並且大鼠找到食物的正確率和切除的新皮層 的大小呈明顯的負相關 ^[2]  。因此可以説明以下兩點：（ 1）皮層的確參與了記憶的儲存。 （2）皮層記憶（Cortical memory）是分佈式儲存於廣泛的皮層結構當中。但是由於做 實驗的年代過於久遠，實驗各方面設計也並不是特別完善，存在很多問題。譬如，很難 確定手術切除的時候有沒有影響到其他腦結構，例如海馬，也沒有詳細細分各個皮層 區域之間的差異。

2014 年，我國科學家發現皮層記憶相關神經元主要位於皮層的 2/3 層，實驗者通過 使用 EGR1-EGFP 小鼠，如前文所述，EGR1 表徵活動的神經元，他們在 EGR1 極早基 因後面同時表達 EGFP 綠色熒光蛋白，並且綠色熒光蛋白的熒光強度正比於神經元的活動強度。因此在小鼠經過記憶相關的訓練之後，利用雙光子顯微鏡記錄大腦皮層中 EGR1-EGFP 陽性神經元的活動，這一數據可以反映出神經元興奮的時間，興奮的神經 元的羣體以及其興奮強度。研究者們在視皮層中觀察到 2/3 層神經元對於不同場景有 不同的神經元羣體反應，這些神經元反應是特異的，而且具有重複性。不僅僅在視皮層，在其他感覺皮層 2/3 層也觀察到類似的神經元。而第四層神經元則展現出相似的活動，不管在什麼場景裏面，這些神經元都發放。因此研究者們認為記憶印跡細胞主要位於皮層的 2/3 層並且是廣泛存在的 ^[3]  。

為了進一步研究皮層神經元和記憶的關係。加州大學洛杉磯分校神經生物學家 Mark Mayford 於 2014 年發表文章表明，標記小鼠恐懼學習時在壓後皮層（Retrosplenial cortex，RSC）激活的神經元，然後通過光遺傳手段重新激活這些標記的記憶相關細胞可以重新喚起小鼠的恐懼記憶 ^[4]  。這個實驗説明皮層參與了記憶的儲存與提取。

海馬及其相關腦區和皮層都參與到記憶過程中，那麼它們分別的功能 是什麼呢？

在“標準記憶鞏固模型（Standard memory consolidation model）” 中，短期記憶先 儲存在突觸可塑性較高的海馬，這些海馬神經元也可能與皮層中神經元相連，然後通過線下的（學習後的時間，比如在睡眠時）鞏固過程，海馬把儲存在海馬的短期記憶轉 移到皮層上面進行永久保存，這個過程十分長，從幾天到一個月都有可能。但是這樣一個模型也有一些問題，記憶的轉移過程毫無疑問是不經濟的，耗費能量的，而且也無法確保記憶轉移後的精確度。

另一個被提出的記憶模型是“海馬索引模型”，這個模型提出記憶並不儲存在海馬本身，海馬只是通過空間定位提供場景記憶中的不同物件的索引，就像書本中的目錄。這理論和大量的海馬研究是符合的，實際上，海馬中神經元多是編碼空間位置的神經元，而沒有發現對於特定物體特徵或者編碼其他類型的神經元。雖然海馬去除的確會影響記憶的形成，但大量證據已經表明長期記憶是存儲在新皮層內的，因此有可能記憶一開始就存在皮層內而不需要海馬的轉移，只是在記憶形成 的時候需要海馬的幫助。這個推論和以往的實驗結果不衝突，理解和解釋起來也更加合理。