重寫小鼠記憶實驗發現改變記憶的大腦迴路

2020-12-03 中國科學院

  記憶可以改變嗎?如果可以的話,這項技術或許在將來的某一天有望治癒那些正經受恐懼症、創傷後心理紊亂以及其他焦慮症困擾的患者們。日前,一項重寫小鼠記憶的實驗就發現了涉及改變記憶的大腦迴路,8月28日出版的英國《自然》雜誌對該相關神經科學的研究結果進行了報導。

  回憶通常帶有正面或者負面的情感聯繫,這種情感可能會隨著時間變化,而記憶的其他細節,例如物理位置,卻仍然準確。讓情感和記憶發生關聯的過程總體上不為人所知,雖然人們相信大腦的不同區域儲存著一個記憶的不同組成部分。

  此次,位於美國麻省的理化學研究所——麻省理工學院神經迴路遺傳研究中心科學家利根川進與他的研究團隊,分析了小鼠杏仁核一部分中的細胞以及海馬體的齒狀回一部分中的細胞,二者是如何在記憶形成時被激活的。其中,杏仁核被認為是負責編碼正面或者負面感受的部位,而海馬體則被認為編碼語境信息的部位。

  實驗中,雄性小鼠被訓練成把一個藍光信號和恐懼的記憶建立聯繫(恐懼的記憶通過受到一次小型電擊建立),或者和一個愉悅的記憶建立聯繫(愉悅的記憶通過和一隻雌性小鼠互動建立),導致這些動物或躲避或偏好一個特定的位置。接下來,為了讓和這個位置相關的正面或負面記憶交換,小鼠接受了相反的訓練。

  以此研究人員發現,海馬體齒狀回的神經迴路在試圖扭轉記憶時會被激活,導致海馬體齒狀回和杏仁核之間的記憶痕跡的連接會出現改變。這些研究表明,海馬體齒狀回情感記憶的痕跡,可以在有新的和語境相關的信息或位置出現時重寫,從而形成新的情感基因。

