Nature：有些气味总让人回想起过去 多巴胺关联记忆能力

邓文龙

Nature：探索记忆的百年之谜，为什么有些气味总让人回想起过去  纹状体多巴胺

多巴胺促进内嗅皮层的联想记忆编码。动物脑纹状体神经递质多巴胺奖励强化学习。奖学。本文为记忆能力关联的心理生理学基础研究论文。
(Baidu Translator: )
Nature: Explore the century-old mystery of memory. Why do some smells always remind people of the past striatal dopamine
Dopamine promotes associative memory coding in the entorhinal cortex. The neurotransmitter dopamine in the striatum of animal brain rewards reinforcement learning. Scholarship. This paper is a basic research paper on psychophysiology related to memory ability.
（百度翻訳： ）
Nature：記憶の百年の謎を探ると、なぜか過去の紋状体ドーパミンを思い出す匂いがする
ドーパミンは内嗅皮質の連想記憶コードを促進する。動物脳紋様体神経伝達質ドーパミンは強化学習を奨励する。賞学。本文は記憶能力関連の心理生理学基礎研究論文である。

科研圈

2021/09/28

论文
论文标题：Dopamine facilitates associative memory encoding in the entorhinal cortex
作者：Lee, Jason Y., Jun, Heechul, Soma, Shogo, Nakazono, Tomoaki, Shiraiwa, Kaori, Dasgupta, Ananya, Nakagawa, Tatsuki, Xie, Jiayun L., Chavez, Jasmine, Romo, Rodrigo, Yungblut, Sandra, Hagihara, Meiko, Murata, Koshi, Igarashi, Kei M.

期刊：Nature
发表时间：2021/09/22
数字识别码：10.1038/s41586-021-03948-8
摘要：Mounting evidence shows that dopamine in the striatum is critically involved in reward-based reinforcement learning1,2. However, it remains unclear how dopamine reward signals influence the entorhinal–hippocampal circuit, another brain network that is crucial for learning and memory3,4,5. Here, using cell-type-specific electrophysiological recording6, we show that dopamine signals from the ventral tegmental area and substantia nigra control the encoding of cue–reward association rules in layer 2a fan cells of the lateral entorhinal cortex (LEC). When mice learned novel olfactory cue–reward associations using a pre-learned association rule, spike representations of LEC fan cells grouped newly learned rewarded cues with a pre-learned rewarded cue, but separated them from a pre-learned unrewarded cue. Optogenetic inhibition of fan cells impaired the learning of new associations while sparing the retrieval of pre-learned memory. Using fibre photometry, we found that dopamine sends novelty-induced reward expectation signals to the LEC. Inhibition of LEC dopamine signals disrupted the associative encoding of fan cells and impaired learning performance. These results suggest that LEC fan cells represent a cognitive map of abstract task rules, and that LEC dopamine facilitates the incorporation of new memories into this map.

所属学科：
神经科学
认知科学
▎药明康德内容团队编辑  


有些气味，有些声音，会神奇地帮你打开记忆的阀门，让你回想起童年时的街道，外婆家的饭桌，或是初次约会的场景。

心理学家在一百多年前开始研究这种记忆现象。在1890年的经典著作《心理学原理》（The Principles of Psychology）中，美国著名的心理学家William James曾专门描述过。

记忆不相干项目（比如气味与位置，声音与事件）的这种能力被称为“关联记忆”，是日常生活中最基本的记忆形式之一。而在阿尔茨海默病等影响大脑认知功能的疾病中，患者的关联记忆能力则会下降。然而至今为止，大脑如何形成关联记忆，背后的机制始终还是谜题。





在顶尖学术期刊《自然》上线的一篇研究论文中，加州大学尔湾分校（UC Irvine）的神经科学家首次在大脑的记忆中心——内侧颞叶（medial temporal lobe）找到了一类特定的神经元，发现它们负责获得新的关联记忆，并且发现了控制这些关联记忆神经元的方法。

这些特殊的神经元位于内侧颞叶的外侧内嗅皮层（lateral entorhinal cortex，简称LEC），被称为扇形细胞（fan cell）。



▲扇形细胞在小鼠脑中的位置（图片来源：参考资料[2]）



研究人员使用电生理记录和光遗传学方法记录了小鼠的扇形细胞的活动，发现当小鼠学着把原本没有关联的特定气味与奖赏联系在一起时，扇形细胞起到了重要的作用。如果缺少这些细胞，小鼠可以回想起已经学习过的关联，却无法形成新的关联，表明扇形细胞是成功获得新的关联记忆所必需的。

这项研究的另一个重要发现是，扇形细胞编码关联记忆受到多巴胺信号的控制。多巴胺是我们体验愉悦或奖赏时在大脑中起作用的一种化学物质。




▲研究示意图（图片来源：参考资料[2]）



利用光纤光度（fibre photometry）技术记录神经元的活性变化，研究人员发现多巴胺向外侧内嗅皮层发送新奇感诱导的奖励期望信号。如果抑制这一区域的多巴胺信号，将破坏扇形细胞形成新的关联记忆。

“我们从来没想到多巴胺涉及到记忆环路，”领导这项研究的Kei Igarashi教授说，“然而随着证据越来越多，很明显多巴胺参与其中。”

研究人员指出，这些发现是了解大脑如何形成关联记忆的重要一步，并为将来开发疗法减缓阿尔茨海默病中关联记忆能力丧失奠定基础。


参考资料：
[1] Lee, J.Y., Jun, H., Soma, S. et al. Dopamine facilitates associative memory encoding in the entorhinal cortex. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03948-8
[2] New research “sniffs out” how associative memories are formed. Retrieved Sep. 23, 2021 from https://news.uci.edu/2021/09/22/ ... emories-are-formed/

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文章标签
联想记忆
内侧颞叶
外侧内嗅皮层
扇形细胞
气味
奖励
多巴胺
神经退行性疾病

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03948-8

https://k.sina.com.cn/article_58 ... ac401900w9m2.html#/

https://www.linkresearcher.com/t ... 5-a991-c2376b240357



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