在新的研究中,研究者希望观察小鼠海马体的记忆痕迹如何随时间推移而变化。已经有其他研究提出,大脑皮层的一小块特殊区域——前额叶皮质——可能是恐惧记忆保存的位置。因此,研究人员采用含有光开关基因的病毒感染前额叶皮质细胞。
他们发现了一些有趣的结果。与之前一样,一旦小鼠对电刺激房间产生恐惧,那这段记忆就会被刺激海马体的蓝光激活并回放。令人惊奇的是,这段记忆还可以由光刺激前额叶皮质细胞而激活。因此,从结果来看,记忆痕迹似乎也同时上传到了前额叶皮质。“这很令人意外,”利根川进说,“因为这表明大脑皮层的记忆很可能是在第一天就产生了,而非以往认为的(在几天里)逐渐形成。”
然而,当这些小鼠被放入电刺激房间,对记忆表现出恐惧时,位于前额叶皮质的那些细胞就变得沉寂了(通过检查分离脑组织的化学活跃性而知)。只是在几个星期之后,当小鼠再被放入电刺激房间时,这些细胞才又重新被激活。与此相反的是,此时海马体的记忆痕迹已经开始消退。
因此,当涉及长期记忆的保存时,首先会在前额叶皮质形成一段静默的拷贝;在海马体的记忆痕迹被逐渐抹去的同时,这段记忆才被逐渐巩固下来。至于巩固长期记忆的因素是什么,论文第一作者北村隆表示,这还需要进一步的研究才能确定。
巩固记忆的另一个关键是前额叶皮质需要同时接收来自海马体和杏仁核的信息输入。杏仁核是大脑的情绪中枢。当研究人员切断其中任意一方的神经信号输入时(还是采用光控制技术),大脑皮层的记忆就无法巩固下来。
那么,这项研究的结果对人类有什么帮助吗?尽管我们无法植入光控制开关,但通过植入微电极来开启或关闭大脑的特定区域还是可能的,这就涉及到一种被称为“脑深层刺激手术”的新技术——已经被用于治疗帕金森氏症等疾病。北村隆希望有一天能够用类似的技术来操纵大脑里的记忆痕迹,“但首先我们需要在小鼠身上把它们描绘出来”。考虑到脑科学领域的飞速发展,或许操控人类记忆痕迹的时代已经离我们不远了。
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