電刺激杏仁核可增強人類陳述性記憶

2021-02-13 神外資訊


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【Rf: eInman CS, et al. Proc Natl Acad Sci U S A. 2018 Jan 2;115(1):98-103. doi: 10.1073/pnas.1714058114. Epub 2017 Dec 18.】

情感事件往往很容易被人記住。既往研究認為，這是由杏仁核與記憶系統間的相互作用所致，杏仁核能夠調節海馬及其周圍皮質的記憶鞏固過程。事實上，對齧齒動物的研究，已經證明直接激活杏仁核可以增強非情緒性事件的記憶鞏固。然而，既往沒有直接測試過杏仁核能否增強人類的陳述性記憶。美國亞特蘭大埃默裡大學神經外科的Cory S. Inman等研究短暫電刺激杏仁核對陳述性記憶的影響，結果發表在2018年1月的《Proc Natl Acad Sci USA》上。

 

研究者給14例患者置入深部腦刺激電極來監測癲癇灶。植入電極後，讓患者觀看一系列中性物體圖像。圖像分為兩組，其中一組圖像出示時，同時對患者的杏仁核進行短暫的、低幅度的電刺激。在採用頻率50Hz、電流0.5mA的短促刺激，連續8次後，即刻和次日進行記憶測試。

 

結果發現，即刻記憶測試時，患者對觀看過的圖像沒有確切的記憶反應。但在第二天記憶測試中，患者對圖像的記憶明顯提高，同時還發現杏仁核、海馬和周圍皮質神經元生物電波活躍，尤其是腦區之間相互作用的θ和γ波增加（圖1、2、3、4）。該結果符合杏仁核通過與其它腦區聯絡鞏固記憶的觀點。實驗過程中刺激杏仁核沒有誘發主觀情緒反應。

 

該研究結果表明，杏仁核在記憶鞏固中的作用與情緒經歷相分離，在沒有情感輸入的情況下，杏仁核可啟動內源性記憶優先順序處理記憶鞏固過程。同時顯示，海馬其及周圍皮質在杏仁核介導的長期記憶鞏固中具有重要作用。

圖1. 刺激人類杏仁核和測試識別記憶的程序。A.電極植入後，MRI冠狀面成像顯示杏仁核中的電極刺激點部位（白色正方形）。B.左側杏仁核示意圖（冠狀切片），黑色圓點表示雙側電極刺激的評估位點，14例患者的評估位點均在杏仁核的基底外側複合體（basolateral complex of the amygdala，BLA）內或附近。白邊黑圓點表示右側刺激連接點。所有患者在一側BLA中至少有一個雙側電極刺激連接點。AC：前聯合；CM：杏仁核中央韌帶複合體；EC：內嗅皮層；Hipp：海馬頭；LV：左側腦室顳角。C.1s刺激脈衝序列示意圖（每個脈衝=500μs雙相波；脈衝頻率=50Hz；頻率=8Hz）；D.識別記憶任務示意圖。

圖2. 對人類杏仁核的短暫電刺激能增強陳述性記憶而不引起情緒反應。


圖3. 次日物體圖像的識別能加強嗅皮質的γ波和嗅皮質-海馬的θ波一致性。


圖4. 在刺激環境下準確識別物體的過程中，杏仁核θ波對嗅皮質γ波調節加強。

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