“沉默的engrons”构建了一个新的内存形成理论的案例

时间：2021-07-18 11:52:07 来源：

绿色染色显示海马CA1 Engron电池，其存储长期恐惧记忆并具有光敏致敏蛋白通道曲霉-2。蓝色染色显示了背部海马脑区域中的所有细胞，包括非倾向细胞（仅蓝色染色）。图像：Dheeraj Roy，Tonegawa Lab / Mit

根据麻省理工学院的神经科学家，存在“沉默令人静言”的存在，表明应该修改现有的内存模型。

学习和记忆通常被认为是由三个主要步骤组成：将事件编码到大脑网络中，存储编码信息，并稍后检索它以召回。

两年前，麻省理工学院神经科学家发现，在某些类型的逆行中，即使无法通过自然召回线索检索，特定事件的记忆也可以存储在大脑中。这种现象表明，随着研究人员提出了一种新的论文，需要修订现有的存储器形成模型，其中他们进一步详细地详细说明了这些“静音令人静音”并重新激活。

研究人员认为他们的调查结果提供了证据，即内存存储不依赖于在内存单元之间的连接或“突触”之间的内存存储，因为已经思考了。相反，在发生事件发生后的前几分钟之间的这些单元之间形成的连接模式足以存储存储器。

“我们在本研究中的主要结论之一是特定存储器以沿着解剖途径位于倾角的盲肠细胞集合之间的特定连接模式。这一结论是挑衅的，因为教条一直是通过突触实力储存的记忆，“生物学和神经科学教授，雷肯 - 麻省理工会遗传学中心主任的赖克森遗传学局主任，苏克兰遗传学局主任，苏克兰 - 麻雀省学习中心和记忆，以及研究的高级作者。

研究人员还表明，尽管由静音倾向持有的存储器不能自然地召回，但是存储器持续至少一周，并且可以通过用刺激突触形成的蛋白质治疗细胞来“唤醒”天。

最近的MIT PHD收件人Dheeraj Roy是本文的领先作者，它出现在10月23日的国家科伦斯特海院的论点。其他作者是MIT Postdoc Shruti Muralidhar和技术助理Lillian Smith。

背部海马从称为内侧梭形皮质（MEC）的上游脑区接收空间和时间信息。绿色染色显示MEC Engron Cells，其储存长期恐惧记忆并具有光敏致敏蛋白通道的肠梗阻-2。蓝色染色显示MEC脑区域中的所有细胞，包括非脑细胞（仅蓝色染色）。高

放大镜图像显示海马CA3内存engron电池（红色）。学习后的一天，进行记忆召回测试，并且召回诱导的活化的CA3细胞显示在绿色染色中。也是绿色（即，通过重叠的黄色的红色CA3 engram细胞代表了在记忆召回期间被重新激活的脑电

图。红色染色显示海马牙齿engrate（DG）Engron电池，其存储长期恐惧记忆并具有光敏致敏蛋白通道 - 2。蓝色染色显示了背部海马脑区域中的所有细胞，包括非倾向细胞（仅蓝色染色）。

沉默的回忆

神经科学家长期以来，当允许神经元相互通信的突触连接时，储存事件的记忆是加强的。以前的研究发现，如果在发生事件后立即在小鼠中封闭某些细胞蛋白的合成，小鼠将没有事件的长期记忆。

然而，在2015年的纸张中，Tonegawa和他的同事们首次展示了Memories，即使在细胞蛋白的合成被阻断时也可以储存。他们发现，虽然小鼠不能回顾那些响应于天然线索的那些记忆，例如被放置在持有的笼子里发生了可怕的事件，但是存储器仍然存在，并且可以使用称为光学的技术人工地检索。

研究人员称为这些存储器单元的“沉默令人静音”，并且它们已经发现这些倾向也可以在其他情况下形成。在对症状的小鼠研究中模仿阿尔茨海默病的症状，Theresearchers发现，而小鼠在召回记忆的情况下，那些记忆仍然存在并且可以是光学地检索的。

在更新的一个名为Systems Consolidation的过程的进程中，Theresearchers发现在海马和编码相同内存的前额外皮层中。然而，前额叶Cortex Engrams在存储器最初编码后大约两周静音，而海马倾向于立即活跃。随着时间的推移，前额叶皮质中的内存变为活动状态，而海马engram缓慢变得沉默。

在他们的纽约血统，研究人员进一步调查了这些静音令人静音，它们持续多久，以及如何重新激活它们。

与他们原来的2015年研究类似，他们通过提供轻度脚休克来训练小鼠以担心被担心被置于某个笼子里。在此训练之后，当放回该笼子时，小鼠冻结。当训练小鼠时，它们的记忆细胞用光敏蛋白质标记，允许细胞用光重新激活。研究人员还在发生训练后立即抑制细胞蛋白的合成。

他们发现在训练后，小鼠在放在训练发生的笼子里时没有反应。然而，当用激光激活记忆细胞时，小鼠确实冻结，而动物在笼子里的笼子里不应该有任何可怕的联系。在原始训练后，激光可通过激光灯激活这些静音存储器。

建立联系

调查结果为Tonegawa的新假设提供了支持，即加强突触连接，虽然是最初编码的存储器所必需的，但其随后的长期存储是不必要的。相反，他提出了存储器存储在Engron单元集合之间形成的特定连接模式中。在编码期间非常迅速地形成的这些连接不同于蛋白质合成的帮助下以后发生的突触强化（发生在几小时内）。

“我们所说的是，即使没有新的细胞蛋白质合成，一旦制造了新的连接，或者在编码期间加强了预先存在的连接，那么维持新的连接模式，”Tonegawa说。“即使你不能诱导自然记忆召回，内存信息仍然存在。”

这提出了关于编码后蛋白质合成的目的的问题。考虑到天然提示没有检索到沉默的倾向，研究人员认为蛋白质综合的主要目的是使自然召回提示能够有效地完成工作。

研究人员还试图通过用叫做PAK1的蛋白质治疗蛋白质来重新激活无声倾向，这促进了突触的形成。他们发现这种治疗在原始事件发生后的两天内，足以在脑电池之间产生新的突触。治疗后几天后，召回记忆的能力的老鼠最初会在被置于训练发生的笼子之后冻结。此外，它们的反应与没有干扰形成的记忆的小鼠一样强。

多伦多大学心理学和生理学副教授的Sheena Josselyn表示，调查结果违背了记忆形成涉及加强神经元之间的突触，并且该过程需要蛋白质合成。

“他们表明，在蛋白质合成抑制期间形成的存储器可以人工（但不自然）召回。也就是说，记忆仍然保留在大脑中而没有蛋白质合成，但这种记忆无法在正常情况下访问，这表明刺可能不是信息的关键守护者，“josselyn没有参与研究。“调查结果是有争议的，但许多范式转移文件是。”

Roy说，随着研究人员在早期的阿尔茨海默病患者疾病上对沉默的脑卒中的结果进行了沉默的脑卒中的结果，表明重新激活某些突触可能有助于恢复有些内存召回功能的Alzheimer疾病患者。

该研究由Riken脑科学研究所，Howard Hughes Medical Institute和JPB基金会资助。