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科学家解释如何记忆“黏”在一起

科学家解释如何记忆“黏”在一起

日前,来自美国萨克研究所(Salk Institute)开发出一种新的记忆模型,能解释人们在经历一次事件后的几小时里,神经元是怎样选择性地保留记忆的。

这一新框架提供了关于记忆机制的更完整过程,有助于人们进一步理解帕金森式症、老年痴呆症、外伤后抑郁、学习障碍等紊乱性疾病。相关论文发表在最近出版的《神经元》(Neuron)杂志上。

萨克研究所 Francis Crick 主席、霍华德·休斯医学研究所研究员 Terrence Sejnowski 表示:“以往的记忆模型是基于‘快速运动模式’而建立的。我们的新记忆模型能够将几小时的经历整合在一起,而不是几个瞬间。”

过去几十年来,神经科学家对长期记忆是怎样存储的已有很多研究。在记忆一些重大事件时,比如被一条狗咬了,脑细胞会被激活而迅速制造出大量蛋白质,以生成新的记忆。其中有些蛋白质会在特殊神经元的特定位置逗留几个小时,然后才会被分解。这一系列“生化事件”让我们能记住那次“狗咬事件”的重要细节,比如是哪条狗、在哪个地方、是否需要看急诊等。

但以往建立的记忆模型还有问题,其中之一就是为何人们只能记住选择性的细节,而不是那一两个小时里记忆窗体中的一切都被清晰记录下来?Sejnowski 和论文第一作者、萨克研究所博士后研究员 Cian O'Donnell 结合过去资料中的数据,开发出一种新的模型,把分子层面的发现和对记忆的系统观察连接起来,详细解释了这一两个小时记忆窗体是怎样工作的。

O'Donnell 和 Sejnowski 通过计算机模型显示,虽然蛋白质是按照特定路线到达大量神经元的,但只有后来事件激活的神经元与最初事件发生时激活的神经元相同时,记忆才被保留下来。他们发现,根据蛋白质在特定神经元和这些神经元周围特殊脑区的空间位置,能预测哪些记忆被记录下来。他们利用这种空间模式框架,把记忆作为时间和位置重叠的数学函数,成功预测了记忆的保存。

O'Donnell 表示:“这项研究把记忆形成过程中,分子层面的变化与系统层面的变化联系在一起。已经建立的记忆时间窗体非常重要,而我们知道了这些内容是怎样决定了它能否被再次回想起来。我们证明了一套连贯的想法,足以解释现实世界中的某些现象。”

此外,新模型为人们理解记忆的归纳机制,梦境中记忆是怎样形成的提供了一种可能的框架。

原文检索:

Cian O'Donnell, Terrence J. Sejnowski. Selective Memory Generalization by Spatial Patterning of Protein Synthesis. Neuron, April 16, 2014; DOI: 10.1016/j.neuron.2014.02.028

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