首次在大腦中看到記憶構(gòu)建模塊

2016年09月19日訊 終于，人們?cè)谛∈蟠竽X中看到了構(gòu)成記憶的潛在主要構(gòu)建模塊。人腦中有細(xì)胞，嚙齒類動(dòng)物也是如此，這些細(xì)胞能夠跟蹤人們的位置以及記錄人們旅行了多遠(yuǎn)。當(dāng)小鼠休息時(shí)，這些神經(jīng)元據(jù)了解會(huì)依次發(fā)光，就像是這種動(dòng)物在意識(shí)上回顧其路徑，這一過程或有助于記憶形成，法國(guó)馬賽市地中海神經(jīng)生物學(xué)研究所的Rosa Cossart說。

但是如果沒有繪制大量單個(gè)神經(jīng)元活動(dòng)圖像的方法，大腦中這些“重新播放畫面”的神經(jīng)元構(gòu)成的模式就難以得到認(rèn)識(shí)。數(shù)十年來，研究人員一直猜想這些細(xì)胞可能以小組方式點(diǎn)亮，膽兒卻沒有人看到它們，Cossart說。

為了一撇究竟，Cossart和團(tuán)隊(duì)向4只小鼠的神經(jīng)元中加入了熒光蛋白。當(dāng)該粒子涌入一個(gè)細(xì)胞時(shí)，這些蛋白的熒光最強(qiáng)，這一標(biāo)志表明神經(jīng)元在主動(dòng)發(fā)光。該團(tuán)隊(duì)利用這些熒光繪制了比此前利用植入電極技術(shù)更加廣泛的神經(jīng)元活動(dòng)情況。

通過觀察每只小鼠1000多個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng)，該團(tuán)隊(duì)弄清了當(dāng)小鼠在跑步機(jī)上跑步或是站著不動(dòng)時(shí)發(fā)生的情況。正如預(yù)期那樣，當(dāng)小鼠在跑步時(shí)，跟蹤小鼠跑了多遠(yuǎn)的神經(jīng)元按照一定的次序模式被電量，并保持跟蹤狀態(tài)。

當(dāng)小鼠休息時(shí)，同樣的細(xì)胞也會(huì)發(fā)光，但是卻是以一種奇怪的模式。正如其記憶現(xiàn)實(shí)的那樣，這些神經(jīng)元會(huì)以其跑步時(shí)的同樣次序發(fā)光，但是發(fā)光速度卻更快。它們并非是按照單個(gè)情況輪流發(fā)光，而是以與小鼠跑步時(shí)的特定片段相對(duì)應(yīng)的序列組的方式整體發(fā)光。

“我們對(duì)記憶的單個(gè)構(gòu)建模塊進(jìn)行了成像。”Cossart說，每個(gè)模塊反映了小鼠經(jīng)歷過的一段最初事件。

對(duì)每段記憶做出回應(yīng)的神經(jīng)元并非全都在位置上彼此相鄰，而是在海馬體中混合在一起。然而，當(dāng)其發(fā)光時(shí)，卻與其他輔助記錄跑步的神經(jīng)元之間表現(xiàn)出一種明顯的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性。

這項(xiàng)研究非常有趣，美國(guó)威斯康星州大學(xué)的Kamran Diba說，它有助于人們了解其他動(dòng)物的大腦是否以同樣的方式活動(dòng)，尤其是當(dāng)它們?cè)诂F(xiàn)實(shí)世界中跑步時(shí)，而不是在跑步機(jī)上跑步。

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