由于蓝光和神经科学的帮助,健忘症小鼠恢复了记忆

患有健忘症的老鼠在蓝色灯光下慢跑后能够回忆起特定的训练——这是研究人员首次能够抑制记忆,然后在动物身上恢复记忆。尽管这项技术成就令人印象深刻,但更重要的是《科学》杂志的研究表明:在某些情况下,由于脑外伤而丧失的记忆可能仍然存在于人脑中。...

患有健忘症的老鼠在蓝色灯光下慢跑后能够回忆起特定的训练——这是研究人员首次能够抑制记忆,然后在动物身上恢复记忆。尽管这项技术成就令人印象深刻,但更重要的是《科学》杂志的研究表明:在某些情况下,由于脑外伤而丧失的记忆可能仍然存在于人脑中。

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那种永远无法恢复的记忆

健忘症有多种形式。在某些情况下,人们在遭受脑损伤后难以形成记忆;其他人无法回忆起导致脑损伤的事件。后者被称为“逆行失忆症”,研究人员研究的正是这种特殊形式的记忆丧失。他们想看看自己是否能找回失去的记忆——那种常常永远无法找回的记忆。

为了做到这一点,麻省理工学院的研究人员训练了两组老鼠,让它们将轻微的脚部电击与一种叫做a室的特定环境联系起来。脚的震动使老鼠害怕得僵住了;最终,仅仅把老鼠放在A室就触发了这种反应,而没有休克。在这个训练阶段,研究人员还确定了哪些神经元——在本例中,研究人员称之为“记忆工程细胞”的大脑细胞——在老鼠学习恐惧A室时是活跃的。科学家们用一种对蓝光敏感的蛋白质标记这些细胞,这种蛋白质是用一种专门寻找它们的病毒走私到细胞中的。当研究人员将蓝光照射到engram细胞上时,他们激活了记忆——使老鼠再次冻结,即使它们处于中性环境。

这种利用蓝光激活某些细胞的方法被称为“光遗传学”,这与几年前同一组研究人员在老鼠身上植入错误记忆的方法是一样的。但是用它来恢复已经形成的记忆是全新的。

“我们仍然可以通过在大脑中直接激活记忆来找回记忆。”

科学家们是这样做的。一旦这两组小鼠接受了充分的训练,研究人员就给其中一组小鼠注射了一种名为茴香霉素的药物——一种抑制记忆形成的药物。第二组注射生理盐水。然后,研究人员让两组人都回到A室麻省理工学院的神经学家、这项研究的合著者托马斯·瑞安解释说:“那些服用这种药物的人并没有完全适应训练环境——他们并不害怕。”。另一方面,得到盐水的老鼠在A室里一直冻着。

在这一点上,研究人员确信第一组小鼠表现出逆行性遗忘;他们对这次训练失去了记忆。所以,科学家决定用蓝光再次激活神经元。值得注意的是,它奏效了。健忘症小鼠和以前一样,在中性环境中冻僵。这些老鼠的记忆力和盐水处理过的老鼠一样强。

因为逆行性失忆而丧失的记忆在老鼠身上不会被破坏。”我们仍然可以通过在大脑中直接激活记忆来恢复记忆,”Ryan说——这一想法以前从未在动物身上实验过。

伦敦大学学院(universitycollege)的神经学家亚夫•洛扎诺(yavelozano)说:“我想不出他们还能改进什么。”。尽管如此,这项研究表明,有可能“重新激活被阻断的恐惧记忆”

为什么要找回记忆?

研究人员并没有就此止步。科学家们想找出为什么老鼠能够找回记忆。所以科学家们又回到了原始细胞。通过观察受过训练的老鼠的大脑,他们发现海马体(海马形状的大脑区域,与记忆有关)中的脑细胞之间的联系,由于这些细胞的训练和标记而得到加强。这使得光激活后的记忆更容易恢复。

Engram细胞在多个脑区形成一个网络

不过,这并不能解释这段时间内存的存储位置。Ryan说,研究人员开始怀疑它是否是以靶细胞相互作用的方式编码的。他们猜测,engram细胞可能会产生一个分布在大脑许多区域的网络,因此他们开始观察他们标记的大脑区域以外的区域。

最终,他们的研究使他们发现,海马体一部分的engram细胞与海马体的另一部分紧密相连,正是这种连接模式在药物治疗后幸存下来。当他们进一步扩大搜索范围时,他们意识到大脑的其他区域,包括杏仁核,在那里可以找到基于恐惧的记忆,也参与了这个网络。因此,研究人员能够找回这些记忆,因为大脑中的其他连接(这些连接不受药物影响,但在没有光照的情况下无法连接)也在储存与休克治疗相关的信息。

“所以我们认为当我们激活engram细胞时,我们能够激活整个engram电路,”Ryan说。用来引起健忘症的药物不知何故切断了电路。但是有了蓝光,研究人员可以给电路一个强有力的**,使其重新激活,并使记忆再次被访问。

蓝光给记忆电路一个强有力的冲击

Ryan说:“我们现在有充分的理由相信,记忆储存——也就是记忆信息本身的储存——是通过整个大脑中的engram细胞的连接模式来编码的。”。

如果这一发现在未来的研究中成立,它必将对未来的记忆研究产生重大影响。但这项研究不会很快帮助那些患有逆行性健忘症或老年痴呆症的人。”在人类身上这样做是非常困难的,部分是因为伦理原因——这项工作是有侵犯性的——但也因为我们在记忆被学习之前就在大脑中标记了它们,”Ryan说。这意味着,如果研究人员想帮助某人恢复记忆,他们必须在记忆形成时在场。

这并不是说这不是有用的信息。这项研究提供了有关逆行性健忘症背后机制的重要信息,甚至可能为那些患有这种疾病的人带来一点希望。”如果你因脑外伤而对某一特定事件有过严重的逆行性健忘症,那么这些记忆很可能仍然存在。这意味着科学家们可以开始提出一个新问题:如何找到它们。

  • 发表于 2021-04-30 01:37
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