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記憶是通過突觸效能（synaptic efficacy）的長期變化形成的，這一過程稱為突觸可塑性（synaptic plasticity），并且記憶被存儲在大腦中的稱為印跡細(xì)胞（engram cell）的特定神經(jīng)元集合（即神經(jīng)元群體）中，它們能夠在相應(yīng)的事件發(fā)生期間被激活。當(dāng)兩個存記憶存在關(guān)聯(lián)時，對應(yīng)于每個記憶的神經(jīng)元集合存在重疊。但是，每個記憶都有它自己的特性。當(dāng)兩個記憶相互作用并被編碼在相同的神經(jīng)元集合中，大腦如何儲存和確定一個特定記憶的身份仍然是未知的。如今，在一項新的研究中，日本富山大學(xué)的Kaoru Inokuchi博士領(lǐng)導(dǎo)的一個研究團(tuán)隊證實突觸特異性的可塑性（synapse-specific plasticity）代表著特定的記憶實體，而且特定的印跡細(xì)胞集合之間的突觸可塑性對信息儲存來說是非常充足的而又至關(guān)重要的。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在Science期刊上，論文標(biāo)題為“Synapse-specific representation of the identity of overlapping memory engrams”。
圖片來自Kaoru Inokuchi, Kareem Abdou。
這些研究人員將小鼠暴露于聽覺恐懼條件反射（auditory fear conditioning）下，在這種條件反射中，一種音調(diào)與足部電擊存在關(guān)聯(lián)。聽覺皮層（auditory cortex, AC）和內(nèi)側(cè)膝狀體核內(nèi)側(cè)部分（medial part of medial geniculate nucleus, MGm）的神經(jīng)元末端與外側(cè)杏仁核（lateral amygdala, LA）神經(jīng)元之間的突觸可塑性介導(dǎo)這種關(guān)聯(lián)。在發(fā)生*逆行性遺忘（complete retrograde amnesia）之后，利用光遺傳學(xué)刺激LA中活化的AC和MGm印跡細(xì)胞末端不能引起對恐懼記憶的回憶，這表明這個神經(jīng)回路中不再存在記憶印跡。這一結(jié)果與印跡細(xì)胞集合（engram assembly）之間的突觸強度和功能性連接的重置相關(guān)。
接下來，這些研究人員讓小鼠對兩種相隔5小時發(fā)生的不同音調(diào)作出條件反射。因此，這兩個記憶痕跡相互作用，并且在LA中存在著重疊。對一種給定的恐懼記憶進(jìn)行的*逆行性遺忘并不影響編碼在共享的印跡細(xì)胞群體中的相關(guān)恐懼記憶，這表明記憶被儲存在特定的突觸中。
隨后，這些研究人員解決了每個記憶如何在共享的印跡細(xì)胞集合中保持各自身份的問題。他們利用光學(xué)長時程抑制（long-term depression, LTD）削弱某個記憶特異性突觸中的突觸效能。削弱一個記憶特異性突觸的可塑性會破壞印跡細(xì)胞集合之間的特定連接性，從而僅影響對這個記憶的回憶而不影響相同神經(jīng)元群體中的關(guān)聯(lián)記憶（linked memory）。因此，印跡細(xì)胞共享是記憶之間存在關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)，而突觸特異性的可塑性保證了每個記憶的特性和儲存。
這些研究結(jié)果證實突觸特異性的可塑性對于關(guān)聯(lián)性恐懼記憶儲存是充分必要的，而且它保證了記憶印跡的*性，這就支持突觸可塑性是恐懼記憶印跡的基石。此外，它們通過以突觸特異性的方式重置這種突觸可塑性，實現(xiàn)了從記憶印跡網(wǎng)絡(luò)中選擇性地*消除恐懼記憶而不影響儲存在這個共享的印跡細(xì)胞集合中的其他記憶。這有助于更好地理解記憶儲存的內(nèi)在機制，并可能給開發(fā)治療創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙的方法帶來啟發(fā)。（生物谷 ）
參考資料：
Kareem Abdou1,2,*, Mohammad Shehata1,2,*,†,‡, Kiriko Choko et al.Synapse-specific representation of the identity of overlapping memory engrams. Science, 15 Jun 2018, 360(6394):1227-1231, doi:10.1126/science.aat3810.
Steve Ramirez. Crystallizing a memory. Science, 15 Jun 2018, 360(6394):1182-1183, doi:10.1126/science.aau0043.
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