日报

科学家以前描述的大脑“记忆规则”可能是错的

刊登于 2017-04-11

美国和日本科研团队发现,人脑把信息同时储存成两份同样的记忆版本,一份供当下用,另一份则永久保存。图为2011年,英国展览上展出的真人脑。
美国和日本科研团队发现,大脑把信息同时储存成两份同样的记忆版本,一份供当下用,另一份则永久保存。图为2011年英国展览上展出的真人脑。

记忆可分为短期记忆与长期记忆,但近几十年以来的主流学术观点普遍认为:人类会先在大脑海马体(Hippocampus)中形成短期记忆,随后短期记忆才会逐渐转化成长期记忆,并储存于大脑皮层中。不过近日刊载于学术杂志《科学》(Science)的论文指,这种流行已久的假说很可能是错的,海马体与大脑皮层中或许同时“写入”了两份一样的记忆。

我们的实验结果与已经流行了数十年的假说相反,这令人非常惊讶。

美国麻省理工学院(MIT)教授、论文通讯作者利根川进(Susumu Tonegawa)

目前流行的理论源于20世纪50年代,当时罹患严重癫痫症的美国男青年莫莱森(Henry Molaison)接受了激进的疗法,让医生切除了他大脑中约三分之二的海马体与邻近组织。虽然手术成功地减轻了莫莱森的癫痫症状,但也导致了严重的后遗症——尽管他手术前的旧记忆保持完好,但无法形成新的记忆。此后自1957年起直至莫莱森2008年逝世,他因这一症状被学界广泛研究,神经科学家们普遍认为海马体被切除使他无法形成短期记忆,进而也无法拥有新的长期记忆。

此次发表论文的团队来自日本理化学研究所(RIKEN)与美国麻省理工学院皮考尔学习和记忆研究所(Picower Institute for Learning and Memory)神经回路遗传研究中心,他们做出新判断的依据源于在小鼠身上做的实验,但据称该发现同样适用于人类。

据研究团队介绍,其创新的方式可以标记特定位置的神经元,从而能够追踪特定记忆的形成;并可以将光线射入小鼠的大脑,以控制短期记忆或长期记忆的打开与关闭。

在研究人员对小鼠实行电击操作之后,观察显示在其大脑的海马体与皮层同时生成了对电击的记忆。但在记忆生成之后的头几天,当“皮层不成熟”时,储存的长期记忆似乎并没有被小鼠使用。此时如果研究人员关闭位于海马体的短期记忆,小鼠就会完全忘记电击事件;但只要研究人员手动激活长期记忆,小鼠就会重新获得对电击的恐怖记忆。研究还发现,如果海马体与皮层之间的联系受阻,长期记忆就不会成熟而一直处于“沉默状态” 。

英国剑桥大学(Cambridge University)研究记忆的 Amy Milton 博士称赞这项研究令人印象深刻:“我认为这是一个强有力的案例,令人信服地告诉我们记忆是如何储存于大脑中的。”

研究团队则表示,这一发现也将有助于揭示认知障碍症(Dementia)相关疾病的更多原理。美国麻省理工学院(MIT)教授、论文通讯作者利根川进(Susumu Tonegawa)解释道:“更细致地了解记忆的生成原理,是更好地治疗失忆相关疾病的基础。”

4750
据世界卫生组织(WHO)2016年发布的数据,全世界约有4750万认知障碍症患者,且每年新增病例770万。

声音

短期记忆与长期记忆是同时形成的,然后它们向不同的方向演变,位于皮层的记忆变得更强,位于海马体的则变弱。

美国麻省理工学院博士后、论文作者之一 Mark Morrissey

海马体

海马体(Hippocampus)是人类及脊椎动物脑中的重要部分。目前在有海马体的动物身上发现的海马体皆成对出现,分别位于左右脑半球。它是组成大脑边缘系统的一部分,位于大脑皮质下方,担当着关于短期记忆、长期记忆以及空间定位的作用。灵长类的海马体位于内侧颞叶,拥有海马角及齿状回等构造。海马体名字来源于这个部位的弯曲形状貌似海马。在阿兹海默病中,海马体是首先受到损伤的区域:表现症状为记忆力衰退以及方向知觉的丧失。在动物解剖中,海马体属于脑的演化过程中最古老的一部分,但与进化树上相对年轻的大脑皮层相比,灵长类动物尤其是人类的海马体在端脑中只占很小的比例。(资料来自维基百科,百科内容以 CC BY-SA 3.0 授权)

来源:ScienceAlertScienceDailyBBC每日电讯报

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