研究:大脑中的记忆储存可能存在于脑细胞之间的连接中

为了创建地图,研究人员对条纹鱼进行了基因改造从而使其具有产生荧光蛋白的神经元,这些荧光蛋白跟突触结合并使其可见。然后通过使用一个定制的显微镜对突触进行成像,该显微镜使用的激光剂量比使用荧光生成图像的标准设备要低得多。由于显微镜对神经元造成的损害较小,研究人员得以在不损失其结构和功能的情况下对突触进行成像。

当比较记忆形成前后的三维突触图时,他们发现一个大脑区域,即前外侧背板的神经元发展了新的突触,而主要在第二个区域,即前内侧背板的神经元则失去了突触。这意味着新神经元在一起配对,而其他神经元则破坏了它们的联系。以前的实验表明,鱼的背掌可能类似于哺乳动物的杏仁核,那里储存着恐惧记忆。

研究:大脑中的记忆储存可能存在于脑细胞之间的连接中

令人惊讶的是,随着记忆形成而发生的神经元之间现有连接强度的变化很小,跟没有形成新记忆的对照鱼的变化无法区分。这意味着,形成联想记忆涉及突触的形成和丧失,但不一定像以前认为的那样,现有突触的强度发生变化。

移除突触可以消除记忆吗?

这种观察脑细胞功能的新方法不仅可以为深入了解记忆的实际运作方式打开大门,而且还可以为治疗神经精神疾病如PTSD提供潜在的途径。

联想记忆往往比其他类型的记忆要强得多,比如关于你昨天午餐吃了什么的有意识记忆。此外,经典条件反射诱发的联想记忆被认为类似于导致PTSD的创伤性记忆。否则,跟某人在创伤时经历的类似的无害刺激会引发对痛苦记忆的回忆,比如一束亮光或一声巨响可以唤起人们对战斗的记忆。新研究揭示了突触连接在记忆中可能发挥的作用并可以解释联想记忆比其他类型的记忆持续时间更长、记得更生动的原因。

目前,治疗PTSD最常见的方法是暴露疗法,包括反复让病人接触无害但会触发的刺激以抑制对创伤事件的回忆。在理论上,这间接地重塑了大脑的突触,从而使记忆不那么痛苦。尽管暴露疗法取得了一些成功,但病人很容易复发。这表明导致创伤性反应的潜在记忆并没有被消除。

突触的产生和丧失是否真正推动了记忆的形成仍是一个未知数。Arnodl的实验室已经开发了能够快速、精确地移除突触而不损害神经元的技术。他们计划使用类似的方法来移除条纹鱼或小鼠的突触,看看这是否会改变联想记忆。