早期阿尔茨海默病小鼠模型的海马齿状回的冠状切片,在光遗传技术的结合下,情境性恐惧记忆下的记忆印迹细胞(绿色)被光敏蛋白ChR2标记。
—Dheeraj Roy
在这项研究中[7],研究者们针对的是小鼠大脑中另一与记忆相关的脑区:海马体。通过光遗传学技术,研究者们培养出了能够转录光敏感通道蛋白的转基因小鼠,其后对转基因小鼠施加轻微电击,小鼠因电击产生惊恐情绪,作出僵直反应。这种刺激使转基因小鼠大脑内与恐惧相关的神经元表达光敏离子通道。随后,研究者只需通过蓝光照射小鼠的海马,就能激活这些编码光敏蛋白的神经元,使它们回忆起惊恐的记忆。即便在没有经历过电击的新环境中,照射蓝光也能使小鼠感到恐惧,产生僵直反应。
在随后的另一项发表于《科学》的研究中[8],研究者们通过刺激小鼠的记忆印记细胞,为它们“植入”了人工记忆。研究小鼠首先被放置于A笼中。在小鼠探寻笼子时,研究者们记录下了小鼠大脑中激活的神经元。随后,研究者将小鼠转移至B笼并给其施与电刺激,小鼠因此表现出了恐惧反应。与此同时,研究者还激活小鼠在探索A笼时激活的神经元。激活这些记忆印记细胞,让小鼠误以为自己在笼A中遭受了点击,因此在回到安全的A笼后,小鼠仍旧表现出了恐惧反应,即便此时并没有遭到电击。
自西蒙提出记忆印迹的概念以来,技术的革新持续推动着研究者们对记忆的探索。近年来,科学家们逐渐将目光从啮齿动物转向了人类。通过精密的大脑成像以及数据分析技术,研究者们在人类大脑中找到了与记忆相关的神经表征[9]。未来,通过调节记忆印记,科学家们或许能够帮助饱受创伤后应激障碍(PTSD)或阿尔茨海默病(AD)困扰的患者。就如乔斯林所说:“我们正处于技术发展的黄金时代,有了新技术,我们有望为过去的问题提供新的答案[10]。”
参考文献
[1] 苗力田(译) (1992). 亚里士多德(第三卷) (p. 135). 北京: 中国人民大学出版社.
[2] Semon, R. W. (1921). The mneme. G. Allen & Unwin Limited.
[3] Semon, R. W., Duffy, B., & Lee, V. (2018). Revival: Mnemic Psychology (1923). Routledge.
[4] Lashley, K. S. (1950). In search of the engram. In Society for Experimental Biology, Physiological mechanisms in animal behavior. (Society's Symposium IV.) (p. 454–482). Academic Press.
[5] Reijmers, L. G., Perkins, B. L., Matsuo, N., & Mayford, M. (2007). Localization of a Stable Neural Correlate of Associative Memory. Science, 317(5842), 1230–1233. doi:10.1126/science.1143839
[6] Han, J. H., Kushner, S. A., Yiu, A. P., Hsiang, H. L. L., Buch, T., Waisman, A., ... & Josselyn, S. A. (2009). Selective erasure of a fear memory. Science, 323(5920), 1492-1496.
[7] Liu, X., Ramirez, S., Pang, P. T., Puryear, C. B., Govindarajan, A., Deisseroth, K., & Tonegawa, S. (2012). Optogenetic stimulation of a hippocampal engram activates fear memory recall. Nature. doi:10.1038/nature11028
[8] Ramirez, S., Liu, X., Lin, P. A., Suh, J., Pignatelli, M., Redondo, R. L., ... & Tonegawa, S. (2013). Creating a false memory in the hippocampus. Science, 341(6144), 387-391.
[9] Chen, J., Leong, Y. C., Honey, C. J., Yong, C. H., Norman, K. A., & Hasson, U. (2017). Shared memories reveal shared structure in neural activity across individuals. Nature neuroscience, 20(1), 115-125.
Josselyn, S. A., Köhler, S., & Frankland, P. W. (2017). Heroes of the engram. Journal of Neuroscience, 37(18), 4647-4657.
Marco, A., Meharena, H. S., Dileep, V., Raju, R. M., Davila-Velderrain, J., Zhang, A. L., ... & Tsai, L. H. (2020). Mapping the epigenomic and transcriptomic interplay during memory formation and recall in the hippocampal engram ensemble. Nature Neuroscience, 23(12), 1606-1617.
McCormick, D. A., & Thompson, R. F. (1984). Cerebellum: essential involvement in the classically conditioned eyelid response. Science, 223(4633), 296-299.
Suzuki, A., Josselyn, S. A., Frankland, P. W., Masushige, S., Silva, A. J., & Kida, S. (2004). Memory reconsolidation and extinction have distinct temporal and biochemical signatures. Journal of Neuroscience, 24(20), 4787-4795.
Josselyn, S. A., Köhler, S., & Frankland, P. W. (2015). Finding the engram. Nature Reviews Neuroscience, 16(9), 521–534. doi:10.1038/nrn4000
作者:阿莫東森,山鸡 | 封面:Jordan Moss
编辑:Jiahui,EY | 排版:光影
原文转载自nextquestion:
https://mp.weixin.qq.com/s/DcTwntTJzDF7BwnCKcX9vw
来源:神经现实
链接:https://mp.weixin.qq.com/s/sdNAJmm6ZNa7hYmemp8MQA
编辑:马皖雪