记住新奇:研究人员努力更好地了解记忆过程
想象一下去一个你从没去过的café。你会记住这个新环境,但是当你一次又一次地去这个地方,关于这个环境的新记忆就会形成较少,只有那些改变了的东西才会真正令人难忘。这种长期记忆是如何调控的还没有完全弄清楚。奥地利科学技术研究所(IST Austria)的重本龙一(Ryuichi Shigemoto)与日本奥胡斯大学(Aarhus University)和国家生理科学研究所(National Institute for physiology Sciences)的研究人员合作,发现了记忆形成的一个新基石。他们的研究发表在当代生物学他们研究了大脑海马体区域的一条信号通路,并展示了它如何控制关于经历新环境的新记忆。
海马体是大脑的中枢区域,在将信息从短期记忆转化为长期记忆中起着重要的作用。海马体中有许多相互关联的部分,研究人员把重点放在所谓的“苔藓细胞”和颗粒细胞之间的联系上。所谓的“苔藓细胞”接收有关环境的新鲜感觉输入信号,而“颗粒细胞”则将信息传递给它们。在像阿尔茨海默氏症这样的疾病中,大脑的这一部分是最先受到影响的。
观察神经元
为了严格调查这些新发现,科学家们在这项研究中使用了四种不同的方法。首先,他们将海马体置于显微镜下,研究了青苔细胞与颗粒细胞的连接结构,显示出许多复杂的连接。
其次,它们使用了钙成像技术,允许在激活时呈现神经元活性的实时监测神经元活性。在露出时动物一个新的环境几天,发出信号到颗粒细胞的苔藓细胞的活动高,然后变少。当他们然后将小鼠放入另一个新的环境时,活动再次涌现,因此显示这些神经元与过程新的环境输入有关。
第三,研究人员遵循由信号留下的神经元的痕迹。这些细胞中的神经活性触发了某种基因的表达,这意味着在其中编码的相应蛋白质的产生。在那里的活动越多,他们可以找到的蛋白质越多。在里面颗粒细胞他们发现该蛋白质的产生,其与苔藓细胞的活性相关。
害怕新的地方
最后,科学家们使用行为研究来了解该途径在海马的影响对内存形成。这尤为重要,因为内存形成和行为之间的连接可以告诉他们大量大脑的功能。它们组合了一个负感官刺激,一个小的电击,将动物放在一个新的环境中。然后小鼠快速学习以使新环境与令人不快的感受联系起来,并测量它们在当地冻结的负面反应。
当研究使用药物来抑制苔藓细胞的活动 - 接收关于新环境的信号的活动 - 然后做了负调节,小鼠不记得新环境与令人不快的感觉之间的联系。此外,当动物首先习惯新环境然后调节时,也没有苔藓细胞的活化,因此环境与冲击之间没有关联。
另一方面,如果苔藓细胞被人工活化,即使在动物已经习惯于新环境之后,这种关联也可以形成。这清楚地显示了苔藓的方式细胞海马对新的输入产生反应并触发小鼠新的长期记忆的形成。
理解的下一步
是否在人类大脑中发生完全相同的过程仍然是一个开放的问题,但这些新发现是了解我们最复杂的器官的这一部分的重要第一步。Ryuichi Shigemoto和他的合作者正在进行中基础研究这可能有一天有助于解决影响记忆形成的退行性大脑疾病,但这仍然是一段时间。
他小心翼翼地说:“这研究领域竞争非常激烈,新发现很快就会出现。有许多有争议的机制记忆但我们的发现证实了一个现有的假设,非常有力,从而打开了神经科学研究的一个新领域,并进一步加深了我们对大脑的理解。”
动物福利
了解大脑储存和处理信息只有在动物进行特定行为时,通过研究它们的大脑才能实现。没有其他方法,如体外或硅模型,可以作为替代。这些动物是按照奥地利法律的严格规定来饲养、饲养和对待的。
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