如果能知道大腦如何進(jìn)行記憶的話，也許就有可能發(fā)現(xiàn)記憶失敗的病理原因，如阿茲海默癥中出現(xiàn)的癥狀。貝勒醫(yī)學(xué)院和萊斯大學(xué)的研究人員首次揭示了大鼠腦中與恐怖記憶。

有關(guān)的神經(jīng)活動(dòng)模式。他們發(fā)現(xiàn)大鼠會(huì)避開(kāi)讓它們發(fā)生過(guò)恐怖回憶的地方，在這個(gè)過(guò)程中大鼠大腦會(huì)回憶起恐怖經(jīng)歷發(fā)生的物理位置。

這一研究成果公布2月20日的Nature Neuroscience雜志上，文章的通訊作者是貝勒醫(yī)學(xué)院分子和細(xì)胞生物學(xué)副教授季道云（Daoyun Ji，音譯），他說(shuō)，“我們能記起所有時(shí)間的回憶，比如說(shuō)我可以回憶起我每天早上從家里出發(fā)去單位的路線，但當(dāng)我記住的這個(gè)時(shí)刻，大腦發(fā)出了什么信號(hào)呢？”

如何知道大鼠在想什么

研究人體大腦非常困難，因此大多科學(xué)家進(jìn)行的是動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)動(dòng)物處于特定的地方，它們大腦中的海馬神經(jīng)元，也就是位置細(xì)胞（place cells，生物通譯）會(huì)產(chǎn)生活動(dòng)脈沖。

動(dòng)物當(dāng)然不會(huì)告訴你它回憶出了什么，季教授說(shuō)，“為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，了解某一事件發(fā)生之前，動(dòng)物的大腦發(fā)生了什么。”

文章的第一作者Chun-Ting Wu等人設(shè)計(jì)讓大鼠沿著一條軌道來(lái)回走動(dòng)。在休息一段時(shí)間后，又讓大鼠再次走過(guò)同一條軌道，當(dāng)它接近軌道終點(diǎn)時(shí)，就會(huì)遇到一個(gè)輕度的電擊。然后再讓它休息，當(dāng)再次讓大鼠走回軌道，在接近軌道的末端時(shí)它就會(huì)停下來(lái)并轉(zhuǎn)身，避免穿過(guò)可怕的末端。

“在大鼠第一次走上軌道之前，我們?cè)谄浜ｑR神經(jīng)處中插入了微小的探針，記錄活躍神經(jīng)元發(fā)出的電信號(hào)。通過(guò)記錄這些大腦信號(hào)，我們可以檢測(cè)到大鼠第一次走上軌道時(shí)，大腦出現(xiàn)的神經(jīng)元模式，也可以了解與軌道每段位置相關(guān)的神經(jīng)元模式，包括它之后受到點(diǎn)擊時(shí)的位置反應(yīng)。”

“大鼠轉(zhuǎn)身避免走到軌道末端，由此我們可以合理地假設(shè)它正在思考受到電擊的準(zhǔn)確位置。最終我們的結(jié)果證明了這一假設(shè)，”季教授說(shuō)。

研究人員在這一時(shí)間內(nèi)觀察大腦的活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)即使大鼠停下來(lái)思考，未接觸到電擊位置，對(duì)應(yīng)于大鼠受電擊位置的峰值模式會(huì)再次出現(xiàn)，“有趣的是，根據(jù)大腦的活動(dòng)，我們發(fā)現(xiàn)大鼠大腦會(huì)從它目前的位置‘精神上轉(zhuǎn)移到’電擊的位置，這些對(duì)應(yīng)于電擊位置的模式在特定記憶形成時(shí)會(huì)重新出現(xiàn)”。

未來(lái)的研究

下一步，研究人員將會(huì)分析這些峰值模式是否是動(dòng)物行為方式所必需的。“如果我們破壞這種模式，動(dòng)物會(huì)不會(huì)進(jìn)入它此前已經(jīng)學(xué)會(huì)避免的區(qū)域呢？而且我們也希望能確定海馬中位置實(shí)驗(yàn)的作用模式，是否也適用于大腦的其它部分，如參與決定的那些神經(jīng)區(qū)域”。

此外，季教授等人也計(jì)劃探索一些與記憶喪失有關(guān)的疾病，如阿茲海默癥，了解這些疾病中海馬神經(jīng)模式可能發(fā)揮的作用。

近期英國(guó)牛津大學(xué)的一組研究人員，首次在哺乳動(dòng)物中引起了聯(lián)想記憶的外部解碼。他們描述了如何在測(cè)試小鼠中引起聯(lián)想記憶形成的，以及他們用來(lái)記錄它的技術(shù)，使記憶被刪除。

當(dāng)科學(xué)家們繼續(xù)研究大腦時(shí)，他們正在了解更多關(guān)于“存儲(chǔ)或消除記憶的方法”的信息，僅僅在兩年前，麻省理工學(xué)院（MIT）的一個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，他們可能導(dǎo)致小鼠大腦中形成記憶，從而強(qiáng)迫它記住從未發(fā)生過(guò)的事情（MIT科學(xué)家將不存在的恐怖回憶植入小鼠大腦）。在這項(xiàng)新的研究中，研究人員已經(jīng)找到了一種方法，使小鼠停止將某個(gè)房間與一段愉快經(jīng)歷——記錄聯(lián)想記憶的一種方式——聯(lián)系起來(lái)。