研究人员已确定与“项目记忆”相关的特定神经元,增强了我们对大脑如何记录和检索“发生了什么”的理解,这可能会导致阿尔茨海默病的新治疗方法。加利福尼亚大学尔湾分校的一个团队定位了在“项目记忆”中发挥关键作用的神经元,拓展了我们对大脑如何记录和回忆事件细节的知识,这可能为新型阿尔茨海默病治疗铺平道路。
记忆包含三种信息:空间、时间和项目——基本上是经历的“哪里、何时以及什么”。这些记忆的形成是一个复杂的过程,涉及到受各种经历的含义和结果影响的信息存储,这构成了我们记住和分享这些经历的能力的基础。
当前研究今天发表在《自然》期刊上,开创性地说明了特定细胞在大脑分类和保留新信息过程中的功能,尤其是与奖励和惩罚相关的方面。
“理解这一过程至关重要,因为它增强了我们对大脑基本工作机制的理解,特别是学习和记忆方面。”对应作者、解剖学与神经生物学助理教授井原昌司(Kei Igarashi)表示。“我们的发现揭示了复杂的神经电路,使我们能够从经历中学习并有条理地存储这些记忆。”
研究人员专注于小鼠的大脑,特别是侧内嗅皮层的深层,在那里他们发现与项目结果相关的特化神经元,这对学习至关重要。在这些小鼠中,特定的气味作为项目记忆的重要感官信号。某些神经元在与甜水奖励相关的香蕉香味出现时被激活,而其他神经元对与苦水负面结果相关的松树气味作出反应。这导致了在LEC中形成了一个分为这两个组的心理地图。
在结构层面,LEC深层的神经元与内侧前额叶皮层(mPFC)中的神经元紧密连接。研究团队观察到在学习阶段,mPFC中的神经元也开发了类似的心理地图。
此外,当LEC神经元的活动被抑制时,mPFC神经元在区分正面和负面项目方面困难重重,妨碍了学习。相反,抑制mPFC神经元则破坏了LEC区分项目记忆的能力,影响了学习和记忆回忆。这表明LEC和mPFC之间存在相互依赖的关系,两者共同作用于编码项目记忆。
“这项研究标志着我们对大脑产生项目记忆的理解向前迈出了重要一步。”井原昌司指出。“这一见解为探索与记忆相关的疾病如阿尔茨海默病开辟了新的可能性。我们的发现表明LEC中的项目记忆神经元在阿尔茨海默病患者中活性减弱。如果我们能找到一种重新激活这些神经元的方法,这可能会导致针对性疗法的出现。”
这项研究的主要作者是医学科学培训项目的研究生晙希(Heechul Jun)和跨学科神经科学项目的李贺勇(Jason Y. Lee)。其他参与者包括研究技术员尼古拉斯·布莱扎(Nicholas R. Bleza)和市井爱理(Ayana Ichii),还有来自井原实验室的博士后研究员乔丹·多诺休(Jordan Donohue)。井原昌司隶属于生物医学工程系,并与神经回路绘图中心、学习与记忆神经生物学中心及记忆损害和神经系统疾病研究所相关联。
这项研究得到了国家卫生研究院的各种奖励的支持,以及BrightFocus基金会和加州大学尔湾分校医学科学培训项目的支持。