1973年 , 蒂莫西·布利斯(TimothyBliss)和泰耶·洛莫(TerjeL?mo)发表了历史上第一篇有关长时程增强作用(LTP)的论文 。 布利斯与洛莫将电极插入至兔子的海马体中 , 利用高频刺激 , 试图模拟赫布提出的神经模式 。 在对突触前神经元进行高频刺激后 , 他们惊喜地发现 , 突触后神经元对突触前神经元发送的信号有了更大的回应 , 也就是说 , 它们之间的“沟通”变得更有效了 。 LTP的发现表明 , 神经元之间的连接受它们的活动规律调控 。 这样的细胞机制既满足了稳固性 , 也满足了灵活性 , 因此至今仍受到记忆领域的广泛关注 。 而记忆印记的相关研究 , 也将在几十年后从中脱壳而出 。

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?图中发出绿色荧光的细胞表明 , 它们是在小鼠的大脑存储恐怖记忆时激活的 。 图片来源:StephanieGrellaandtheRamirezGroupatBostonUniversity
寻找记忆印记细胞
在一个世纪以前 , 西蒙将找寻记忆印记细胞的任务评价为“成功希望渺茫的重任” 。 但在近几年 , 新技术的出现却为我们带来了新的可能性 。
2007年 , 梅福德实验室(MayfordLaboratory)率先在转基因小鼠的大脑中找到了证据[5] 。 这些转基因小鼠的神经元激活时 , 能产生一种荧光蛋白 。 通过检测这些荧光蛋白 , 研究者能够定位这些激活过的神经元 。 实验中 , 研究者在播放无害的声音刺激(条件刺激)同时对小鼠足部施加轻微电击(非条件刺激) , 经过数次重复训练后 , 小鼠习得条件反射 , 在听到无害声音刺激后也会因恐惧而产生僵硬反应 。 该团队经过对比发现 , 训练中的小鼠与三天后再次听见声音刺激时的小鼠 , 大脑中激活的神经元具有重复性 。 随后的一系列研究也支持了这个结论 。
但是 , 要想证明记忆印记细胞确实是大脑中对过往经验表征留下的物理痕迹 , 我们还需要更加切实的证据 。 尽管由于缺乏精确的细胞定位技术 , 拉什利在长达三十年的研究中没能找到实证 , 但他的思路为后人带来了启发——如果记忆印记细胞中确实编码了记忆 , 那么抑制记忆印记细胞的活动 , 个体的记忆表现也应当受到影响 。

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?印记细胞旁的印记细胞(红色荧光) 。 图片来源:ADAPTEDFROMT.J.RYANETAL. , SCIENCE348 , 1007(2015).
在博士后研究期间 , 希娜·A.乔斯林(SheenaA.Josselyn)曾通过调节小鼠大脑神经元显著改变了小鼠长时记忆的表现 。 她认为自己可能无意间完成了拉什利的任务 , 而其后经过近十年的努力 , 她终于得出了记忆印记细胞存在的证明 。 2009年 , 乔斯林的研究团队首次在细胞集合的水平找到了记忆印记的因果证据:通过杀死杏仁核内一组特定的细胞 , 他们成功抹去了小鼠脑海中特定的记忆[6] 。
此前研究中 , 乔斯林证明了 , 在小鼠外侧杏仁核(lateralamygdala)中CREB蛋白水平过高的神经元可能与惊恐记忆有关 。 而在新实验中 , 他们训练小鼠对声音刺激习得惊恐反应 , 随后 , 他们使用一种能够精确定位过度表达CREB蛋白神经元(即记忆印记细胞)的病毒 , 将小鼠杏仁核中这部分神经元杀死 。 乔斯林发现 , 失去了记忆印记细胞的小鼠也随之失去了对惊恐经历的记忆 。
乔斯林的成功掀起了一阵记忆研究的热潮 , 研究者们纷纷应用起这些能够精确操控记忆印记细胞的工具 。 如果说人工抹去特定的记忆为记忆印记的存在给出了更加切实的证据 , 随后的一系列研究为我们展示了 , 记忆印记细胞的发现为科学打开了无限的可能性 。
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