Sci:记忆索引理论 位置细胞 海马体印迹细胞

邓文龙

Science：新研究支持记忆索引理论

海马体印迹细胞

2018-07-29 10:31

2018年7月29日/生物谷BIOON/---当谈到记忆时，它并不仅仅是“位置，位置，位置”。一项新的研究指出大脑不会将所有记忆储存在位置细胞（place cell）中，其中位置细胞是大脑海马体中的一种主要的神经元类型，而海马体是一种对导航和记忆至关重要的大脑区域。相反，记忆似乎是由一部分与位置关系不大但与环境（context）或情景（episode）关系较大的海马体细胞驱动的。相关研究结果发表在2018年7月27日的Science期刊上，论文标题为“The hippocampal engram maps experience but not place”。

众所周知，海马体是位置细胞所在的地方。人们提出作为记忆研究的热点，海马体是储存在印迹细胞（engram cell）中的经验记忆（memories of experiences）的物理位置。日本理化研究所脑科学中心的Thomas McHugh说，“神经科学领域仍然在努力解决印迹记忆（engram memory）的概念。我们知道当印迹细胞被激活时，它们发挥什么作用，但是我们并不知道它们代表什么和它们如何发挥功能。”

图片来自RIKEN National Science Institute and Milena Carvalho。

人们猜测印迹细胞就是位置细胞，但是McHugh团队认为他们有另一种解释。在他们的实验中，小鼠在一个笼子里呆了一段时间来记住这个环境。这些研究人员利用光遗传学方法鉴定出那段时间内处于活跃状态的因而促进这种记忆产生的细胞。这些细胞仅代表海马体位置细胞中的一小部分，并且具有较大的位置野（place field）---当小鼠探索时，让这些细胞激活的真实世界区域。对大量细胞活性的分析表明虽然大多数位置细胞在初次和随后访问这个笼子期间保持相同的空间图，但是印迹细胞在两个访问时间点之间具有不相关的活性。唯一的例外是在这两次访问期间的早期，那时这些细胞具有类似的活性，你所期望的就是它们参与对环境的回忆。

当将这些小鼠放置在第二个不同的笼子中时，这些印迹细胞一直是有活性的---它们已被先前的记忆“占据”了。事实上，这些研究人员仅通过比较这些细胞的活性就能够分辨出第一环境和第二环境。这些印迹细胞仅对环境本身的记忆而不对特定位置的记忆是有活性的，而另一方面，位置细胞在探索期间是有活性的，从而构建和更新空间图。识别环境并不需要走过或探索，因此位置细胞看起来不同于记忆细胞。

与大多数的位置细胞相比，由印迹细胞发出的空间信息的不稳定性表明它们处理的是宏观尺度的环境，而不是其中的特定位置。这些研究人员提出印迹细胞本身可能不存储记忆，而是充当将记忆相关细节关联在一起的索引，不论这些记忆相关细节位于大脑中的其他任何地方。McHugh 猜测，“它们的作用是追踪记忆的元素，无论这些记忆元素是来自声音、视觉还是其他感官，随后通过激活大脑的其他部分（比如皮层）来触发它们的回忆。”虽然海马体确实是空间记忆的基础，但是这种新发现的作为环境识别的索引的功能表明这个大脑区域不仅仅是关于空间图。McHugh说，“我们长期以来一直认为记忆固定在稳定的位置表示上，但事实恰恰相反。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Kazumasa Z. Tanaka1,*, Hongshen He1,2, Anupratap Tomar et al. The hippocampal engram maps experience but not place. Science, 27 Jul 2018, 361(6400):392-397, doi:10.1126/science.aat5397.



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