每个人都有这样的经历：有些记忆清晰如昨，有些却转瞬即逝。为什么有的记忆能长期保存，有的却会被遗忘？这个问题一直困扰着科学家们。最近，一项发表在《自然》杂志上的研究揭示了记忆巩固过程中的一个关键机制——丘脑中的分子「计时器」。
第一部分：记忆的旅程
记忆形成的基本路径：从海马体到皮层
记忆的形成是一个复杂的过程，涉及多个脑区的协同工作。首先，新记忆在海马体中形成，随后通过一系列中间区域，最终在大脑皮层中稳定下来。这个过程中，海马体起到初始编码的作用，而皮层则是长期存储的场所。
中转站的关键作用：丘脑的特殊地位
然而，并不是所有的记忆都能成功完成这段旅程。研究表明，丘脑在这个过程中扮演着至关重要的角色。它不仅作为中转站传递信息，还在记忆的维持和巩固中发挥重要作用。洛克菲勒大学神经科学与行为副教授Priya Rajasethupathy指出：“[丘脑] 表示在学习时发生了一些事情，这赋予了价值，表示‘嘿，我想在未来能够记住这一点’。”
第二部分：记忆保存的秘密
科学家的发现：丘脑中的分子「计时器」
Rajasethupathy及其团队的研究发现，丘脑中的神经元会经历多个转录状态的过渡。这些状态由不同的基因表达谱定义，并由转录因子调控。这些转录因子充当记忆保持的分子「计时器」，确保记忆能够在长时间内得到巩固。
记忆巩固的三个阶段：早期、中期和晚期
在记忆巩固的过程中，神经元经历了早期、中期和晚期三个阶段。每个阶段都伴随着特定的基因表达变化。例如，在早期阶段，丘脑中的神经元启动了与突触可塑性相关的基因；而在前扣带皮层中，神经元则启动了染色质重塑基因。这种有序的基因表达变化保证了记忆的逐步稳定。
关键基因的作用：CAMTA1、TCF4和ASH1L
研究人员还发现了一些关键基因在记忆稳定中的作用。例如，缺少CAMTA1或TCF4的小鼠在训练后的几天到几周内回忆受损，表明这些基因参与了记忆的精炼阶段。而前扣带皮层中缺少ASH1L的小鼠在训练后的几周到几个月内也表现出受损，这说明该基因在表观遗传学上保留记忆中起重要作用。
第三部分：实验验证
虚拟现实实验设计
为了验证这些发现，Rajasethupathy和她的同事们设计了一种虚拟现实任务。在这个任务中，口渴的小鼠在走廊中导航，直到到达可以喝水的区域。小鼠频繁遇到一个奖励区域，而另一个奖励区域则较少遇到。
频繁vs罕见记忆的对比
经过五天的习惯化和一周的训练后，小鼠在进入任何奖励区域时都表现出增加的舔舐，表明它们已经学会了在这些位置期待喝水。然而，在培训结束后的15到30天内，小鼠仅保留了频繁奖励的记忆。这一结果进一步证明了记忆巩固的动态性和选择性。
实验结果解读
当团队使用光遗传学干扰丘脑到前扣带皮层的回路时，未发生记忆巩固。这表明丘脑到皮层的连接对于记忆的长期保存至关重要。“通过这个范式，我们能够隔离记忆的维持阶段，”Rajasethupathy解释道。
结语
记忆保存是一个主动持续的过程
这项研究揭示了记忆保存并非一次性事件，而是一个持续且活跃的过程。记忆的维持需要不断的发生和调整，以适应新的经验和时间的变化。
对未来研究和应用的展望
识别出控制记忆稳定的潜在分子为未来的研究提供了新的方向。下一步是深入探讨这些分子如何改变神经元特性，并最终影响行为和记忆的持续性。随着对记忆机制理解的深入，我们或许能够开发出新的方法来改善记忆功能，甚至治疗某些记忆障碍。
通过这些研究，我们不仅更好地理解了记忆的工作原理，也为未来的医学和心理学应用开辟了新的可能性。返回搜狐，查看更多