大脑细胞如何能既记住新记忆同时又不忘记旧记忆？科学家已找到了这方面的答案。他们发现，大脑齿状回区域中的特异神经元在记忆形成中起了明显作用，取决于产生神经元的神经干细胞是年纪大还是年轻。
这项研究将在三月三十日的Cell上，它将记忆形成分子基础与新神经元产生联系起来，这项发现将揭示治疗记忆疾病的新一类药物靶标。
这项发现也表明，大脑中年轻神经元与年长神经元间的不平衡可能瓦解创伤后精神紧张性(精神)障碍(PTSD)与衰老期间的正常记忆形成。
在这项研究中，作者测试了2类记忆过程小鼠。模式分离是大脑区分相似事件间不同的过程，如记忆不同口味的马德琳饼干。相反，模式完成是用于唤起有限线索基础上的详细内容记忆，比如回想起当时是与谁品味马德琳饼干。
模式分离形成不同经验基础上的独特的新记忆；模式完成通过检测相似来恢复记忆。脑损伤或外伤的人可能无法回忆起他们每天都见的人。PTSD病人不能忘记可怕的事件。受损的模式分离由于失去年轻神经元可能有利于模式完成，这可能突出在PTSD病人中观察到的复发的可怕记忆回忆。神经科学家一直认为这两个对立且潜在竞争的过程出现在不同神经回路中。齿状回，是中枢神经系统内一个具显著可塑性的结构，它在抑郁、癫痫到可怕脑外伤中的作用被认为涉及到分离模式和模式完成的CA3区域。相反，麻省理工学院研究人员发现齿状回神经元可能执行模式分离或模式完成取决于它们细胞的年龄。
麻省理工学院研究人员在小鼠上评估了模式分离，这些小鼠学会区分两个相似但不同的房间：一间安全，另一间与不愉快的脚电击相关。为了测试它们的模式完成能力，给老鼠逃离它们以前学会交涉的迷宫的有限线索。将正常小鼠与缺少年轻神经元或年老神经元小鼠相比。小鼠表现出模式完成或分离的缺陷，取决于哪一组神经元被删除。
神经电路遗传学RIKEN-MIT中心（RIKEN-MIT Center for Neural Circuit Genetics），霍华德 · 休斯医学研究所（Howard Hughes Medical Institute）大冢马里兰研究院（Otsuka Maryland Research Institute）, Picower基金会（Picower Foundation）和NIH支持此项研究。（生物谷bioon.com）
doi:10.1016/j.cell.2012.01.046
PMC:
PMID:
Young Dentate Granule Cells Mediate Pattern Separation, whereas Old Granule Cells Facilitate Pattern Completion
Toshiaki Nakashiba, Jesse D. Cushman, Kenneth A. Pelkey, Sophie Renaudineau, Derek L. Buhl, Thomas J. McHugh, Vanessa Rodriguez Barrera, Ramesh Chittajallu, Keisuke S. Iwamoto, Chris J. McBain, Michael S. Fanselow, Susumu Tonegawa
dult-born granule cells (GCs), a minor population of cells in the hippocampal dentate gyrus, are highly active during the first few weeks after functional integration into the neuronal network, distinguishing them from less active, older adult-born GCs and the major population of dentate GCs generated developmentally. To ascertain whether young and old GCs perform distinct memory functions, we created a transgenic mouse in which output of old GCs was specifically inhibited while leaving a substantial portion of young GCs intact. These mice exhibited enhanced or normal pattern separation between similar contexts, which was reduced following ablation of young GCs. Furthermore, these mutant mice exhibited deficits in rapid pattern completion. Therefore, pattern separation requires adult-born young GCs but not old GCs, and older GCs contribute to the rapid recall by pattern completion. Our data suggest that as adult-born GCs age, their function switches from pattern separation to rapid pattern completion.
