雌二醇——學習和記憶的神經調節因子|腦科學頂刊導讀76期

2020-12-03 腦科學君

頂刊導讀目錄

1，攝食後營養記憶的再鞏固需要中央杏仁核中的mTOR

2，雌二醇--學習和記憶的神經調節因子

3，額葉、頂葉和枕葉皮層中延遲階段的活動會追蹤視覺工作記憶中的噪聲和偏差

4，循環加工驅動感知覺的可塑性

5，杏仁核-皮層對紋狀體可塑性的控制驅動了目標導向行動的習得

1，攝食後營養記憶的再鞏固需要中央杏仁核中的mTOR

期刊：Molecular Psychiatry

作者：Роза

圖註：杏仁核、外側隔和伏隔核的CFP記憶恢復分布式環路

攝食行為和代謝穩態的中央控制被認為涉及一種不依賴於食物味覺值的攝食後營養學習形式。然而，在這樣的學習之後，大腦的哪些區域或迴路被激活來檢索存儲的記憶，以及這些記憶是否在通過檢索重新激活後發生了依賴於蛋白質合成的再鞏固，都是未知的。

本研究通過使用條件喜愛偏好範式，將口味與胃內輸注葡萄糖聯繫起來，從而最大程度地減少對食物口味的評估，研究表明對攝食後營養條件記憶的檢索可刺激小鼠的多個腦區，包括杏仁核的中央核（central nucleus of the amygdala, CeA）。此外，記憶檢索激活了哺乳動物CeA中雷帕黴素複合物1（mammalian target of rapamycin complex 1, mTORC1）的靶點，而檢索後立即對mTORC1進行位點特異性或系統性抑制，可抑制攝食後營養相關的味道記憶的後續表達，從而導致對恢復的長期抑制。

本研究的結果表明，攝食後的營養記憶的再鞏固過程調節了食物偏好。

2，雌二醇--學習和記憶的神經調節因子

期刊：nature reviews neuroscience

作者：Sniper

近幾十年來，儘管激素（如糖皮質激素）已被廣泛認為是記憶加工過程中常見的神經調節因素，但固醇類性激素（如17β-雌二醇）是否有此類影響尚未得到科學界的廣泛認可。女性被試往往在雌二醇與記憶的研究中佔主導地位，並且雌激素是「女性」激素這一普遍但是錯誤的觀念可能進一步阻止了人們了解其在男性記憶調節中的重要作用。有大量證據支持雌二醇在調節女性學習和記憶中起了關鍵作用，並且越來越多的文獻表明，雌二醇在男性中的作用與此相似。

這篇綜述討論了雌二醇的信號傳導機制，並概述了雌二醇對空間、物體識別、社交和恐懼記憶的影響。儘管本文主要關注基於女性收集的數據，但作者也討論了雌二醇對男性記憶的影響，以及雌激素在記憶調控中的性別差異，這可能對未來認知療法的發展具有重要意義。

3，額葉、頂葉和枕葉皮層中延遲階段的活動會追蹤視覺工作記憶中的噪聲和偏差

期刊：Plos Biology

作者：Aleah-jing

圖註：IPS和PFC的BOLD活動和行為的相關

工作記憶是不精確的，這些不精確性可以通過隨機擴散誤差和朝著一組穩定狀態（「吸引子」）的系統漂移的綜合影響來解釋。但是，這種擴散和漂移的神經基礎仍然未知。

本研究中，我們考察了額葉和頂葉皮層在延遲階段的活動與已知的行為記憶精度隨記憶負荷增加而下降之間的關係，該行為可能與擴散和漂移有關。我們分析了來自現有實驗的數據，在該實驗中，被試在功能磁共振成像（fMRI）掃描過程中，在不同負荷條件下對線的朝向進行了延遲回憶。為了量化漂移和擴散的影響，我們使用離散吸引子模型對被試的行為進行了建模，並計算了額葉和頂葉在延遲階段的活動的被試內相關性以及整體試次的漂移和擴散的估計。

我們發現，儘管額葉和頂葉活動的增加與擴散和漂移的增加有關，但擴散解釋了額葉和頂葉在延遲階段活動的最大差異。相比之下，隨後的全腦回歸分析表明，漂移而不是擴散解釋了枕葉外側皮層延遲階段活動的最大差異。這些結果與一般額頂葉機制對擴散噪聲響應的差異模型以及與枕葉皮層刺激特異性偏差模型相吻合。

4，循環加工驅動感知覺的可塑性

期刊：Current Biology

作者：Aleah-jing

層狀腦環路

學習和經驗對於將我們環境中模糊的感覺信息轉化成感知覺決策至關重要。然而，由於核磁共振成像的標準解析度無法幫助辨別感覺可塑性的更加精細的機制，因此關於學習如何塑造成年人大腦的證據仍存在爭議。在本研究中，我們將亞毫米級解析度的超高場（7T）功能成像與方向辨別訓練相結合，以考察不同皮層深度上經驗依賴性的可塑性，這種不同皮層的經驗依賴性的可塑性被認為可以支持可分離的大腦計算。

我們證明，學習會改變表層而不是中層或深層的V1層中方向特異性表徵，這與通過水平連接的循環可塑性機制一致。此外，學習增加了枕頂區域的前饋而不是反饋層與層的連通性，這表明感覺可塑性門控了感知決策。我們的發現揭示了更精細的可塑性機制，可重新分配感覺信號的權重以促進決策，這一發現彌補了經驗依賴性的可塑性的微環路與宏觀環路之間的差距。

5，杏仁核-皮層對紋狀體可塑性的控制驅動了目標導向行動的習得

期刊：Current Biology

作者：Aleah-jing

圖註：兩側邊緣前區（PL）至後部背內側紋狀體（pDMS）通路對於目標導向學習至關重要

在哺乳動物物種中，目標導向行動的能力取決於認知-情感的整合過程，該過程將因果關係和動機學習過程融合在一起，從而將行動目標與目標當前的價值聯繫起來。

最新研究證據表明，這種整合取決於以後部背內側紋狀體（pDMS）為中心的皮層-邊緣-紋狀體迴路。在pDMS的兩種主要神經元中，都發現了與學習相關的可塑性，即直接（dSPNs）和間接（iSPNs）通路的多棘投射神經元，並且這種學習相關的可塑性被認為取決於邊緣前區（PL）和基底外側杏仁核（BLA）的輸入。然而，已有研究尚未考察這些結構對與目標導向的學習相關的細胞變化的相關貢獻，也不清楚dSPN、iSPN或兩個細胞類型中是否存在任何特定於pDMS的PL和BLA輸入的可塑性。

本研究通過將條件反射和對特定迴路的操控以及小鼠離體光遺傳學技術相結合，發現了向pDMS輸入的PL（而非BLA）對於目標導向學習至關重要，並且PL-pDMS通路的可塑性是雙側且特定在pDMS中的dSPN。隨後的實驗表明，BLA至關重要，但僅通過向PL的輸入間接參與紋狀體可塑性。BLA投影到PL的失活阻止了目標導向學習，並阻斷了pDMS中dSPN與學習相關的可塑性。

校審：Freya（brainnews編輯部）

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