2012年2月10日报告
研究小组分离出了与储存长期记忆有关的神经细胞和与之相关的基因蛋白质
台欧宝娱乐地址湾的一个研究小组成功地分离出果蝇大脑中的两个神经细胞,这两个细胞被认为是形成长期记忆的主要角色。此外,他们还发现了一些基因,这些基因似乎对创造相关蛋白质至关重要,而这些蛋白质能够保存这些记忆。他们发表了一篇论文描述他们的工作科学.
为了更好地了解人类大脑像记忆处理这样的功能,研究人员把不那么复杂的大脑作为模型。他们希望,无论在研究简单大脑时学到什么,在某种程度上都能应用于更大更复杂的大脑,比如我们的大脑。正因为如此,研究人员经常研究果蝇的大脑。这是因为他们的大脑非常小,但仍然拥有一些重要的大脑技能,如形成长期和短期记忆的能力。
研究长期记忆在果蝇中,研究小组使用了一个划分为区域的小外壳,即翅膀。在一个机翼上,果蝇闻到了吸引它的气味,当它到达时,会受到轻微的电击。另一边是安全的。随着时间的推移,果蝇开始记得一个房间的气味导致了不愉快的结果,而另一个房间没有。
然后,为了找出大脑的哪个部分被用来存储这些记忆,研究小组使用了一个微型加热装置,允许他们有选择地加热大脑的某些部分,这反过来又阻止了在神经元中合成已知需要存储长期记忆的蛋白质。通过一个接一个地测试大脑一个部分的神经元,他们缩小了可能性,直到找到两个神经细胞称为背前外侧(DAL)神经元。加热这两个不像预期的那样位于蘑菇体内,而是在蘑菇外部的细胞,他们发现长期记忆被破坏了。这意味着他们已经找到了哪些神经元主要负责长期记忆的存储。
一旦他们获得了这些信息,他们的团队下一步就会对其中一些进行基因改造果蝇使它们的脑细胞发出绿光,然后在紫外线照射下变成红色。这使得他们可以随着时间的推移跟踪果蝇大脑中蛋白质的增长。当他们将其应用于DAL神经元时,他们能够追踪到负责它们形成的特定基因。
卷335号。678-685页。DOI: 10.1126 / science.1212735
摘要
长期记忆(LTM)依赖于新蛋白质的合成。我们利用一种温度敏感的核糖体失活毒素急性抑制蛋白质合成,筛选了果蝇在嗅觉联想条件作用后产生新蛋白质的单个神经元。令人惊讶的是,LTM在抑制两个背前外侧(DAL)神经元的蛋白质合成后受损,但在蘑菇体(MB)中却没有,蘑菇体被认为是成人的学习和记忆中心。使用光可转换荧光蛋白KAEDE来报道新生蛋白合成,我们直接可视化地观察了在间隔而非聚集训练后,DAL神经元中单磷酸环腺苷(cAMP)反应元件结合蛋白(CREB)依赖的钙/钙调蛋白依赖蛋白激酶II和周期基因的转录激活。在检索时阻断DAL的神经输出,而在获取或巩固时不影响记忆保持。这些发现表明果蝇有一个额外的MB记忆电路:LTM巩固(MB到DAL)、存储(DAL)和检索(DAL到MB)。
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