2020年10月1日訊/生物谷BIOON/---在《細胞》雜誌上的一篇論文中，研究人員提供了證據，表明工作記憶並不是整齊地局限在一個大腦區域，而是需要至少兩個大腦的同步活動。這一發現挑戰了人們長期以來一直認為工作記憶只是大腦一部分的假設，並有助於科學家查明其遺傳和機制基礎。
文章作者，洛克菲勒大學的神經科學家Priya Rajasethupathy說：「事實上，早期研究表明，大腦的某種結構與工作記憶有關。」 「我們的新發現使我們對這些領域是什麼以及它們如何發揮作用提供了更切實的見解。」
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70年代和80年代的開拓性研究將工作記憶的神經基礎追溯到大腦的前額葉皮層。在那裡，神經元似乎可以通過集體觸發數秒至數分鐘來保存信息，這比單個神經元的毫秒級標準要長得多。但是，僅靠這種機制並不能解釋工作記憶的複雜性。
為了進一步對此進行研究，Rajasethupathy的研究小組與Praveen Sethupathy及其在康奈爾大學的實驗室合作，探討了特殊基因變異小鼠群體中工作記憶的功能。 Sethupathy說：「與標準實驗室小鼠不同，這些小鼠的遺傳多樣性水平與人類的水平相當，這意味著有些可能擅長工作記憶任務，有些則沒有那麼多，我們可以研究他們大腦中的信息生理學會引起這種變化。」
通過迷宮實驗，研究人員發現了一種對動物的工作記憶具有顯著影響的基因。通過增強它的表達，他們可以將一隻滑鼠從曾經以偶然的機會表現出來的一隻老鼠變成80％的時候將它做到正確的一隻老鼠，或者通過阻礙基因的表達來製造更多健忘的老鼠。
然後，研究小組研究了該基因（也存在於其他哺乳動物和人類中）如何影響小鼠的大腦和行為。
該基因編碼所謂的「孤兒受體」 Gpr12，因為尚不清楚大腦中有什麼分子會激活它。令他們驚訝的是，研究人員發現這些受體不是在前額葉皮層（即工作記憶的假定位置）中，而是在大腦丘腦更遠的神經元中。
高效能小鼠的丘腦中這些受體的含量約為低效小鼠的2.5倍。腦活動記錄顯示，這些受體在工作記憶任務期間有助於在丘腦和前額葉皮層之間建立同步活動。
研究人員發現，這種同步性對於維持記憶力似乎至關重要。這些發現揭示了額葉前額葉與丘腦之間對話的關鍵作用，從而擴展了經典模型，為研究人員思考工作記憶提供了新途徑。Rajasethupathy和她的同事計劃繼續研究Gpr12受體所起的作用的細節，這項工作有助於開發潛在的治療靶點，以治療工作記憶障礙。（生物谷 Bioon.com）
資訊出處：A revised map of where working memory resides in the brain原始出處：Kuangfu Hsiao et al,
A Thalamic Orphan Receptor Drives Variability in Short-Term Memory, Cell(2020). DOI: 10.1016/j.cell.2020.09.011