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绿色染色显示海马CA1 engram细胞,其存储长期恐惧记忆并具有光敏性光遗传蛋白通道视紫红质-2蓝色染色显示背海马脑区域中的所有细胞,包括非engram细胞(仅蓝色染色)图片:Dheeraj Roy,Tonegawa实验室/麻省理工学院根据麻省理工学院神经科学家的观点,“无声镌刻”的存在表明现有的记忆形成模型应该被修改学习和记忆通常被认为是由三个主要步骤组成:将事件编码到大脑网络,存储编码信息,然后检索它以供回忆两年前,麻省理工学院的神经科学家发现,在某些类型的逆行性健忘症中,特定事件的记忆可以存储在大脑中,即使它们无法通过自然回忆检索到提示这种现象表明现有的记忆形成模型需要修改,正如研究人员在一篇新论文中提出的那样他们进一步详细说明了这些“沉默的镌刻”是如何形成和重新激活的

研究人员相信他们的研究结果证明,记忆储存不依赖于记忆细胞之间的连接或“突触”的加强,正如人们一直认为的那样相反,在事件发生后的最初几分钟内在这些单元之间形成的连接模式足以存储存储器“我们在本研究中的主要结论之一是特定存储器存储在engram之间的特定连接模式中沿着解剖学途径的细胞集合这个结论是挑衅性的,因为教条是通过突触强度存储记忆,“生理学和神经科学的Picower教授,RIKEN-MIT神经中心主任Susumu Tonegawa说

Picower学习与记忆研究所的电路遗传学和该研究的资深作者研究人员还表明即使是memori沉默的镌刻不能自然回忆,记忆持续至少一周,并且可以通过用刺激突触形成的蛋白质处理细胞来“唤醒”Dheeraj Roy,最近麻省理工学院博士学位获得者,是该作品的主要作者

该论文发表在10月23日的美国国家科学院院刊上

其他作者是麻省理工学院博士后Shruti Muralidhar和技术助理Lillian Smith沉默记忆神经科学家长期以来认为事件的记忆存储在突触连接时,它们允许神经元之前的研究已经发现,如果事件发生后立即在小鼠体内阻断某些细胞蛋白质的合成,那么老鼠就不会对事件产生长期记忆

然而,在2015年的一篇论文中,Tonegawa和他的同事们第一次表明,即使细胞蛋白质的合成被阻断,记忆也可以存储

他们发现wh小鼠无法回想起那些回忆自然线索的记忆,例如放置在发生可怕事件的笼子里,记忆仍在那里,可以使用称为光遗传学的技术进行人工检索

研究人员称这些记忆为记忆细胞“沉默的镌刻”,他们发现这些燧石也可以在其他情况下形成在一项模拟早期阿尔茨海默病症状的小鼠研究中,研究人员发现,虽然老鼠难以回忆起记忆,但这些记忆仍然存在研究人员在最近对记忆系统整合过程的一项研究中发现,海马和前额叶皮层中的燧石编码相同的记忆

然而,前额皮质激素在记忆后大约两周内沉默了最初被编码,而海马的镌刻立即活跃随着时间的推移,记忆在前期在他们新的PNAS研究中,海马英格兰慢慢变得沉默,研究人员进一步研究了这些沉默的镌刻是如何形成的,它们持续了多长时间,以及它们如何被重新激活类似于他们2015年的原始研究,受过训练的小鼠害怕被放置在某个笼子里,通过提供温和的足部休克训练后,小鼠在放回笼子时会冻结 当小鼠接受训练时,他们的记忆细胞用光敏蛋白标记,允许细胞被光重新激活

研究人员在训练结束后立即抑制细胞蛋白的合成他们发现训练结束后当放回培养笼中的笼子时,小鼠没有反应但是,当用激光激活记忆细胞时,老鼠确实冻结了,而动物在一个不应该有任何可怕关联的笼子里这些沉默的记忆可能是原始训练后激光激活最多八天建立连接该研究结果为Tonegawa的新假设提供了支持,即突触连接的加强,虽然是最初编码的记忆所必需的,但对于随后的长期存储不是必需的相反,他建议将记忆存储在engram cell ensembles之间形成的特定连接模式中在编码过程中形成非常迅速的连接不同于在蛋白质合成的帮助下稍后(在事件的几个小时内)发生的突触强化“我们所说的即使没有新的细胞蛋白质合成,一旦成为新的建立连接,或者在编码过程中加强预先存在的连接,保持新的连接模式,“Tonegawa说”即使你不能诱导自然记忆回忆,记忆信息仍然存在“这提出了一个关于目的的问题编码后的蛋白质合成研究人员认为,无声修复不能通过自然线索检索,研究人员认为,蛋白质合成的主要目的是使自然回忆提示能够有效地完成工作

研究人员还试图通过治疗重新激活静音带有一种名为PAK1的蛋白质的小鼠,它促进了突触的形成他们发现这种治疗方法,在原始药物治疗后两天给药l事件发生,足以在engram细胞之间生长新的突触在治疗几天后,最初被阻止回忆记忆的能力的小鼠在放入训练所在的笼子后会冻结

此外,他们的反应是与那些没有干扰形成记忆的老鼠一样强大多伦多大学心理学和生理学副教授Sheena Josselyn表示,这一发现与记忆形成涉及加强神经元之间突触的长期观念背道而驰

这个过程需要蛋白质合成“他们表明,在蛋白质合成抑制过程中形成的记忆可能是人工(但不是自然)回忆的

也就是说,记忆仍然保留在大脑中而没有蛋白质合成,但这种记忆在正常情况下无法获得条件,暗示刺可能不是信息的主要保护者,“Josselyn说,他没有参与在研究中“这些发现是有争议的,但许多范式转移的论文都是”随着研究人员之前关于早期阿尔茨海默病静音癫痫的发现,这项研究表明重新激活某些突触有助于恢复患者的记忆回忆功能

罗伊说,这项研究由RIKEN脑科学研究所,霍华德休斯医学研究所和JPB基金会出版物:Dheeraj S Roy等人,“沉默记忆作为逆行性遗忘症的基础”,资助了早期阿尔茨海默病

PNAS,2017年; doi:101073 / pnas1714248114资料来源:麻省理工学院新闻的安妮特拉夫顿

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