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Science:美学者发现记忆传输与固化机理

摘要 : 2017年4月7日,国际顶尖学术期刊《Science》杂志上在线发表了美国麻省理工大学Takashi Kitamura研究员的一篇研究论文,研究发现了小鼠脑中日常情景记忆是如何随时间流逝,从海马向大脑皮层传输并固化的神经回路机理。

2017年4月7日,国际顶尖学术期刊《Science》杂志上在线发表了美国麻省理工大学Takashi Kitamura研究员的一篇研究论文,研究发现了小鼠脑中日常情景记忆是如何随时间流逝,从海马向大脑皮层传输并固化的神经回路机理。

海马是情景记忆形成和唤起的重要脑部区域。通过动物实验对海马损伤和人类病症进行研究发现,海马负责情景记忆形成之后最初的记忆,但数周之后,转而由大脑皮层回忆情景。因此,心理学家和脑科学家认为,随着时间的流逝,“记忆”从海马逐渐传送到大脑皮层,最终储存在大脑皮层之中,这被称之为“记忆固化的标准模型”。而破解大脑皮层的记忆固化、记忆传输实体及机理,是神经科学领域的难题之一。

该小组利用2012年开发的操作印记细胞法,对如何将获取的记忆转送至大脑皮层进行了研究。他们把小鼠置于某个环境中使其持续数分钟寻找物品,之后电击脚部。小鼠体验并意识到进入此环境会受到电击后,当再次进入该环境时,就会显示出记忆的最显著征兆——恐惧而蹲伏不动,且脑的各部位细胞在学习时出现活化。

研究小组在小鼠学习记忆时用蓝光照射,并观察大脑皮层的前额叶皮层,发现在学习一天之后,用蓝光照射前额叶皮层活性化的细胞,小鼠即使没有进入遭受电击的环境,也会唤起恐怖记忆,出现惊吓反应。这一发现与之前的记忆固化标准动物模型不同,学习时活性化的前额叶皮层在学习一天之后,印记细胞已具有情景记忆信息。

研究小组进一步发现,在学习过程中,海马—大脑内嗅皮质对前额叶皮层神经进行刺激以提供环境信息,杏仁核对前额叶皮层神经进行刺激以提供恐惧刺激信息,这两方面是前额叶皮层印记细胞生成的必要条件。

原文链接:

Engrams and circuits crucial for systems consolidation of a memory

原文摘要:

Episodic memories initially require rapid synaptic plasticity within the hippocampus for their formation and are gradually consolidated in neocortical networks for permanent storage. However, the engrams and circuits that support neocortical memory consolidation have thus far been unknown. We found that neocortical prefrontal memory engram cells, which are critical for remote contextual fear memory, were rapidly generated during initial learning through inputs from both the hippocampal–entorhinal cortex network and the basolateral amygdala. After their generation, the prefrontal engram cells, with support from hippocampal memory engram cells, became functionally mature with time. wheras hippocampal engram cells gradually became silent with time, engram cells in the basolateral amygdala, which were necessary for fear memory, were maintained. Our data provide new insights into the functional reorganization of engrams and circuits underlying systems consolidation of memory.

来源: Science 浏览次数:0

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