Nature子刊:為何恐怖屋讓我們記憶猶新
日期:2017-02-22 08:56:45
如果能知道大腦如何進行記憶的話,也許就有可能發現記憶失敗的病理原因,如阿茲海默癥中出現的癥狀。貝勒醫學院和萊斯大學的研究人員首次揭示了大鼠腦中與恐怖記憶。
有關的神經活動模式。他們發現大鼠會避開讓它們發生過恐怖回憶的地方,在這個過程中大鼠大腦會回憶起恐怖經歷發生的物理位置。
這一研究成果公布2月20日的Nature Neuroscience雜志上,文章的通訊作者是貝勒醫學院分子和細胞生物學副教授季道云(Daoyun Ji,音譯),他說,“我們能記起所有時間的回憶,比如說我可以回憶起我每天早上從家里出發去單位的路線,但當我記住的這個時刻,大腦發出了什么信號呢?”
如何知道大鼠在想什么
研究人體大腦非常困難,因此大多科學家進行的是動物實驗,他們發現當動物處于特定的地方,它們大腦中的海馬神經元,也就是位置細胞(place cells,生物通譯)會產生活動脈沖。
動物當然不會告訴你它回憶出了什么,季教授說,“為了解決這個問題,我們設計了一個實驗,了解某一事件發生之前,動物的大腦發生了什么。”
文章的第一作者Chun-Ting Wu等人設計讓大鼠沿著一條軌道來回走動。在休息一段時間后,又讓大鼠再次走過同一條軌道,當它接近軌道終點時,就會遇到一個輕度的電擊。然后再讓它休息,當再次讓大鼠走回軌道,在接近軌道的末端時它就會停下來并轉身,避免穿過可怕的末端。
“在大鼠第一次走上軌道之前,我們在其海馬神經處中插入了微小的探針,記錄活躍神經元發出的電信號。通過記錄這些大腦信號,我們可以檢測到大鼠第一次走上軌道時,大腦出現的神經元模式,也可以了解與軌道每段位置相關的神經元模式,包括它之后受到點擊時的位置反應。”
“大鼠轉身避免走到軌道末端,由此我們可以合理地假設它正在思考受到電擊的準確位置。最終我們的結果證明了這一假設,”季教授說。
研究人員在這一時間內觀察大腦的活動,發現即使大鼠停下來思考,未接觸到電擊位置,對應于大鼠受電擊位置的峰值模式會再次出現,“有趣的是,根據大腦的活動,我們發現大鼠大腦會從它目前的位置‘精神上轉移到’電擊的位置,這些對應于電擊位置的模式在特定記憶形成時會重新出現”。
未來的研究
下一步,研究人員將會分析這些峰值模式是否是動物行為方式所必需的。“如果我們破壞這種模式,動物會不會進入它此前已經學會避免的區域呢?而且我們也希望能確定海馬中位置實驗的作用模式,是否也適用于大腦的其它部分,如參與決定的那些神經區域”。
此外,季教授等人也計劃探索一些與記憶喪失有關的疾病,如阿茲海默癥,了解這些疾病中海馬神經模式可能發揮的作用。
近期英國牛津大學的一組研究人員,首次在哺乳動物中引起了聯想記憶的外部解碼。他們描述了如何在測試小鼠中引起聯想記憶形成的,以及他們用來記錄它的技術,使記憶被刪除。
當科學家們繼續研究大腦時,他們正在了解更多關于“存儲或消除記憶的方法”的信息,僅僅在兩年前,麻省理工學院(MIT)的一個團隊發現,他們可能導致小鼠大腦中形成記憶,從而強迫它記住從未發生過的事情(MIT科學家將不存在的恐怖回憶植入小鼠大腦)。在這項新的研究中,研究人員已經找到了一種方法,使小鼠停止將某個房間與一段愉快經歷——記錄聯想記憶的一種方式——聯系起來。