  該項新成果給科學家提供了詳細了解情感記憶如何能夠被操縱的一種途徑,同時,也提出了在大腦迴路層面可以更改情感記憶的可能。

相關焦點

  • 對小鼠的研究揭示了大腦如何將事件聯繫起來形成記憶
    幾分鐘後,她發現走在她前面的男朋友中槍了。一個月後,這位女士來到急診室。她說,垃圾車發出的噪音引起了恐慌。她的大腦已經在響亮的聲音和她所目睹的毀滅性的景象之間形成了一種深刻而持久的聯繫。這個故事由臨床精神病學家和一項新研究的合著者Mohsin Ahmed醫學博士轉述,是大腦記憶和連接時間分離事件的強大能力的一個強有力的例子。
  • 【Science】MIT研究長期記憶神經迴路,海馬體和新皮層記憶同時產生
    當我們拜訪一個朋友或去海灘時,大腦會在一個叫做海馬體的部分存儲短期的記憶。一段名為海馬腦部的經驗的短暫記憶。這些記憶之後會被「鞏固」——即轉移到大腦的另一部分進行長期存儲。一項最新的針對基於這一過程的神經迴路的MIT 研究首次揭示出,記憶是在海馬體和大腦皮層中的長期儲存區同時形成的。
  • 大腦如何跨時間組織記憶?
    長期以來,關於記憶組織的研究一直是神經科學家們著迷的話題,因為這可能會導致逆轉認知障礙的治療方法。在這裡,我們回顧了有關記憶的組織方式的一些最新發現,這些發現顯示了空間活動中神經元活動的協調性「波動」的重要性以及連結記憶的編碼方式所依據的時間性質。
  • 科學家剖開大腦深入研究記憶過程:操控人的記憶可行
    什麼是記憶?1904年,德國生物學家理察·西蒙提出了一個觀點,指出記憶的痕跡是由一組不連續的大腦細胞連接之後拼湊起來的。他將這種想像中的生理迴路稱為「engram」,即「記憶痕跡」。在之後的時間裡,記憶痕跡在科幻小說和「山達基」體系中一直有著頑強的生命力。然而,證實記憶痕跡的存在還需要等到後來光遺傳學技術的發展。
  • 好記憶壞記憶大腦會「歸檔」 或有助治療抑鬱
    就像你會把生日賀卡和銀行帳單分開存放一樣,大腦會把美好記憶和糟糕記憶分別「歸檔」。日本理化學研究所和美國麻省理工學院聯合設立的神經迴路遺傳中心研究人員的這一發現可能有助治療抑鬱症。研究人員做了一系列小鼠實驗,對雄鼠爪子實施電擊作為糟糕經歷,或者讓雄鼠與雌鼠做伴形成美好經歷。
  • 人類大腦記憶是如何產生的? 操控記憶的時代可能已經不遠了
    在腦科學領域的飛速發展的今天,或許操控人類記憶痕跡的時代已經離我們不遠了。  什麼是記憶?1904年,德國生物學家理察·西蒙(Richard Semon)提出了一個觀點,指出記憶的痕跡是由一組不連續的大腦細胞連接之後拼湊起來的。他將這種想像中的生理迴路稱為「engram」,即「記憶痕跡」。
  • 科學家發現記憶並不僅僅是儲存在大腦中的,而且記憶可以進行轉移
    即使是一些認為意識與大腦獨立存在的科學家也毫無疑問的承認記憶是存在與大腦之中的,如果意識,也就是所謂的靈魂和大腦相脫離,那麼也會瞬間喪失所有的記憶。雖然人類的大腦構造極為複雜,而人類對於大腦的研究也極為有限,但是迄今為止我們還是知道記憶儲存在大腦的什麼地方。當然,人類存儲記憶並不只是為了存儲,而是為了使用,所以記憶會在大腦的神經突觸之間進行傳遞。也只能在神經突觸之間進行傳遞。
  • 電擊大腦有助清除不良記憶
    《自然—神經科學》研究人員在《自然—神經科學》雜誌中報告稱:有針對性的醫療幹預可以有助於減少悲觀患者的特定負面記憶荷蘭內梅亨大學神經學家Marijn Kroes和他的同事發現:通過選擇ECT爆發的合適時機,他們可以鎖定和幹擾病人在令人不安的事件中的記憶。這種策略依賴於一種被稱為記憶再鞏固的理論,這一理論認為,記憶隨著每次的進入而被帶出「心理存儲」,而隨著時間的推移,記憶會被「重寫」回到大腦的迴路。動物研究和有限的人類研究證據結果表明:在重新整合中,記憶很容易被改變甚至被消除。
  • 科學家揭秘大腦迴路對機體健康的重要性!
    近日,一項刊登在國際雜誌Journal of Neuroscience上的研究報告中,來自北卡萊羅那大學醫學院的科學家通過研究發現CeA中的特定神經元會導致類似酗酒行為的發生,文章中,研究者揭示了一種特定的神經迴路,該迴路在改變時會導致動物飲酒行為的減少。
  • 傳統的記憶理論被推翻
    美國和日本的研究人員發現而以前的說法是,先有短期記憶,然後慢慢轉變成長期記憶。科學家形容這無異於 「記憶規則的華麗重寫」。舊的記憶理論認為,人腦的兩個部分深度參與了對個人經歷的記憶:海馬體和皮層。海馬體先製作短期記憶,之後逐漸轉變成儲存在皮層裡的長期記憶。
