你是否有过这样的经历：一次惊险的坠落、一场激烈的争吵、甚至某个深夜接到的一通电话——这些让你心跳加速的瞬间，往往能在记忆中留存数年，细节清晰得仿佛昨日。而相比之下，上周吃的午餐、昨天开的例会，却早已模糊难辨。这种"情绪记忆增强效应"是大脑最精密的生存策略之一。在漫长进化中，我们的祖先正是依靠对危险情境的深刻记忆，才得以在危机四伏的环境中存活。现代神经科学早已证实，急性应激与压力激素皮质醇是这一效应的关键推手——它们像一把神经"高亮笔"，在信息编码的瞬间标记下那些值得铭记的时刻。

但这里存在一个长期困扰科学家的谜题：皮质醇究竟如何"选择"哪些记忆值得强化？它是单纯地放大情绪的唤醒感，还是直接作用于记忆形成的神经网络？又或者，它通过重塑脑区之间的动态对话，让"感知危险"与"存储记忆"两个系统协同工作？

2025年12月10日，Science Advances（IF=12.5）上发表了一篇题为“Dynamic brain mechanisms supporting salient memories under cortisol”的文章，该研究利用药物功能磁共振成像与创新的动态连接组预测建模技术，揭示了皮质醇增强情绪记忆的脑机制。研究发现，皮质醇通过两种方式重塑大脑动态网络：一是稳定并强化加工情绪显著性（如涉及前脑岛、杏仁核）的网络，使其对唤起刺激更敏感；二是特异性地“调谐”记忆编码网络（涉及海马、默认模式网络等），使其优先处理情绪信息。皮质醇还促进了这两个网络的解剖结构与功能活动的整合与同步。研究结果表明，皮质醇并非笼统地提升兴奋性，而是通过精密调控大规模脑网络间的动态协作，优先将情绪显著的体验转化为深刻记忆。

研究人员在一项新研究中进行了调查。具体来说，他们想了解皮质醇如何在追踪情绪和记忆的脑回路中分别发挥作用。他们发现皮质醇不仅帮助人们记住情感体验，还通过改变与记忆和情感相关的动态大脑网络，增强了情感记忆。虽然众所周知，压力和皮质醇可以帮助人类和啮齿动物形成更强烈的情感记忆，但大脑的某些部分，如杏仁核，是实现这些好处所必需的。然而，由于这些大脑区域可能参与多种认知过程，因此很难确切理解皮质醇如何帮助大脑建立情绪记忆。

在这项研究中，研究人员进行了一项实验，期间人们在观看图片之前服用了含有氢化可的松（hydrocortisone）或安慰剂（placebo）的药片，同时进行了功能性磁共振成像（fMRI）扫描。这种类型的MRI扫描可以通过追踪氧合血流来“看到”大脑活动。

在参与者观看这些图片的过程中，他们告诉研究人员自己对每张图片的感受。第二天，研究人员测试了他们对这些图片的记忆。每位参与者接受了两次研究，一次服用氢化可的松（hydrocortisone），一次服用安慰剂（placebo）。这是一个双盲设计，因此参与者和实验者都不知道他们服用了哪种药片。

图1 实验设计和行为结果

据研究人员介绍，这项研究的关键部分是研究团队如何分析功能性磁共振成像（fMRI）扫描的数据。许多研究使用功能连接——即大脑某一部分的反应与另一部分反应同步的程度——来理解行为。通常，这些分析需要几分钟的大脑扫描数据。

在这项研究中，研究人员观察了单次试验（大约五秒钟）期间的大脑功能连接情况，并尝试用它来预测人们对该试验的感受。他们还利用单次试验期间的功能连接情况，尝试预测人们次日是否记得该试验。这两种预测都取得了成功。因此，研究人员能够定义用于记忆形成和情绪强度的不同动态大脑网络，并观察这些网络如何随着皮质醇的变化而变化。

