最近，加州大學(xué)戴維斯分校神經(jīng)科學(xué)中心和心理學(xué)系的研究人員，利用光消除了小鼠腦中的特定記憶，并證明了一個(gè)關(guān)于“大腦不同部分如何共同工作來(lái)檢索情景記憶”的基本理論。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在最近的《Neuron》雜志。

光遺傳學(xué)（Optogenetics），是斯坦福大學(xué)Karl Diesseroth首創(chuàng)的一種新技術(shù)，利用光來(lái)操縱和研究神經(jīng)細(xì)胞。光遺傳學(xué)技術(shù)正迅速成為研究腦功能的標(biāo)準(zhǔn)方法。

加州大學(xué)戴維斯分校的Kazumasa Tanaka、Brian Wiltgen和同事們，應(yīng)用這一技術(shù)來(lái)檢測(cè)長(zhǎng)久以來(lái)關(guān)于記憶提取（memory retrieval）的一個(gè)想法。Wiltgen說(shuō)，大約40年來(lái)，神經(jīng)學(xué)家認(rèn)為，檢索情節(jié)記憶——關(guān)于特定地點(diǎn)和事件的記憶，涉及到大腦皮層和海馬體（大腦深處的一個(gè)小的結(jié)構(gòu)）之間的協(xié)調(diào)活動(dòng)。

Wiltgen說(shuō)：“該理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)涉及到皮質(zhì)中的處理過(guò)程，海馬體在檢索過(guò)程中產(chǎn)生這種活動(dòng)模式，讓你重新體驗(yàn)這些事件。”如果海馬體受損，患者就會(huì)失去幾十年的記憶。

但是這種模式已經(jīng)很難直接檢測(cè)，直到光遺傳學(xué)的到來(lái)。

Wiltgen和Tanaka使用轉(zhuǎn)基因小鼠，當(dāng)其神經(jīng)細(xì)胞被激活時(shí)，會(huì)發(fā)出綠色熒光，并表達(dá)一個(gè)蛋白，該蛋白可使細(xì)胞被光關(guān)掉。因此，他們能夠完全遵循大腦皮層和海馬體中哪些神經(jīng)細(xì)胞被激活來(lái)學(xué)習(xí)和記憶檢索，直接通過(guò)光纖電纜的光來(lái)關(guān)閉它們。

他們訓(xùn)練小鼠，將其放置在一個(gè)籠子里，給予一次輕微的電擊。通常情況下，放置在一個(gè)新環(huán)境中的小鼠，將用鼻子觸嗅周圍和探索。但是，當(dāng)它們被放置在一個(gè)之前受到過(guò)電擊的籠子里時(shí)，它們就凍結(jié)在一種“恐懼的反應(yīng)”當(dāng)中。

Tanaka和Wiltgen首次表明，他們可以標(biāo)記參與學(xué)習(xí)的細(xì)胞，并表明它們能夠在記憶恢復(fù)期間被重新激活。然后，他們能夠關(guān)閉海馬體中的特定神經(jīng)細(xì)胞，表明小鼠失去了不愉快事件的記憶。他們也能夠證明，關(guān)閉海馬體中的其他細(xì)胞，并不影響那些記憶的檢索，并跟循來(lái)自海馬體的纖維，到達(dá)大腦皮層的特定細(xì)胞。

Wiltgen說(shuō)：“大腦皮層并不能單獨(dú)做到這一點(diǎn)，它需要來(lái)自海馬體的輸入。很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，這一直是我們領(lǐng)域的一個(gè)基本假定，Kazu的數(shù)據(jù)首次提供直接證據(jù)證明這是真的。”

他們還可以看到，大腦皮層中的特定細(xì)胞如何連接到杏仁核——大腦中參與情緒和產(chǎn)生凍結(jié)響應(yīng)的一個(gè)結(jié)構(gòu)。