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海马,记忆获得与消除

已有 5633 次阅读 2010-3-22 20:19 |个人分类:感悟人生|系统分类:科普集锦

记忆可以根据內容分为逻辑式的陈述记忆,与机械式的程序记忆。陈述记忆是指意识上的纯粹记忆,而程序记忆属于无意识的习惯记忆,另一方面,记忆又以维持时间分为即时记忆、近记忆和远记忆等记忆方式。老年性痴呆可以回想往事和保持习惯性机械行为的能力,但对于即时记忆和近记忆等浅记忆却是力不从心。因此,人们十分关注记忆与大脑生理状态间的关系。

 

海马(Hippocampus)是脑组织内的功能区域之一,由于其剖面形似鱼纲海龙科动物海马(Hippocampus japonicus)而得名。记忆,特别是即时记忆与近记忆需要海马参与已是一个常识。例如,至今为止的研究证明啮齿动物在记忆数周后,人在记忆半年至数年后失去对海马的依赖性。因此,人们确认记忆首先需要在海马内存储,再向其他大脑区域移行,但这一移行过程的生理学机制尚未被人们揭示。

 

去年,日本富山大学医学药学研究部生物化学教授Kaoru INOKUCHI博士等人在Cell,杂志上发表一篇名为「Adult Neurogenesis Modulates the Hippocampus-Dependent Period of Associative Fear Memory」的文章(Cell, 139814-827, 2009)。他们在研究中发现,对野生型小鼠负荷记忆28天之后,记忆信息在大脑区域间发生转移,而转移后的记忆提出和联想过程并不需要海马参与。但,X照射或通过遗传操作损伤海马神经细胞发育的小鼠,在记忆负荷28日后的记忆回顾过程需要海马的参与。他们在研究中确认野生型小鼠可以将部分记忆保存在海马7天以上,但在转笼等运动刺激海马神经细胞再生条件下,促进记忆向大脑皮层转移,结果记忆负荷7天后已属于非海马依赖性记忆了。

 

由于成年后的海马区域也能够不间断的生成新的神经元,这一现象无疑会使人们联想到这些海马由来的神经细胞与记忆间的相关性。一般认为,通过提高海马神经元突触传递效率,可以维持长时程增强效应(long term potentiation),或通过抑制神经细胞再生来减弱海马参与记忆的时程。然而,实验结果与期待现象相反。与普通小鼠海马参与记忆的时程相比,抑制神经细胞再生小鼠的海马记忆时程没有任何改变。虽然实验结果另人失望,但在这意外的实验结果中却是别有含义。例如,正常小鼠海马参与记忆时程大约需要两周时间开始消退。可是,抑制神经细胞再生小鼠的记忆负荷在两周时间内海马参与记忆的时程没有改变。由此可以设想,海马的神经细胞再生不仅与获得记忆相关,而且也与记忆消除相关。

 

INOKUCHI博士等人利用抑制神经细胞再生小鼠负荷恐怖记忆,并观察维持记忆时程时发现,与正常小鼠相比记忆时程没有显示明显变化。这种现象可能是因为正常小鼠的记忆从海马移行到大脑皮层,而抑制神经细胞再生小鼠的记忆仍保留在海马区域内,结果使得两组小鼠的记忆时程没有发生改变。在另一个实验中,INOKUCHI博士等人发现正常小鼠负荷4周后的恐怖记忆是一种海马非依赖性的,而抑制神经细胞再生小鼠的记忆是海马依赖性的。在利用刺激小鼠神经细胞再生与海马记忆相关性的实验中,他们发现海马的神经细胞再生不仅可以增强获得记忆,促进记忆移行,也可以消除海马中的浅记忆。

 

海马是具有神经细胞再生能力的大脑功能区域之一,也是记忆的一时性储存区域,但海马记忆容量小,因此在海马的记忆需要及时转移和及时消除。在这一过程中,脑内海马由来的神经细胞,不仅可以获得记忆功能,而且也与记忆的消除功能相关。因此,人们可以根据这一生物特性去寻找对心灵创伤起因的创伤后应激障碍综合征(post-traumatic stress disorder)等精神疾病预防与治疗的药物。

 



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