Science揭示记忆形成机制

　　2016年07月28日讯 一些记忆似乎是联系在一起的。想想你生命中一次重要的经历。你或许也会记起大约发生在那个时候的另一个经历，比如你在婚礼上交换誓言之后，你的朋友们在当晚的迟些时候跳起了令人印象深刻的舞蹈。这两种记忆以某种方式似乎在你的脑海中关联到了一起。

　　由病童医院领导的一项研究探究了记忆之间的这种联系，并阐明了某些记忆在大脑中是如何关联到一起的。这项研究发布在7月22日的《科学》（Science）杂志上。

　　这项研究的负责人Sheena Josselyn博士和她的实验室，多年来一直致力于研究大脑形成、储存和组织记忆的机制。在以往的研究中，她的实验室鉴别出了在小鼠中杏仁核中的神经元群（印记细胞）储存了特异的记忆。杏仁核是在编码重要记忆中起重要作用的一个脑区域。

　　杏仁核中有数千的神经元，那大脑是如何决定哪一神经元群来编码一种特殊记忆的呢？Josselyn说：“我们发现杏仁核中神经元的兴奋性发生了波动，当发生一个事件时最易兴奋的神经元最有可能‘夺取’记忆。”

　　该研究发现在编码一个记忆后，这些“印记”细胞仍然维持活化，数小时后它们的兴奋水平才会下降。研究人员证实如果在这一窗口（小于6小时）内发生第二个事件，那么有关这一事件的记忆会编码在同一神经元群众。由此这两个记忆编码在同一细胞群中它们关联了在一起。

　　如果第二事件发生在初次“印记”细胞活化和兴奋的窗口外（例如一天后），第二事件的记忆会被编码在不同的细胞群中。这两种记忆不会关联在一起，会当作完全独立的事件被记住。

　　这篇论文表明，神经元的兴奋性是决定两种记忆是否关联在一起的关键因素。通过人为操控神经元兴奋性，该研究小组证实有可能将通常在不同杏仁核神经元群中的记忆关联到一起。与之相反，他们证实还可能分离通常编码在相同神经元群中的两种记忆。

　　Josselyn说：“我们的数据开始揭示出了我们组织记忆的原理。”

　　研究的共同负责人Paul Frankland说：“这些结果可能与各种精神疾病有关联。例如，了解记忆的关联机制有可能提供一些线索，表明在诸如精神分裂症一类的疾病中它们是如何错误连接的。”

　　众所周知，体育锻炼对大脑有好处，但是如何做到的呢？在《eLife》杂志上发表的一项研究中，科学家解释了“肌肉运动如何能影响大脑的生物学”。关键的沟通因子是D-beta-hydroxybutyrate （DBHB），脂肪酸代谢的一种产物，可介导表观遗传学变化来上调脑源性神经营养因子（BDNF）的编码基因（eLife：运动如何提高记忆力？）。

　　科学家们以往怀疑快速动眼睡眠对于记忆很重要。加拿大麦吉尔大学的Richard Boyce和同事们采用一种精妙的方法来打断了小鼠的快速动眼睡眠。利用一种叫做光遗传学的技术，研究人员阻断了快速动眼睡眠过程中海马内（与记忆相关的脑结构）称作为θ波的脑振荡。这种光触控意味着小鼠在睡着的同时海马中有较少的快速动眼睡眠相关θ波。

　　MIT的神经科学家在2016年3月16日的Nature杂志上报告称，处于阿尔茨海默氏症早期的小鼠能够像正常小鼠那样形成新记忆，但在数天后便无法记起它们。此外，研究人员能够利用光遗传学（optogenetics）人为地刺激这些记忆，表明只需一点帮助仍然可以找回这些记忆。尽管当前光遗传学不能应用于人类，这些研究结果提出了一种可能：在未来可以开发出一些治疗方法来逆转早期阿尔茨海默氏症中所见的记忆丧失（诺奖得主Nature光遗传学重大成果：找回“丢失”的记忆 ）。