图2 分析设计

研究者们通过其方法发现了两点。第一，正如预期，皮质醇有助于人们记住情绪体验。第二，皮质醇通过改变与记忆和情绪相关的大脑网络，增强了情绪记忆。对于情绪而言，皮质醇使相关网络更趋一致且激活更强。对于记忆而言，皮质醇使网络对情绪内容的处理更为专门化。皮质醇还促进了处理情绪与记忆的网络之间的协调性。

图3 在不同药理和情感条件下正向预测网络之间的重叠边缘

研究人员表示，这些发现表明，多种动态大脑机制使我们能够在压力下有选择地记住情绪体验。使用动态连接组预测建模（dCPM）方法，成功利用单试次全脑动态相位同步性预测了该试次的唤醒度评分和后续记忆表现。

图4 使用动态连接成功预测唤醒和随后的记忆。

图5 预测性网络参与因皮质醇和情绪内容而异

Goldfarb 说：“压力反应从根本上是适应性的，并且可以帮助你形成强烈的记忆——但这仅限于你认为情绪上强烈或有意义的经历。这部分与大脑增加对追踪情绪强度的网络的参与有关。因此，如果你在压力下尝试学习新东西，考虑与所学内容相关的令人兴奋的元素或强烈的情感可能会有所帮助。”

该项研究创新性主要体现在方法论和分析视角上：第一，引入了动态连接组预测建模这一分析创新方法，可广泛应用于认知神经科学的关键问题。在实践层面，dCPM通过预测每个单独试次的行为而非平均行为（仅“被试数”个数据点）来放大统计效力。第二，除了统计优势，dCPM还关键性地提高了时间分辨率。例如，在记忆领域，它使我们能够超越整个编码过程中平均静态连接/平均记忆表现的分析水平。第三，与其他全脑预测建模技术一样，dCPM允许在保持高时间分辨率的同时，理解超越特定感兴趣区的全脑过程。对于应激研究，理解大规模脑网络的变化对于认识执行控制、注意警觉等过程的改变以及记忆编码方式的转变可能是必要的。至关重要的是，dCPM允许在实验情境内部（而非使用外部定义的网络）定义全脑预测网络。这提供了捕获不同条件下或不同组间每个预测网络涉及大脑哪些部分发生改变的机会，并提供了量化预测网络一致性和泛化性的机会。总之，这些创新将为了解大脑如何支持认知和情感提供关键的全脑且时间精确的见解。

虽然该项研究的方法和分析视角独特，但也存在一定的局限性：第一，虽然该研究聚焦于皮质醇以提供特异性机制见解，但需要研究急性应激反应的其他组分。急性应激也被证明能增强情绪记忆，但与之相关的生理级联反应的其他成分可能导致不同的神经机制。第二，该研究仅使用了正性、唤起性刺激（酒精相关图片）。尽管这些图片具有显著性和行为相关性，但编码积极事件的神经计算可能不同于编码消极事件。因此，需要进一步研究皮质醇如何调节记忆预测网络以促进对负性记忆和其他类别显著图像的记忆。第三，这些刺激诱发的主观唤起程度为中等水平。这提出了另一种可能性，即当编码高唤起刺激时，支持唤醒和记忆的脑网络可能受到皮质醇的不同调制。第四，该研究刺激诱发生理唤起的标志物。过去研究表明，皮质醇对唤起内容记忆的影响与肾上腺素能反应紧密相关，而主观唤起刺激也被证明能诱发肾上腺素能反应的生理相关物。尽管如此，由于追踪生理唤起和主观唤起的脑网络可能不同，未来工作需要检验生理唤起网络与记忆预测网络之间的相互作用如何受皮质醇调节。

参考文献

Yuye Huang et al. ,Dynamic brain mechanisms supporting salient memories under cortisol.Sci. Adv.11,eadz4143(2025).DOI:10.1126/sciadv.adz4143

资讯来源

https://medicalxpress.com/news/2025-12-stress-hormones-brain-networks-emotional.html

编译：李佳骏

审核：柴逸凡