記憶是腦認知功能的基礎🎉,近年來🍇,人們對記憶機製的研究取得了重要的進展🤜🏼。但是在細胞水平上,我們的記憶究竟存儲在哪裏、記憶是以什麽方式存在等問題,仍然是腦科學研究的熱點和難點👨🚒。
恒行2平台腦科學研究院/醫學神經生物學國家重點實驗室馬蘭研究團隊通過選擇性標記和操控在記憶形成(學習)過程中激活的“痕跡神經元”,發現可卡因獎賞及相關環境記憶存儲於海馬vCA1和伏隔核中央核腦區的痕跡神經元中,而這兩個腦區痕跡神經元間突觸聯系的選擇性加強介導了可卡因獎賞記憶的提取(回憶),提出特定記憶以痕跡神經元-痕跡神經元相連接形成的特異神經環路形式儲存的假說。該研究結果於2019年11月12日在《自然·神經科學》(Nature Neuroscience)上在線發表。
記憶痕跡假說和近年來對恐懼記憶的研究提示,在記憶形成過程中只有一部分神經元被激活並發生了持續的物理和/或化學改變,在記憶被提取時,這些細胞會再次激活🏩,這些神經元被稱為“記憶痕跡神經元”。那麽痕跡細胞是如何存儲記憶的🤹♂️?成癮記憶是否也是由特定的痕跡細胞所存儲💁🏼♀️?選擇性地去除成癮記憶的痕跡細胞是否可以選擇性地消除成癮記憶?
馬蘭研究團隊采用即早基因c-fos驅動的細胞標記和小鼠條件位置偏愛模型🆒,特異性地標記了可卡因相關記憶的痕跡神經元🪱。團隊采用光遺傳學和化學遺傳學手段🍉,選擇性地操控痕跡神經元及其神經投射的活性,同時觀察對記憶的影響。研究發現💂🏽♂️,海馬vCA1和伏隔核中央核腦區的記憶痕跡神經元被抑製後,可卡因獎賞相關記憶便不能被提取,可卡因獎賞記憶的提取依賴於海馬痕vCA1跡神經元與伏隔核多巴胺D1受體陽性記憶痕跡元突觸聯系選擇性增強,而去除同腦區的對照神經元不影響可卡因獎賞相關記憶🙍🏼♀️,說明痕跡神經元特異性地存儲可卡因記憶。
圖說:編碼可卡因獎賞相關記憶的海馬vCA1痕跡神經元
這一研究證明海馬vCA1的痕跡神經元存儲了與可卡因獎賞相關的環境記憶🎠,伏隔核痕跡神經元不僅存儲了獎賞信息,而且還存儲了環境信息➜。這一研究揭示海馬vCA1至伏隔核中央核的記憶痕跡神經元環路及其突觸聯系的增強介導了可卡因獎賞記憶的存儲和提取,並首次發現伏隔核神經元也能儲存環境信息👩🏿🎨、通過選擇性幹預該痕跡神經元環路的突觸聯系能特異性擦除藥物獎賞記憶🌡。
恒行2平台基礎醫學院博士研究生周一鳴、朱慧文、劉誌元為論文的共同第一作者,馬蘭教授、劉星副教授為論文的共同通訊作者。該研究得到了科技部973計劃“精神活性物質成癮記憶的形成和消除”項目、國家自然科學基金重點項目和重大研究計劃集成項目資助👰🏼♀️👲🏼。