新的多学科研究显示，大脑形成寒冷经历的记忆，并利用这些记忆来控制我们的代谢。这项研究表明，寒冷记忆在大脑中形成，并描绘出它们如何驱动体温调节。这一发现可能在治疗一系列疾病（从肥胖到癌症）中具有重要应用，这些疾病中体温调节和代谢的作用（或在该领域缺乏控制）以及为更基础研究打开了大门，这可能帮助我们更好地理解记忆如何影响我们的行为和情感。
由都柏林圣三一学院的托马斯·瑞安教授领导的新多学科研究表明，大脑形成寒冷经历的记忆，并利用它们来控制我们的代谢。这项新发表的研究是首次表明寒冷记忆在大脑中形成，并描绘出它们如何随后驱动体温调节。
这一发现可能在治疗一系列疾病（从肥胖到癌症）中具有重要应用，这些疾病中体温调节和代谢的作用（或在该领域缺乏控制），同时为更基础的研究打开了大门，这可能帮助我们更好地理解记忆如何影响我们的行为和情感。
在1897年，生理学家伊万·巴甫洛夫首次描述了经典条件反射，即动物和人类在环境的不同方面之间形成联系。他展示了狗可以被训练成在期待食物时流口水，当相关的铃声响起时。经典或巴甫洛夫条件反射自此成为神经科学和心理学的核心基础。
长期记忆以称为痕迹（engrams）的互联细胞群在大脑中存储。现代神经科学日益开始识别编码身体表征的痕迹，例如感染、炎症、食物消费和疼痛的经历。
这一研究背后的研究人员假设大脑可能会形成温度表征的痕迹，这些痕迹将帮助生物体在变化的温度中生存。但要识别这些痕迹，他们首先必须测试寒冷记忆是否可以首先形成。
虽然记忆通常被测量为动物行为的变化，但瑞安实验室与莉迪亚·林奇教授（当时在都柏林圣三一学院，现在在普林斯顿大学）合作。他们专注于代谢作为寒冷经历的一级读出，因为已知哺乳动物在寒冷环境中会通过适应性生热的过程增加其代谢。
今天在《自然》期刊上发表的文章的首席作者安德烈亚·穆尼奥斯·萨莫拉博士成功训练小鼠将4℃的寒冷经历与仅在指定寒冷环境中出现的新视觉线索相关联。几天后，小鼠在相同的环境中以室温呈现视觉线索。重要的是，研究小组发现，动物们会在“期待”环境变冷时上调它们的代谢以诱导预测性生热。
在确定小鼠能够形成寒冷经历的记忆之后，研究小组深入研究它在大脑中是如何发生的。通过依赖活动的基因标记，科学家们能够基因指向在大脑一个被称为海马体的区域中编码寒冷记忆的痕迹细胞。令人瞩目的是，当这些寒冷痕迹细胞被人工刺激（使用称为光遗传学的技术）时，小鼠会增加它们的代谢以产生热量。并且在一个反向实验中，为了双重检查中心发现，当寒冷痕迹细胞被抑制时，小鼠无法在反应条件视觉线索时表达寒冷记忆。
穆尼奥斯·萨莫拉博士表示：“我们发现当小鼠暴露于寒冷温度时，它们会形成记忆，这使它们在期待未来的寒冷经历时能够上调身体的代谢。”
林奇教授补充说：“这一学习控制体温的很大一部分似乎是由于棕色脂肪组织（或棕色脂肪）的活动增加，而这一过程可以通过源于大脑的神经支配来控制。我们的脑必须从身体的寒冷经历中学习，但随后又反馈控制我们的脂肪细胞如何响应寒冷。”
共同首席作者亚伦·道格拉斯博士说：“众多临床疾病，从肥胖到癌症的某些形式，可能通过操控棕色脂肪组织的体温调节来治疗。未来，测试在人类中操控寒冷记忆是否能够提供改变代谢的治疗新途径将非常重要。”
这项研究为进一步的发现研究以及治疗的开发打开了许多新的大门。理解寒冷经历的表征如何影响更广泛的大脑功能，例如情感、决策和社交行为，将为我们提供对心智具身性质的洞见。
瑞安教授说：“我们心智的复杂方面是从更基本的内脏身体表征进化而来的。理解我们大脑的这些组件如何影响我们的行为是理解我们的情感和记忆运用的关键。”
“这一综合性的研究工作提供了跨学科科学的典范。神经科学需要合作，正是与林奇教授的协作使得记忆痕迹工作与代谢研究的不同组合成为可能。”
