用光操纵记忆
![During memory retrieval, cells in the hippocampus (C-shape structures) connect to cells in the brain cortex. Activated cells in this mouse brain fluoresce green. The hippocampus helps the cells in the cortex recreate the pattern of activation from when the memory was formed, so the memory is retrieved. Credit: Kazumasa Tanaka/Brian Wiltgen, UC Davis 用光操纵记忆](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2014/5-manipulating.jpg)
只要看看光:不完全是,但加州大学戴维斯神经科学中心和心理学系的研究人员已经利用光消除了老鼠的特定记忆,并证明了大脑不同部分如何共同工作以恢复情景记忆的基本理论。
由斯坦福大学的Karl Diesseroth首创的光遗传学是一种新的操纵和研究技术神经细胞使用光。光遗传学技术正迅速成为研究大脑功能的标准方法。
加州大学戴维斯分校的Kazumasa Tanaka, Brian Wiltgen和同事们应用这项技术来测试一个由来已久的想法记忆检索.威尔特根说,大约40年来,神经科学家们已经建立了一种理论情景记忆-关于特定地点和事件的记忆-涉及大脑和大脑之间的协调活动大脑皮层海马体是大脑深处的一个小结构。
威尔特根说:“理论认为,学习涉及大脑皮层的处理过程,而海马体在检索过程中再现这种活动模式,让你重新体验事件。”如果海马体受损,患者可能会失去几十年的记忆。
但是这个模型一直很难直接测试,直到光遗传学的到来。
Wiltgen和Tanaka使用转基因小鼠,当神经细胞被激活时,它们都发出绿色荧光,并表达一种蛋白质,使细胞被光关闭。因此,他们能够准确地跟踪皮层和海马体中哪些神经细胞在学习和记忆检索中被激活,并将它们关闭光通过光纤电缆引导。
他们把老鼠放在一个笼子里,对它们进行轻度电击,以此来训练它们。通常情况下,被置于新环境中的老鼠会四处嗅探。但当它们被关在一个之前受到电击的笼子里时,它们会在“恐惧反应”中原地不动。
Tanaka和Wiltgen首次表明,他们可以标记参与学习的细胞,并证明它们在记忆回忆过程中被重新激活。然后他们能够关闭海马体中的特定神经细胞,并表明小鼠失去了对不愉快事件的记忆。他们还能够证明,关闭海马体中的其他细胞并不影响记忆的检索,并跟随纤维从海马体到皮层中的特定细胞。
“大脑皮层不能独自完成,它需要大脑的输入海马体Wiltgen说。“长期以来,这一直是我们领域的一个基本假设,Kazu的数据提供了第一个直接证据,证明这是正确的。”
他们还可以看到特定的细胞是如何皮质它们与杏仁核相连,杏仁核是大脑中与情感和产生冻结反应有关的结构。
合著者有Aleksandr Pevzner, Anahita B. Hamidi, Yuki Nakazawa和Jalina Graham,他们都来自神经科学中心。
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