為啥恐怖片看完了老是忘不掉？科學(xué)家們觀察了“活體大腦”中的記憶形成過程后，得出了答案。
你沒聽錯，確實是在肉眼觀摩了全程后發(fā)現(xiàn)：大腦會用不同的編碼途徑形成不同類型的記憶，比如像恐怖片這種會造成心理創(chuàng)傷的記憶，就會選擇一種簡單粗暴的做法 —— 直接剪掉大腦皮層中的某些突觸，并在其他區(qū)域生成新的突觸。就像是盆栽的修剪和移植一樣。這項研究引起了諸多熱議，獲得了 500 + 的熱度：
目前，這項研究已經(jīng)登上 PNAS：
肉眼觀測“恐懼”形成過程
科學(xué)家們選擇了斑馬魚作為研究對象。這種生物在幼年期是全身透明的，非常易于觀察。并且，雖然沒有哺乳動物負責(zé)聯(lián)想記憶的杏仁核（amygdala），但有一個功能類似的大腦皮層區(qū)域。
對于記憶形成的過程，學(xué)界的有一種普遍認知：即大腦是通過調(diào)整神經(jīng)元之間連接的強度，修改突觸來形成記憶的。為了讓這個過程可視化，科學(xué)家們通過基因工程讓斑馬魚產(chǎn)生神經(jīng)元，并加入了一種標(biāo)記蛋白，能夠在顯微鏡下觀察到熒光：
接下來，就是給斑馬魚人為地制造恐怖回憶了。
研究人員選擇了使用“巴浦洛夫的狗”的逆向版方法 —— 就像是狗最后被訓(xùn)練成聽到鈴聲就以為能夠獲得獎勵，自動分泌唾液一樣。讓斑馬魚把光和不舒服的加熱聯(lián)系起來，最終形成一種恐懼心理，使斑馬魚看到光就游開。
接下來就是觀測這種回憶形成前后的不同之處。首先，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，在任何組中，記憶產(chǎn)生前后的熒光標(biāo)記的中位值都基本一致：
△t1 為記憶前，t2 為記憶后
這就意味著一個與預(yù)期相反的發(fā)現(xiàn)：突觸的強度并不會隨著學(xué)習(xí)行為而產(chǎn)生變化。既然并沒有修改突觸強度，那么記憶到底是怎么形成的？在產(chǎn)生了這種記憶的魚的腭部，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了華點：腭部外側(cè)（這一區(qū)域含有在記憶形成和檢索期間活躍的神經(jīng)元）的突觸數(shù)量急劇增加，而腭部的內(nèi)側(cè)則主要發(fā)生突觸的喪失。
△青色為丟失，黃色為獲得
事實上，“記憶可以通過增加和刪除突觸形成”這一觀點以前也有相關(guān)研究，但都柏林圣三一大學(xué)的一位神經(jīng)科學(xué)家就表示：這項研究中對大腦的“實時和大規(guī)?？梢暬碧峁┝肆钊诵欧淖C據(jù)。而研究團隊則表示，他們希望這一研究能夠幫助他們了解較緊張、焦慮綜合癥，以及 PTSD 等疾病造成創(chuàng)傷的記憶機制，并能借此進一步提出緩解這些疾病的治療手段。
作者介紹
論文有兩位共同一作 William P. Dempseya 和 Zhuowei Du，兩位都來自南加州大學(xué)。其中 William P. Dempseya 在加州理工大學(xué)獲得博士學(xué)位，現(xiàn)在是南加州大學(xué)分子與生物計算分部的一名博士后。
論文：
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2107661119
參考鏈接：
https://www.quantamagazine.org/scientists-watch-a-memory-form-in-a-living-brain-20220303/
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