据美国物理学家组织网11月7日报道,美国麻省理工学院大脑与认知科学院经实验研究,发现了在记忆过程中起关键作用的神经路径,能帮人们把相继发生的紧密事件联系在一起。相关论文发表在上周出版的《科学》杂志上。
要想形成情景记忆和工作记忆,必须能将各种不连续的短暂因素串在一起,而这要依靠大脑中的海马回—内嗅皮质网络,内嗅皮质接收来自周边脑区的信息,再把信息传递给海马回。但是哪些神经线路促成了这些因素互相连接还是个谜。在新研究中,麻省理工学院徐情浃(音译)博士领导的研究小组认为,是内嗅皮质到海马回的第三层输入端促成了这一过程的实现。
为了对这一路径进行检测,研究小组设计了一系列实验。他们先给小鼠一个声音,随后20秒内给它们制造一次震动,这些小鼠很快就学会了把声音和即将到来的震动联系在一起。再次听到声音时,它们会立即僵住,停止所有动作。他们还专门养了一种特殊的转基因鼠,这种鼠从内嗅皮质到海马回的第三层输入端被抑制,用这种转基因鼠来实验时,研究人员发现它们对声音的反应更少。而在声音和震动同时出现的情况下,两种小鼠行为相同。这表明在时间联想记忆和内嗅皮质之间存在一定的联系。
另外一项实验是利用水迷宫和一个小平台进行,小鼠发现这个平台就可以不必游泳而上来休息,在平台上呆30秒后它们将被放回水迷宫。而转基因鼠找到小平台的机会更少,即使它们30秒前刚刚在平台上呆过。研究人员发现,它们很难在记忆和最近所发生事件之间建立联系。
研究人员解释说,转基因鼠在执行空间工作记忆任务和追溯恐惧制约的编码阶段,显出了很大缺陷。而老年痴呆症患者在记忆方面也存在很大困难,病人的内嗅皮质区是最早受到伤害的脑区之一。这些结果表明,从内嗅皮质到海马回之间的第三层输入端,在短期联想记忆中起着关键作用。(生物谷 Bioon.com)
doi:10.1126/science.1210125
PMC:
PMID:
Entorhinal Cortex Layer III Input to the Hippocampus Is Crucial for Temporal Association Memory
Suh, Junghyup; Rivest, Alexander J.; Nakashiba, Toshiaki; Tominaga, Takashi; Tonegawa, Susumu
Associating temporally discontinuous elements is crucial for the formation of episodic and working memories that depend on the hippocampal-entorhinal network. However, the neural circuits subserving these associations have remained unknown. The layer III inputs of the entorhinal cortex to the hippocampus may contribute to this process. To test this hypothesis, we generated a transgenic mouse in which these inputs are specifically inhibited. The mutant mice displayed significant impairments in spatial working memory tasks and in the encoding phase of trace fear-conditioning. These results indicate a critical role of the entorhinal cortex layer III inputs to the hippocampus in temporal association memory.