您是否有时会感到自己以前来过某个地方,尽管几乎可以肯定自己没有来过?这只是您的头脑在和您开玩笑。或者,更准确地说,根据新的研究,这是您的情景记忆中的一个错误,大脑海马体会混淆新的和熟悉的体验之间的相似之处。
海马体——两个海马形状的神经元簇环绕着中脑——是记录时间、地点和事件的情景记忆的所在地。麻省理工学院生物学和神经科学教授(1987年诺贝尔生理学或医学奖得主)利根川进十多年来一直在研究该区域在形成记忆中的作用。主要与英国布里斯托大学的科学家合作,利根川进将注意力集中在海马体的齿状回部分,他确定该部分区分相似但不同的地点或体验。
这一发现可能为预防或逆转因衰老或阿尔茨海默病等神经退行性疾病引起的情景记忆缺陷开辟新的途径。
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科学家使用一种复杂的鼠标模型得出了他们的结论,该结论今天发表在《科学》杂志上。具体来说,在一些小鼠中,他们破坏了控制齿状回中氨基酸 N-甲基-D-天冬氨酸 (NMDA) 受体的基因。 NMDA 受体是可塑性的关键参与者,可塑性是学习和记忆的细胞过程。
然后,研究人员将突变小鼠以及正常小鼠放置在一个带有连接到电源的金属地板的房间里。在所有小鼠都形成了对新环境的记忆后,科学家们对它们进行了轻微的电击。
第二天,将突变和正常小鼠放回同一电击室,然后放入一个相似但有细微差异的笼子中,例如气味、屋顶形状和地板类型。
所有小鼠都记得电击,当放回原来的电击室时立即僵住。然而,基因改造的小鼠在放入改变的笼子时也有同样的反应,而它们的正常同伴则没有表现出丝毫的恐惧。
利根川进说:“如果将 A 室和 B 室变得相似但不同,突变动物就无法区分它们。如果将两个房间做得非常不同,即使是突变体也能区分[差异]。但是,如果你开始让它们更相似,突变体就会僵住,认为自己身处电击室。”
研究人员在小鼠头部植入电极,以监测齿状回的活动。大脑活动证实了它们不同的行为:正常小鼠的大脑细胞在被放置在电击室时保持不活动,表明受试者认出了周围的环境。在略有不同的房间里,它们的齿状回神经元开始发出电信号,利根川进认为这表明它们正在“区分[两者]并形成不同的记忆”。在突变小鼠中,两种情况下都没有新的细胞活动模式,表明它们认为新的笼子是电击室。
利根川进说:“这两条证据都证实,海马体中这个特定回路中一个特定基因的完整性在为相似但不同的体验形成不同的记忆方面起着至关重要的作用。”
他指出,区分略有不同的地点和体验的能力会随着时间和年龄的增长而减退。他补充说,在阿尔茨海默病中,许多患者仍然可以形成记忆,但随后无法回忆起类似的场合作为不同的事件。
利根川进说:“我们可以考虑将该分子和回路作为未来药物开发的靶点,以减少情景记忆中与衰老相关的和病理性的衰退。”