科学家们肉眼观测了一下活体大脑中的记忆形式

博雯 发自 凹非寺

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为啥恐怖片看完了老是忘不掉？

科学家们观察了**活体大脑”中的记忆形成过程后，得出了答案。

你没听错，确实是在肉眼观摩了全程后发现：

大脑会用不同的编码途径形成不同类型的记忆，比如像恐怖片这种会造成心理创伤的记忆，就会选择一种简单粗暴的做法——

直接剪掉大脑皮层中的某些突触，并在其他区域生成新的突触。

就像是盆栽的修剪和移植一样。

这项研究引起了诸多热议，获得了500+的热度：

目前，这项研究已经登上PNAS：

肉眼观测“恐惧”形成过程

科学家们选择了斑马鱼作为研究对象。

这种生物在幼年期是全身透明的，非常易于观察。

并且，虽然没有哺乳动物负责联想记忆的杏仁核（amygdala），但有一个功能类似的大脑皮层区域。

对于记忆形成的过程，学界的有一种普遍认知：

即大脑是通过调整神经元之间连接的强度，修改突触来形成记忆的。

为了让这个过程可视化，科学家们通过基因工程让斑马鱼产生神经元，并加入了一种标记蛋白，能够在显微镜下观察到荧光：

接下来，就是给斑马鱼人为地制造恐怖回忆了。

研究人员选择了使用“巴浦洛夫的狗”的逆向版方法——

就像是狗最后被训练成听到铃声就以为能够获得奖励，自动分泌唾液一样。

让斑马鱼把光和不舒服的加热联系起来，最终形成一种恐惧心理，使斑马鱼看到光就游开。

接下来就是观测这种回忆形成前后的不同之处。

首先，科学家们发现，在任何组中，记忆产生前后的荧光标记的中位值都基本一致：

△t1为记忆前，t2为记忆后

这就意味着一个与预期相反的发现：突触的强度并不会随着学习行为而产生变化。

既然并没有修改突触强度，那么记忆到底是怎么形成的？

在产生了这种记忆的鱼的腭部，科学家们发现了华点：

腭部外侧（这一区域含有在记忆形成和检索期间活跃的神经元）的突触数量急剧增加，而腭部的内侧则主要发生突触的丧失。

△青色为丢失，黄色为获得

事实上，“记忆可以通过增加和删除突触形成”这一观点以前也有相关研究，但都柏林圣三一大学的一位神经科学家就表示：

这项研究中对大脑的“实时和大规模可视化”提供了令人信服的证据。

而研究团队则表示，他们希望这一研究能够帮助他们了解较紧张、焦虑综合症，以及PTSD等疾病造成创伤的记忆机制，并能借此进一步提出缓解这些疾病的治疗手段。

作者介绍

论文有两位共同一作William P. Dempseya和Zhuowei Du，两位都来自南加州大学。

其中William P. Dempseya在加州理工大学获得博士学位，现在是南加州大学分子与生物计算分部的一名博士后。

论文：
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2107661119

参考链接：
https://www.quantamagazine.org/scientists-watch-a-memory-form-in-a-living-brain-20220303/