  • 大腦記憶規則被「改寫」短期記憶與長期記憶同時形成無先後
    但據英國廣播公司近日報導,美日科學家最新研究發現,大腦會同時製造某一事件的兩種記憶:一種供當下用;另一種則永久保存。新發現改寫了以往的記憶規則,有助進一步釐清包括痴呆症在內的與記憶有關疾病的病因。自上世紀50年代伊始,科學家通過對亨利·古斯塔·莫萊森(出了名的健忘症患者)進行一系列研究後得出結論:大腦的海馬體存儲短期記憶;而皮層是長期記憶的「家園」,記憶在海馬體內形成,接著移到大腦皮層並在此處「堆積起來」成為長期記憶。但日本理化學研究所和美國麻省理工學院聯合成立的神經迴路遺傳中心的科研團隊卻發現,情況並非如此。
  • 腸道微生物影響記憶?《自然》揭示菌群變化如何改變大腦
    科學家通過小鼠研究發現,腸道菌群的變化會改變大腦神經元的功能和結構,進而影響動物的行為。同期刊發的評論給予這項工作很高評價,認為「代表了我們對腸-腦相互作用的理解有了一次飛躍」。David Artis教授和同事用一項經典的動物實驗考察了微生物群對大腦學習能力的影響。 他們讓小鼠學習的是恐懼記憶的消除。具體來說,是訓練小鼠先把一種聲音與輕微的電擊聯繫起來,形成條件反射,小鼠在聽到聲音後就會害怕地身體僵住。隨後,當電擊不再和聲音同時出現,正常情況下,小鼠慢慢地就會消除對聲音的恐懼。
  • 植入大腦晶片可望使人類擁有超強記憶
    向人腦中植入大腦晶片、讓人類擁有超人的記憶力,這聽上去好似科幻片中的情節。
  • 工作記憶是如何在大腦中存儲的?
    通過反證法,研究人員構思出一組可行性的實驗方案,即通過下調或者上調小鼠的行為水平,進而監測瞬時性和持續性神經元發生怎樣的變化。 研究人員發現,通過光遺傳的手段抑制無顆粒島葉皮層(aAIC)在延遲期的電活動,可以顯著地下調小鼠在學習期執行工作記憶任務的行為表現水平。
  • 人類胚胎幹細胞移植恢復小鼠記憶能力 —新聞—科學網
    >  本報訊(記者黃辛 通訊員孫國根)近日,復旦大學張素春團隊首次將人類胚胎幹細胞成功轉化成特定的神經細胞,並將轉化後的中間細胞注入到小鼠大腦中
  • 記憶來自何處?大腦裡的那一隻海馬
    那,記憶在哪裡? 在公元前,亞里斯多德認為在人的心臟裡,而希波克拉底認為是在人的腦裡(1)。再到十九世紀中旬,加拿大醫生斯克維爾和米爾納為了治療一位病人的癲癇發作而切除了他大腦中海馬的一部分,術後,病人記不住新發生的事情,也忘記了手術前一段時間內發生的所有事情(2),自此,腦裡的這個小小的結構便與記憶聯繫在了一起。
  • 如何強化或抑制記憶?刺激大腦特定區域或可操縱記憶
    北京時間7月1日消息,據國外媒體報導,科學家們有朝一日也許能「操縱」人們的大腦、從而杜絕創傷性記憶對心智的情緒影響,大腦中的一處小型結構也許是未來治療抑鬱症、焦慮症、以及創傷後應激障礙症(PTSD)的關鍵,醫生們可以利用這一結構,強化患者的正面記憶、或抑制負面記憶。
  • 聚焦神經元重要研究 解讀大腦奧秘
    發現重寫創傷記憶的神經元doi:10.1126/science.aas9875 doi:10.1126/science.aau0035對創傷經歷的回憶會導致精神健康問題,如創傷後應激障礙(PTSD),這會破壞一個人的生活。據估計,當前將近三分之一的人會在他們生命中的某個時刻遭受恐懼或應激相關的障礙。
  • 坐過山車,玩新遊戲,能增強長期記憶
    最新研究表明,大腦藍斑核區域的多巴胺能由行為所激活,而這些行為動作能夠增強記憶。玩一把新遊戲或者去坐驚險的過山車可以幫助你更好地記憶考試內容,你相信嗎 ?近日,一項在小鼠身上的研究證明了這個可能。德州大學西南醫學中心 PeterO'Donnell Jr.
  • 人類的記憶是如何產生的,為什麼有的人記憶力好,有的差?
    研究人員發現他們能夠追蹤到海馬體神經細胞的細胞核中的RNA分子。研究人員認為這可能是老鼠大腦記憶形成的分子基礎。現在,來自日本理化研究所的圭吾等人通過實驗發現了記憶中神經迴路的一種新機制。他們還用螢光標記海馬神經元。過去,個體的學習和記憶能力被認為是由於大腦中海馬神經元突觸連接的增強。海馬體由五個子區域組成,其中四個區域之間形成的迴路被認為是個體記憶形成的關鍵。但是現在研究人員在海馬體的第五個亞區發現了一個新的迴路。Ca1-ca5是海馬的五個亞區,Ca2細胞較粗糙。