如果能知道大腦如何進(jìn)行記憶的話，也許就有可能發(fā)現(xiàn)記憶失敗的病理原因，如阿茲海默癥中出現(xiàn)的癥狀。貝勒醫(yī)學(xué)院和萊斯大學(xué)的研究人員首次揭示了大鼠腦中與恐怖記憶。

有關(guān)的神經(jīng)活動模式。他們發(fā)現(xiàn)大鼠會避開讓它們發(fā)生過恐怖回憶的地方，在這個過程中大鼠大腦會回憶起恐怖經(jīng)歷發(fā)生的物理位置。

這一研究成果公布2月20日的Nature Neuroscience雜志上，文章的通訊作者是貝勒醫(yī)學(xué)院分子和細(xì)胞生物學(xué)副教授季道云（Daoyun Ji，音譯），他說，“我們能記起所有時間的回憶，比如說我可以回憶起我每天早上從家里出發(fā)去單位的路線，但當(dāng)我記住的這個時刻，大腦發(fā)出了什么信號呢？”

如何知道大鼠在想什么

研究人體大腦非常困難，因此大多科學(xué)家進(jìn)行的是動物實(shí)驗(yàn)，他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)動物處于特定的地方，它們大腦中的海馬神經(jīng)元，也就是位置細(xì)胞（place cells，生物通譯）會產(chǎn)生活動脈沖。

動物當(dāng)然不會告訴你它回憶出了什么，季教授說，“為了解決這個問題，我們設(shè)計(jì)了一個實(shí)驗(yàn)，了解某一事件發(fā)生之前，動物的大腦發(fā)生了什么。”

文章的第一作者Chun-Ting Wu等人設(shè)計(jì)讓大鼠沿著一條軌道來回走動。在休息一段時間后，又讓大鼠再次走過同一條軌道，當(dāng)它接近軌道終點(diǎn)時，就會遇到一個輕度的電擊。然后再讓它休息，當(dāng)再次讓大鼠走回軌道，在接近軌道的末端時它就會停下來并轉(zhuǎn)身，避免穿過可怕的末端。

“在大鼠第一次走上軌道之前，我們在其海馬神經(jīng)處中插入了微小的探針，記錄活躍神經(jīng)元發(fā)出的電信號。通過記錄這些大腦信號，我們可以檢測到大鼠第一次走上軌道時，大腦出現(xiàn)的神經(jīng)元模式，也可以了解與軌道每段位置相關(guān)的神經(jīng)元模式，包括它之后受到點(diǎn)擊時的位置反應(yīng)。”

“大鼠轉(zhuǎn)身避免走到軌道末端，由此我們可以合理地假設(shè)它正在思考受到電擊的準(zhǔn)確位置。最終我們的結(jié)果證明了這一假設(shè)，”季教授說。

研究人員在這一時間內(nèi)觀察大腦的活動，發(fā)現(xiàn)即使大鼠停下來思考，未接觸到電擊位置，對應(yīng)于大鼠受電擊位置的峰值模式會再次出現(xiàn)，“有趣的是，根據(jù)大腦的活動，我們發(fā)現(xiàn)大鼠大腦會從它目前的位置‘精神上轉(zhuǎn)移到’電擊的位置，這些對應(yīng)于電擊位置的模式在特定記憶形成時會重新出現(xiàn)”。

未來的研究

下一步，研究人員將會分析這些峰值模式是否是動物行為方式所必需的。“如果我們破壞這種模式，動物會不會進(jìn)入它此前已經(jīng)學(xué)會避免的區(qū)域呢？而且我們也希望能確定海馬中位置實(shí)驗(yàn)的作用模式，是否也適用于大腦的其它部分，如參與決定的那些神經(jīng)區(qū)域”。

此外，季教授等人也計(jì)劃探索一些與記憶喪失有關(guān)的疾病，如阿茲海默癥，了解這些疾病中海馬神經(jīng)模式可能發(fā)揮的作用。

近期英國牛津大學(xué)的一組研究人員，首次在哺乳動物中引起了聯(lián)想記憶的外部解碼。他們描述了如何在測試小鼠中引起聯(lián)想記憶形成的，以及他們用來記錄它的技術(shù)，使記憶被刪除。

當(dāng)科學(xué)家們繼續(xù)研究大腦時，他們正在了解更多關(guān)于“存儲或消除記憶的方法”的信息，僅僅在兩年前，麻省理工學(xué)院（MIT）的一個團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，他們可能導(dǎo)致小鼠大腦中形成記憶，從而強(qiáng)迫它記住從未發(fā)生過的事情（MIT科學(xué)家將不存在的恐怖回憶植入小鼠大腦）。在這項(xiàng)新的研究中，研究人員已經(jīng)找到了一種方法，使小鼠停止將某個房間與一段愉快經(jīng)歷——記錄聯(lián)想記憶的一種方式——聯(lián)系起來。