大多數(shù)的記憶都是與某種情感相關(guān)聯(lián)：回憶你在海灘度過的一周有可能會讓你感到快樂，而想起所受的欺凌則會引發(fā)更多的負(fù)面情緒。

 

來自麻省理工學(xué)院的一項(xiàng)新研究揭示了控制記憶與正面或負(fù)面情感關(guān)聯(lián)的大腦回路。此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)采用光遺傳學(xué)（optogenetics）——一種利用光線來控制神經(jīng)活動的技術(shù)，可以倒轉(zhuǎn)特殊記憶的情感聯(lián)系。

 

發(fā)表在8月28日《自然》（Nature）雜志上的研究結(jié)果，證實(shí)了連接海馬和杏仁核的一個(gè)神經(jīng)元回路在記憶與情感的聯(lián)系中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。研究人員稱，這一回路有可能為開發(fā)新藥物幫助治療創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙一類的疾病提供了一個(gè)靶點(diǎn)。

 

領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎得主Susumu Tonegawa，他當(dāng)年獲獎的原因是其在免疫系統(tǒng)抗體多態(tài)性的遺傳學(xué)機(jī)制方面的成就，之后Tonegawa轉(zhuǎn)行研究記憶的分子及細(xì)胞機(jī)制，創(chuàng)建了著名的麻省Picower學(xué)習(xí)與記憶研究所。

 

Tonegawa說：“在未來，或許有人能夠開發(fā)出一些方法幫助人們更牢固地記住積極而非消極的記憶。”

 

麻省理工學(xué)院霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所博士后Roger Redondo，以及生物學(xué)系研究生Joshua Kim是這篇論文的主要作者。

 

轉(zhuǎn)換記憶

 

記憶是由許多的元素構(gòu)成，它們儲存在大腦的不同部位。記憶的內(nèi)容包括事件發(fā)生的地點(diǎn)等相關(guān)信息儲存在海馬細(xì)胞中，而與記憶相關(guān)的情感則儲存在杏仁核內(nèi)。

 

以往的研究表明了記憶的許多方面，包括情感的聯(lián)系都是可塑的。心理治療師借此來幫助患有抑郁癥和創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙的患者，但對于這樣的可塑性潛在的神經(jīng)回路卻并不清楚。

 

在這項(xiàng)研究中，研究人員采用他們近期發(fā)明的一種試驗(yàn)技術(shù)標(biāo)記編碼特殊記憶的神經(jīng)元探究了這種可塑性。為此，他們用光敏感通道蛋白(Channelrhodopsin)標(biāo)記了在記憶形成過程中開啟的海馬細(xì)胞。從那一刻起，任何時(shí)候用光激活這些細(xì)胞，都可以讓小鼠回憶起這群細(xì)胞所編碼的記憶。

 

去年，Tonegawa的實(shí)驗(yàn)室曾利用這一技術(shù)在小鼠體驗(yàn)不同的經(jīng)歷時(shí)重新激活記憶的痕跡，給小鼠植入虛假的記憶（延伸閱讀：諾獎得主Science新突破：植入記憶不再是科幻 ）。在新研究中，研究人員想調(diào)查記憶的內(nèi)容與特殊情感相關(guān)聯(lián)的機(jī)制。首先，他們利用他們的記憶痕跡標(biāo)記方法標(biāo)記了與獎勵體驗(yàn)（讓雄鼠與雌鼠交往）或不愉快的經(jīng)歷（輕微電擊）相關(guān)的神經(jīng)元。在第一組實(shí)驗(yàn)中，研究人員在海馬齒狀回標(biāo)記出了記憶細(xì)胞。

 

兩天后，小鼠被放置到大的矩形臺上。在三分鐘的時(shí)間里，研究人員記錄了小鼠自然喜歡矩形臺的哪部分。隨后，小鼠接受恐懼實(shí)驗(yàn)，無論何時(shí)小鼠去到喜歡的一邊就用光來刺激齒狀回中標(biāo)記的細(xì)胞。小鼠很快就開始避開此區(qū)域，表明成功激活了恐懼記憶。

 

他們對獎賞記憶也進(jìn)行了再激活：讓小鼠接受了獎勵試驗(yàn)，無論何時(shí)它們?nèi)サ讲幌矚g的一邊就用光刺激它們，很快它們開始更長的時(shí)間待在那兒，回憶美好的記憶。

 

幾天后，研究人員嘗試去逆轉(zhuǎn)小鼠的情感反應(yīng)。對于最初接受恐懼實(shí)驗(yàn)的雄性小鼠，當(dāng)它們與雌性小鼠在一起時(shí)，研究人員在12分鐘的時(shí)間里激活了與恐懼記憶相關(guān)的記憶細(xì)胞。對于最初接受獎賞試驗(yàn)的小鼠，在它們接受電擊時(shí)激活了記憶細(xì)胞。

 

接下來，研究人員再次將小鼠放在分作兩個(gè)區(qū)域的大矩形臺上。這次，最初接受恐懼實(shí)驗(yàn)，避開用激光激活它們的海馬細(xì)胞時(shí)所在一側(cè)的小鼠，現(xiàn)在開始更長的時(shí)間待在那一側(cè)，表明愉快的情感聯(lián)系替代了恐懼的情感聯(lián)系。對于從獎賞試驗(yàn)轉(zhuǎn)為恐懼實(shí)驗(yàn)的小鼠，也發(fā)生了這樣的逆轉(zhuǎn)。

 

改變聯(lián)系

 

隨后，研究人員完成了相同的一組試驗(yàn)，但這次標(biāo)記的是基底外側(cè)杏仁核（該區(qū)域與情緒處理相關(guān)）中的記憶細(xì)胞。這次，他們沒有通過重激活這些細(xì)胞來誘導(dǎo)出轉(zhuǎn)變。

 

研究人員說這表明，記憶聯(lián)系編碼在連接齒狀回和杏仁核的神經(jīng)回路中?？謶钟洃浖訌?qiáng)了海馬記憶痕跡與杏仁核記憶編碼細(xì)胞之間的聯(lián)系，但當(dāng)海馬和編碼積極情感關(guān)聯(lián)的杏仁核細(xì)胞之間形成新的聯(lián)系時(shí)此前的聯(lián)系就會減弱。

 

Tonegawa說：“海馬和杏仁核之間聯(lián)系的可塑性在記憶的情感聯(lián)系轉(zhuǎn)換中發(fā)揮重要的作用。”

 

這些結(jié)果表明盡管對于情感齒狀回細(xì)胞保持中立，個(gè)別的杏仁核細(xì)胞預(yù)先承擔(dān)了編碼恐懼或獎賞記憶。研究人員現(xiàn)正嘗試發(fā)現(xiàn)這兩種杏仁核細(xì)胞的分子標(biāo)記。他們還調(diào)查了激起愉快的回憶對于抑郁癥的影響，希望能夠鑒別出一些藥物新靶點(diǎn)來治療抑郁癥及創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙。