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Science:科学家发现独立于海马体之外的记忆形成脑区

2017/01/15 来源:生物探索
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导读
海马体在记忆编码,巩固和回忆中起着中心作用。1月13日的Science杂志上发表的一项研究表明,一个名为内嗅皮层的脑区在记忆中起着独立的新作用。在大鼠中,内嗅皮层能够重现与海马信号输入无关的运动记忆。


众所周知,海马体在记忆编码,巩固和回忆中起着中心作用。人们认为记忆的巩固和回忆过程都是通过海马细胞组件获得的记忆痕再现而执行的。因此,海马体被认为是记忆形成和回忆过程中最重要的脑区,而其他与记忆相关的脑区通常只是从属于海马体。但在,1月13日的Science杂志上发表的一项研究提出了新观点。研究发现,一个名为内嗅皮层的脑区在记忆中起着独立的新作用。由奥地利科学技术协会(IST Austria)教授Jozsef Csicsvari领导的研究小组表明,在大鼠中,内嗅皮层能够重现与海马信号输入无关的运动记忆。

“到目前为止,在记忆形成和回忆过程中,内嗅皮质一直被认为是从属于海马体的,但我们发现内侧嗅皮质可以独立于海马体再现走迷宫时的放电模式。内嗅皮层可能是一种与海马体平行工作的新的记忆形成系统。”Jozsef Csicsvari解释说。

内嗅皮层在鼠大脑背缘,它是海马区信息的输入端,延伸至海马区背缘。当形成空间记忆时,内侧内嗅皮层(MEC)中的网格细胞对特定的空间模式做出反应,这些细胞组成一个坐标系统,从而让空间导航成为可能,如同大脑内的GPS。MEC向海马提供信息,表明动物的位置或为动物的朝向,移动距离提供线索。大鼠通过在海马中形成的神经元网络编码位置和运动。在回忆过程中,MEC一直被认为从属于海马体。在海马体中,这种回忆发生在所谓的尖波/涟波(sharp wave/ripples)期间,此时神经元网络高同步放电。根据到目前为止的观点,海马体是这种放电的起始结构,并协调记忆巩固,而MEC仅仅相当于将消息传播到其他脑区的转运站。


为了测试MEC是否也能够记忆召回,研究人员测试了走迷宫的大鼠的回忆过程。他们发现内侧内嗅皮层表层(sMEC)中那些输入到海马体的神经元(包括网格细胞)在记忆任务期间放电,并在爆发式放电中编码路径。令人惊讶的是,研究人员发现sMEC中的放电并不伴随海马体的放电。在睡眠和苏醒期间,sMEC触发其自身的放电,并独立于海马体启动回忆和记忆巩固。

本研究的第一作者Joseph O'Neill解释了这些研究结果如何改变我们对记忆形成方式的认知:“单独的海马不能控制记忆形成或者回忆。相反,内嗅皮质和海马可能是记忆形成和回忆的两个系统,尽管它们之间相互关联,但这两个脑区可能并行工作,它们可能招募不同的通路,在记忆过程中扮演不同的角色。

参考资料:

Entorhinal cortex acts independently of the hippocampus in remembering movement, study finds

Superficial layers of the medial entorhinal cortex replay independently of the hippocampus

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