新记忆出现后,我们的大脑如何防止之前的记忆被扭曲和覆盖?图源:Gandalf's Gallery/Flikcr
导读:
小鼠研究发现,
大脑会在相互隔离的不同睡眠阶段处理新记忆和老记忆,这或能防止两种记忆混淆。
Traci Watson
| 作者
自然系列 | 来源
新线索揭示了大脑如何防止出现“灾难性遗忘”
(catastrophic forgetting)
。灾难性遗忘是指新记忆出现后使之前建立的记忆被扭曲和覆盖。
一个研究团队发现,至少在小鼠中,大脑会在相互隔离的不同睡眠阶段处理新记忆和老记忆,这或能防止两种记忆混淆。
如果该发现在其他动物中得到证实,“我敢赌上我所有积蓄,人类身上肯定也有这种隔离。”纽约大学系统神经科学家György Buzsáki说。这是因为记忆是一种演化上很古老的系统,Buzsáki说。他没有参与这项研究,但曾指导过该团队成员的一些工作。
该研究于1月发表于《自然》
[1]
。
科学家很早就知道,
在睡觉期间,大脑会“重放”最近的经历
:
参与某个经历的相同神经元会以相同顺序放电。
这种机制有助于将经历巩固成记忆,并准备好将其长期储存。
为了研究睡眠期间的脑功能,研究团队利用了小鼠的一个特点:
小鼠的眼睛会在有些睡眠阶段部分睁开。
团队在每只小鼠睡觉时监测它的一只眼睛。在深睡眠期间,团队观察到小鼠的瞳孔会缩小,随后又扩大到原来大小,这种循环往复的每个周期为1分钟左右。神经元记录显示,
大脑重放经历的绝大部分发生在小鼠瞳孔缩小时。
这使得科学家不由地思考,
瞳孔大小和记忆处理是否相关。
为此,他们使用了一种名为光遗传学的技术,该技术能用光诱导或抑制大脑中经过遗传改造的神经元的电活动。首先,他们训练改造后的小鼠寻找藏在平台的一个甜食奖励。训练后,作者立即在小鼠睡觉期间借助光遗传学减少与重放相关的神经元放电次数。他们在小瞳孔和大瞳孔阶段都进行了上述操作。
小鼠清醒后完全忘记了奖励的位置,但前提是在小瞳孔阶段减少了放电。
“我们抹去了它们的记忆。”这篇论文的共同作者、纽约康奈尔大学系统神经科学家Wenbo Tang说。
相比之下,当该团队在训练后立即减少大瞳孔阶段的神经元放电时,这些小鼠会直接奔向奖励,说明它们的新记忆完好无损。