约翰·霍普金斯医学院的神经科学家说，他们利用一种复杂的大脑成像系统，成功地重新激活了老鼠体内的一种特定记忆回路，使它们在没有藏身之处的情况下寻找藏身之处。
研究人员表示，这项发表在9月27日《自然神经科学》杂志上的研究，推进了对哺乳动物大脑中记忆结构的理解。这一发现可能有一天会指出减缓或预防伴随阿尔茨海默氏症和其他神经退行性疾病的记忆丧失的新方法。
具体来说，研究小组发现，刺激小鼠大脑中两个区域的神经元——伏隔核，也被称为大脑的“快乐中心”，负责传递多巴胺依赖行为，以及负责防御行为的背侧导水管周围灰质(dPAG)——重新激活了“空间记忆”，导致小鼠寻求庇护。
约翰霍普金斯大学医学院神经科学副教授、资深作者Hyungbae Kwon博士说:“当我们人工地重新激活大脑中的记忆回路时，它会触发老鼠做它自然做的同样的事情，即使没有导致它们开始寻求庇护的恐惧刺激。”
科学家们说，他们的目标是找出大脑中哪些区域负责对周围环境进行导航，这是包括人类在内的哺乳动物的一种高级认知功能。因此，这些测试这种认知大脑功能是否可以随机重现的实验，可能在理解其他哺乳动物的行为、感知和感知环境方面具有应用价值。
在新的实验中，研究人员首先让实验室老鼠在一个角落有庇护所的盒子里探索周围的环境。研究小组放置了一系列视觉线索，包括三角形、圆圈和不同颜色的条纹，以帮助老鼠根据附近的地标找到庇护所。老鼠适应了这个区域七分钟，进出避难所。
然后，研究人员增加了一个视觉或听觉上隐约可见的信号，以刺激它们寻找庇护所——同时形成与它们的位置和视觉线索相关的空间记忆。
为了选择性地标记庇护所记忆神经元，研究人员使用了一种名为Cal-light的光激活基因表达切换系统，该系统是Kwon在2017年开发的。一旦科学家们在伏隔核中发现了这些神经元，他们就开启了与它们相关的基因的表达，重新激活了小鼠寻求庇护的记忆，同时也激活了dPAG中的神经元。
反过来，老鼠们寻找盒子里曾经有避难所的地方，当时原来的威胁和避难所都不存在。
为了达到这一点，研究人员首先选择性地激活伏隔核中的神经元，然后分别激活dPAG，看看是否只打开大脑一个区域的神经元会导致这种行为。
“令人惊讶的是，我们发现当我们单独激活伏隔核的神经元时，老鼠并没有寻找庇护所，”Kwon说。“然而，打开dPAG中的神经元会导致小鼠随机反应，但并没有将它们特定地引导到它们之前寻求庇护的区域。”
“Cal-light系统允许我们选择性地标记大脑中的特定功能，帮助我们在细胞水平上绘制记忆图谱，”Kwon说。
最终，Kwon说，这项研究可以为阿尔茨海默病患者重新激活或设计记忆回路提供基础。
他说:“如果我们了解记忆的宏观结构，那么我们就可以利用这种方法开发出更有效的策略来预防或减缓神经退行性疾病。”
研究人员表示，他们希望通过选择性地标记和重新激活大脑不同区域具有不同功能的神经元，从而了解整个大脑的记忆结构，这些神经元会导致其他特定的行为。
他说:“了解所有这些记忆回路是如何协同工作的，将有助于我们更好地了解大脑的功能。”
参与这项研究的其他研究人员包括约翰霍普金斯大学的Kanghoon Jung、Sarah kr
更多信息:Kanghoon Jung等人，多巴胺介导的目标导向导航伏隔核记忆模块的形成，自然神经科学(2024)。DOI: 10.1038/s41593-024-01770-9期刊信息:自然神经科学由约翰霍普金斯大学医学院提供引文:在一项新的研究中，神经科学家通过重新激活记忆回路来激发寻求庇护的反应(2024,10月1日)从https://medicalxpress.com/news/2024-10-neuroscientists-response-reactivating-memory-circuit.html检索2024年10月2日。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
