光刺激神经细胞可唤起记忆
我们全都经历过这样的事情:一些似乎微不足道的东西,可能是一种味道、一酋歌或一张老照片,把我们带回到另一个时间和地点。如今,一组神经学家对这个有趣的问题进行了研究:少数神经细胞能否唤起全部的回忆?
在《自然》周刊发表的一篇新研究报告中,来自美国麻省理工学院的一组研究人员首次证明,利用一种被称为光遗传学的技术,可以用光激活少数神经细胞,从而唤起特定的记忆。光遗传学是一种强大的技术,能够使研究人员利用短暂的光脉冲控制转基因神经细胞。
为了人为地唤起某段记忆,研究人员首先需要确定,当一只老鼠在生成一段新的记忆时,有哪些神经细胞是被激活的。为了做到这一点,他们把焦点放在了大脑中的海马体部位。这一部位负责学习和记忆,尤其用来辨别地点。然后他们向海马体神经细胞中植入一个含有光敏蛋白质的基因,使他们能够利用光来控制神经细胞。
在植入光敏蛋白质之后,研究人员使这只老鼠生成了一段新的记忆。他们把老鼠置于某种环境中,让老鼠接受微弱的足部电击,这会引起老鼠的正常恐惧行为:静止不动。这只老鼠学会了将电击与特殊的环境联系起来。
接着,研究人员试图解答那个重要问题:他们能否人为地唤起老鼠的恐惧记忆?他们用光瞄准海马体,激活了涉及这段记忆的一部分神经细胞,然后老鼠作出了明显的静止反应。激活这些神经细胞似乎触发了全部的记忆。
研究人员进行了几次关键的试验,以确定是否真的唤起了原始的记忆。他们测试了植入相同光敏蛋白质、但没有接受电击的老鼠;他们测试了没有植入光敏蛋白质的老鼠;他们还测试了在与电击不相关的不同环境中的老鼠。在上述所有这些试验中,没有老鼠作出静止反应,这就巩固了他们的结论,即光脉冲确实激活了过去的恐惧记忆。
2010年,光遗传学被《自然-方法学》月刊评为年度科学方法。这一技术是在2004年由美国斯坦福大学的一个研究小组提出的。其关键优势在于,较之传统的神经科学技术,比如电刺激和化学制剂,光遗传学既快又准。电刺激和化学制剂只能用于在非精确时间、以非特定方式改变神经活动。光刺激能够在一毫秒内控制一小部分神经细胞。
近几年来,光遗传学使得人们对抑郁症、帕金森症、焦虑和精神分裂等大脑紊乱问题的神经病理有了深入的了解。如今,在记忆研究领域,这项研究表明,人为地刺激少数神经细胞,从而激活一段过去的记忆,在没有倒可感官输入的情况下控制动物的行为是有可能的。
编辑信箱
欢迎您推荐或发布各类关于实验动物行业资讯、研究进展、前沿技术、学术热点、产品宣传与产业资源推广、产业分析内容以及相关评论、专题、采访、约稿等。
我要分享 >热点资讯
- 年
- 月
- 周